Устройство для определения прочности сцепления покрытия с основой Советский патент 1988 года по МПК G01N19/04 

5 6

Изобретение относится к испыта- тельной технике, а именно к устройствам для определения прочности сцепления штырей с основами,5

Целью, изобретения является повышение точности определения прочности сцепления покрытия с основой путем обеспечения стабил ьности. формы и размеров площадки контакта покрытия с 10 основой.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит подложку 1 $ установленную на ней обоймуs вьшол- Т5 ненную из двух сопряженных слоев 2 и Sj.H охватывающую слои 2 и 3 обой- мы запдатнуго шайбу 4.

В слое 2 обоймы выполнено отверстие в виде усеченного конуса 5, в 20. слое 3 - в виде сопряженного с меньшим основанием усеченного конуса 5 цилиндра 6, обращенного к подложке 1 Отверстие заищтной шайбы соосно усеченному конусу 5 обойди. Внутренний 25 диаметр защитной шайбы 4 больше диа- метра усечеиного конуса 5 слоя 2.

Слой 3 с цклшадром 6 выпол нен из материала, твердости которого ниже твердости материала слоя 2. 30

Защитная шайбэ. 4 выполнена из хрупкого материала, например керамики, стекла ил.и прессованных порошковых материалов,

Обращенные к подложке 1 поверхнос- 35 ти слоя 3 обоймь и защитной шайбы 4 идентичны форме поверхности подложки 1,

Неподвижное соединение слоев 2 и 3 обоймы друг с другом осуществляют- 40 ся известнь ми способаг да, например сваркой д-авлением, трением, с помощью заклепокэ склеиванием и т.п.

Для уменьшения внутренних напряже-. НИИ в покрытии 7 у способствующих его 45 разрыву при отрыве от основы и возникающих в зоне перехода от контакта с основой к контакту с обоймой, угол между образующими, усеченного конусного 5 выполнен равнъгм удвоенному крае- 50 вому углу смачивания расплавленным покрытием 7 боковой пов.ерхности ци- .пиндр а 6.

Устройство работает следующим об- : разом.

Защитную шайбу А прижимаютs например хомутает или струбцинами (не показаны) к поверхности подложки 1.

.

5

0

5 0

5

При этом макронеровности поверхности подложки I внедряются в материал нижнего слоя 3 обоймы, что исключает несплошность в контакте между обоймой и подложкой 1. Так как наружный слой 2 обоймы достаточно жесткий и твердый, а пове рхность слоя 3 повторяет форму поверхности подложки 1 и прилегает к ней всей своей площадью, деформация в отдельных участках устройства не возникает. На подложку 1 наносят испытуемое покрытие 7, которое проникает в отверстия, слоев 2 и 3 обоймы и связывает ее с подложкой 1. Благодаря низким адгезионным свойствам материала защитной шайбы 4 периметр обоймы не соединяется покрытием 7 с подложкой 1.

.После стабилизации свойств покрытия снимают или разрушают защитную шайбу 4 и прикладывают к обойме отрывающее усилие. Наличие в обойме твердого верхнего слоя 2 предотвращает ее деформацию.

Измеряют величину усилия в момент о.трыва покрытия 7 от подложки J и по известным соотношениям определяют прочность сцепления покрытия 7 с основой .

При определении прочности сцепления с основой покрытий, наносимых с применением высоких, вплоть до расплавления материала покрытия, температур, используют обойму, угол между образующими усеченного конуса 5 которой равен удвоенному краевому углу смачивания расплавленным покрытием боковой поверхности цилиндра слоя 3. Это позволяет избежать искажения при определении прочности сцепления за счет устранения оплавления нижней, кромки отверстия в обойме и снижения вероятности когезионного разрушения покрытия из-за внутренних напряжений в нем в зоне перехода от. контакта с основой к контакту с поверхностью усеченного конуса обоймы,

П р, и м е р. На цилиндрическую поверхность подложки в виде вала из стали 45 наносили плазменным напылением восстановительное покрытие толщиной 0,8 мм.

Для увеличения прочности сцепления на восстанавливаемой поверхности вала дополнительно выполняли технологическую резьбу с высотой гребешков до 0,5 мм.

3U

Обойма была изготовлена двухслойной путем сварки давлением стальной ленты толшзиной 2 мм (верхний слой 2) с лентой, из красной меди толщиной 1 мм (нижний слой 3) и представляла собой круглую биметаллическую пластину толщиной 3 мм с наружным диаметром 42 мм, изогнутую таким образом, что ее нижняя (медная) поверхиостъ плот- но прилегала к восстанавливаемой поверхности вала.

Диаметр цилиндра, равный А мм, в нижнем слое обоймы выбирали из условия гарантированного обеспечения чисто адгезионного отрыва покрытия от основы. Угол между образующими . усеченного конуса составлял 120, так как угол смачивания-медной поверхности расплавленным материалом покрытия составляет около 60°.

Защитная шайба была изготовлена методом спекания из металлокерамичес- ких материалов и пропитана минераль- ньм маслом.

Изобретение позволило за счет обеспечения -стабильности формы и размеров площадки контакта покрытия с основой, исключения соединения обоймы по ее периметру с основой и попа- Дания покрытия под обойму, устранения во.зможности искажения формы обоймы ПРИ установке и при нанесении рас - плавленных покрытий повысить точность определения прочности сцепления пок- рытия с основой на 20-30% по сравнению с известными устройствами.

276. Формула

изобретения

1.Устройство для определения прочности сцепления покрытия с основой, содержащее подложку и установленную на ней обойму с предназначен- ным для размещения испытуемого покрытия отверстием в виде усеченного конуса и сопряженного с его меньшим основанием цилиндра, обращенного к подложке, отличаю щ-е е с я тем, что, с целью повышения точности определения , обойма выполнена из двух слоев, сопряженных в Месте перехода усеченного конуса в цилиндр, а устройство снабжено установленной соос- но отверстию и охватывающей слои обойкба защитной шайбой, внутренний диаметр которой больше диаметра усеченного конуса.

2.Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что слой обоймы с цилиндром выполнен из материала твердость которого ниже твердости материала второго слоя.

3.Устройство по п.1, отличающееся тем, что залситная щайба выполнена из хрупкого материа ла.

4.Устройство по п.I, о т л и - чающееся тем, что обращенные к подложке поверхности слоя обоймы

и защитной щайбы идентичны форме поверхности подложки.

Изобретение относится к испытательной технике, предназначено для определения прочности сцепления покрытия с основой и позволяет повысить точность определения путем обеспечения стабильности формы и размеров площадки контакта покрытия с основой. На подложку 1 устанавливают обойму из двух слоев 2,3 и прижимают ее защитной шайбой 4. Макронеровности поверхности подложки 1 внедряются в материал слоя 3 обоймы, обеспечивая хороший контакт с подложкой 1. После нанесения в отверстие обоймы испытуемого покрытия 7 удаляют защитную шайбу 4, которая препятствовала схватыванию покрытием 7 с подложкой 1 обоймы по ее периметру. Прикладьгеают к обойме отрывающее усилие и определяют по известным формулам прочность сцепления покрытия 7 с подложкой 1. 3 3.п. ф-лы, 1 ил,