Способ определения адгезионной прочности покрытия Советский патент 1990 года по МПК G01N19/04 

Шиг.1

Изобретение относится к испытателной технике, а именно к способам определения адгезионной прочности покрытий,

Целью изобретения является повышение точности определения адгезионной прочности покрытия путем обеспечения равномерного по толщине снятия покрытия и выравнивания сдвигающих и отрывающих напряжений.

На фиг.1 показана схема осуществления способа на фиг.2 - схема взаимодействия зерен шлифовального круга с образцом

Способ осуществляют следующим образом.

Используют режущий инструмент 1„ Испытуемое соединение, выполненное из подложки 2 и нанесенного на нее покрытия 3, устанавливают на основание (на чертеже не показано1) пол углом oif 1 - 45° и осут.егтвляют скрайбирование режущим инструментом 1 со стороны подложки 1 путем последова- тельного снятия части материала подложки 2 и покрытия ° в направлении отрыва покрытия 3, В качестве режущего инструмента 1 используют зернистый шлифовальный круг,, которому сообщают вращение со скоростью V кр при поперечном S qot л продольном Snp перемещениях. Использование зернистого шлифовального круга обеспечивает многократное ударное, тепловое и деформационное воздействие на соединение. Перед движущимися Зернами шлифовального круга возникает деформация, которая оказывает сдвигающее и отрывающее воздействие на переход- ную зону и покрытие 3,

Для обеспечения снятия покрытия 3 постоянной толщины в качестве материала зерен шлифовального круга выбирают материал эльбора, который не теряет своей режущей способности, а шлифовальный круг при этом не засаливается. Вектор скорос-и Vкр, направленный в направление отрыва покрытия 3 под углом d 1-45° к поверх- ности покрытия 3, обеспечивает необхдимое соотношение между отрывающими и сдвигающими напряжениями в покрытии 3 и переходной зоне

В случае перемещения шлифовально- го круга под углом менее 1° зерна шлифовального круга снимают только материал покрытия 3 без его отрыва. случае перемещения шлифовального кру

5

Q

5 0 Q

5

5

га под углом более 45° к поверхности покрытия 3 в переходной зоне изменяется задаваемое соотношение между сдвигающими и отрывающими напряжениями в сторону преобладания отрываю- , щих напряжений, что приводит к отделению покрытия 3 от подложки 2 в виде сколов.

Возникающие при скрайбировании i соединения напряжения превышают прочность адгезионных связей покрытия 3 с подложкой 2 и приводят к отслоению покрытия За Отслоения обнаруживаются не на всей поверхности контакта шлифовального круга с покрытием 3, а лишь в тех местах, где адгезия слабее. Чем больше площадь отслоений покрытия, тем слабее адгезионные связи покрытия с подложкой. При подсчете площадей отслоений на площадке контакта шлифовального круга с покрытием получают интегральную характеристику адгезии соединения.

Пример Исследовали две партии режущих пластин размерами 12-12 5 мм из стали РбМ5„ На переднюю поверхность пластин наносили покрытие TiN методом КИБ на различных техноло гических режимах, Толшина покрытия на пластинах обеих партий 5 мкм Определяли качество адгезии на пластинах каждой партии„ Для этого пластины по очереди устанавливали на магнитной плите плоскошлифовального станка под углом 4 к направлению продольной подачи круга Производили касание нижними точками периферии круга поверхности покрытия„ Далее устанавливали подачу на глубину S поп 0,4 мм/дв„х и производили продольное перемещение круга с S пр 5 м/мин. В результате круг снимал на пластине фаску под углом 4 к поверхности покрытия о Использовали круг из эльбора марки ЛОЮ, 100%, СТ ,КЬ.

Подсчет площадей отслоений вели на микроскопе Neophot-2 при увеличениях 500. Площади подсчитывали с помощью вставки для количественной металлографии вдоль площади контакта шлифовального круга и покрытия на базовой площади в 0,6 мм о

Результаты подсчета отслоений позволяют заключить, что a ireшя на пластинах партии I лучше, чем на пластинах партии II.

Формула изобретения

1.Способ определения адгезионной прочности покрытия, по которому скрайбируют режущим инструментом нанесенное на подложку покрытие, измеряют площадь отслоившегося покрытия

и по ее величине определяют адгезионную прочность, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности определения, в качестве режущего инструмента используют зернис тый шлифовальный круг, а скрайбирова ние осуществляют со стороны подлож- ки %путем последовательного снятия части материала подложки и покрытия в направлении отрыва покрытия,

2.Способ по .п.I, о т л и ч а ющ и и с я тем, что используют шли- фовальный круг с зернами из эльбора.

3.Способ поп„1,отлич аю- щ и и с я тем, что перемещение шлифовального круга осуществляют под углом 1 w 45°

к поверхности покрытия,

I

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0,017

0,015

0,021

0,013

0,016

0,225

0,225

0,213

0,3

0,3

0,016

0,25

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет повысить точность путем обеспечения равномерного по толщине снятия покрытия и выравнивания сдвигающих и отрывающих напряжений. Испытуемое соединение, выполненное из подложки 2 и покрытия 3, скрайбируют режущим инструментом 1 в виде зернистого шлифовального круга. Скрайбирование осуществляют со стороны подложки 2 путем последовательного снятия части материала подложки 2 и покрытия 3 в направлении отрыва покрытия 3. Зерна шлифовального круга обеспечивают многократное ударное, тепловое и деформационное воздействие, а также равномерное по толщине снятие покрытия 3. Перемещение шлифовального круга осуществляют под углом 1-45° к поверхности покрытия 3, что обеспечивает необходимое соотношение между сдвигающими и отрывающими напряжениями в покрытии 3. Для зерен шлифовального круга используют материал эльбора. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Фиг. l