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

Изобретение относится к испытаниям материалов и может быть использовано для контроля адгезионной прочно- сти покрытия к древесной подложке.

Целью изобретения является повышение точности путем обеспечения возможности количественной оценки адгезионной прочности.

На фиг. 1 представлена схема осуществления способа; на фиг. 2 - зависимость тангенциальной составляющей силы от глубины внедрения резца; на фиг. 3 - схемы действующих сил на резец; на фиг. 4 - зависимость тангенциальной составляющей силы от расстояния между резами.

Способ осуществляют следующим образом.

На образце, выполненном в виде древесной подложки с нанесенным на нее лакокрасочным покрытием, на некотором расстоянии 1 от края в покрытие внедряют резец в направлении, нормальном плоскости границы раздела покрытие - подложка, до того момента, пока участок покрытия не начинает отслаиваться и сдвигаться (фиг. I). При внедрении резца с усилием Р возникает тангенциальная составляющая Qn силы внедрения, которую замеряют силоизмерителем и записывают ее величину в зависимости от глубины внедрения h резца. Запись ведут непрерывно или через малые промежутки времени. Характер изменения тангенциальной составляющей Qn в процессе внедрения резца представлен на фиг. 2. Для образцов с различными лакокрасочными

ел ел ю о 1

покрытиями зависимости получаются аналогичными. Во всех случаях на графике зависимости Q от h (фиг. 2) при некотором значении глубины 1 наблюдается резкое падение величины тангенциальной составляющей Оп . Падение Qn4 численно равно Q° - силе, Затрачиваемой на сдвиг элемента покрытия при внедрении резца. Падение тангенциальной составляющей Qn наблюдается при глубине h, равной толщине покрытия, т.е. на границе раздета покрытие - подложка.

Проводят анализ действия сил на резец:, нормальной Р и тангенциальной Q. Непосредственно до начала сдвига участка покрытия (фиг. За):

Q Qn + Qn - Qo,

Qn усилия внедрения, связанное с постепенным увеличением толщины срезаемой стружки лакокрасочного покрытия.

Область II соответствует стабилизации Qn, а граница областей II и III соответствует расстоянию 10, т.е. такому расстоянию между соседними резами, при котором все усилие Q- расходуется только на сдвигание элемента по- / крытия. В области-III Qn начинает возрастать, поскольку начинается внедрение резца в древесину. Далее измеряют длину а срезанного участка крытия и рассчитывают адгезионную прочность по формуле

л.

л -

ц

Изобретение относится к испытаниям материалов и может быть использовано для контроля адгезионной прочности покрытия к древесной подложке. Целью изобретения является повышение точности путем обеспечения возможности количественной оценки адгезионной прочности. К покрытию, нанесенному на подложку на разных расстояниях от его края, прикладывают сдвигающую нагрузку путем внедрения резца нормально к границе раздела покрытие - подложка. Определяют тангенциальную составляющую Q_п1 силы, затрачиваемой только на сдвиг покрытия, а также расстояние L₀ между соседними резами и длину A срезанного участка, соответствующие этой силе. Адгезионную прочность Τ_а определяют из соотношения: Τ_а = Q_п1/A^.L₀. 2 табл.

Р,

П4- Ро,

3

Где Qn и Рп - тангенциальная и нор-2 мальная силы, действующие на переднюю поверхность резца со стороны покрытия;

Оп и Рп - тангенциальная и нор- J мальная силы, действующие на переднюю поверхность резца со стороны подложки; Q 0 и Р0 - результирующие тангенциальные и нормаль- ные силы, действующие на заднюю поверхность и лезвие резца.

После перерезания границы раздела Покрытие - подложка участок покрытия под действием силы Q Р(ц отделяется от подложки и теряет контакт с резцом. Следовательно, касательная сила Q мгновенно уменьшается на вели- 4 Чину Qn., (фиг. Зб), которая и равна величине падения в значении сдвигающего усилия (фиг. 2).

Эксперимент неоднократно повторяют, внедряя резец на различных расстояни- , ях 1 от края образца, при этом начальное значение 1 должно быть не более 0,1 мм. По полученным результатам измерения О П1 строят график зависимости Qn от 1 (фиг. 4). Для различных экспериментов этот график имеет аналогичный вид. На графике наблюдается три области. Область I соответствует на- , растанию тангенциальной составляющей

5

5

Q

,Q 45

,-Q

Пример. Испытания проводят на березовых образцах размером 30 х х 20 х 6 мм. Рабочую поверхность образцов шлифуют шкуркой № 5 до шероховатости R « 13 мкм. На подготовленную таким образом поверхность образца наносят лак ПЭ-246 холодной сушки. Толщину покрытия варьируют в диапазоне 0,4 - 1,2 мм с интервалом около 0,1 мм. Определение адгезионной прочности производят через разное время с момента нанесения лака на образцы: 10, 21, 49, 93 ч. Образец помещают в рамку на столе устройства и в покрытие внедряют резец. Измеряют глубину внедрения h и тангенциальную составляющую силыС;, результаты приведены в табл. 1.

Строят график зависимости Qn, от h (фиг. 2). По графику определяют величину Qn. Эксперимент повторяют, внедряя резец на разных расстояниях 1 от края образца, получая аналогичные графики, и для каждого значения 1 определяют величину Qn, . Результаты приведены в табл, 2.

Строят график зависимости Qn, от 1 (фиг. 4) и определяют точку 10, т.е. то расстояние между соседними резами слоя покрытия, на котором все усилие Qп расходуется только на сдвиг элемента покрытия. Используя полученные значения Qn и 1Q и измерив длину а сдвигаемого участка, определяют величину адгезионной прочности. Например, для полиэфирного по- крытия толщиной 1 мм Јд « 0,298 кгс/мм 1

51

при 16 0,5 мм, а 6 мм, Qп 0,895 кгс.

552077

щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, приложенные сдвигающей нагрузки осуществляют на разных рас- Формула изобретения стояниях от края покрытия, определяют

тангенциальную составляющую Qn сипы, затрачиваемой на сдвиг покрытия, а также расстояние 10 между соседними резами и длину а срезанного участка,

Способ определения адгезионной прочности покрытия, заключающийся в том, что к покрытию, нанесенному на подложку, прикладывают сдвигающую нагрузку путем внедрения в него резца нормально к границе раздела покрытие - подложка и определяют адгезионную прочность покрытия, отличаю10 соответствующие этой силе, а адгезионную прочность ЈА определяют из соот, V ношения ЈА -г3. in

h, мм 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,91,0 1,1 1,2

(Ц , кгс 2,3 4,2 5,1 5,9 6,4 7,097,5 7,8 8,68,954,9 5,3

I

Т а б л и ц а2

1, мм 0,1 в,2 0,3 Qn,, кгс 2,1 4,9 7,3

Л/к лоярь/mt/f

Фигл

тангенциальную составляющую Qn сипы, затрачиваемой на сдвиг покрытия, а также расстояние 10 между соседними резами и длину а срезанного участка,

соответствующие этой силе, а адгезионную прочность ЈА определяют из соот, V ношения ЈА -г3. in

Таблица 1

0,4 0,5 0,6 8,9 8,95 12,3

Составитель А. Балаева Редактор И, Дербак Техред Л. Сердюкова Корректор Т. Палий

Заказ 326

Тираж 487

В НИШИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наЬ., д. 4/5

Фиг4

Подписное