Способ определения прочности сцепления оплавленных покрытий из самофлюсующихся сплавов с подложками Советский патент 1990 года по МПК G01N19/04 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при проведении научно-исследовательских работ по определению прочности сцепления с подложкой оплавленных покрытий из самофлюсующихся сплавов.

Целью изобретения является повышение точности путем создания общей для двух подложек с покрытиями переходной диффузионной зоны.

Способ осуществляют следующим образом.

На торцовые поверхности двух, например, цилиндрических стальных образцов наносят слой самофлюсующегося сплава газотермическим напылением. Образцы приводят в физический контакт напыленными слойми. Затем покрытия нагревают до температуры их оплавления, при этом они сплавляются в единое целое и с двух сторон

образуются переходные диффузионные 3q- ны. В момент оплавления и сплавления покрытий к подложкам прикладывают сжимающую нагрузку, выдавливают самофлюсующийся сплав до получения-объединенной переходной диффузионной зоны.

После охлаждения составной образец помещают в разрывную машину и прикладывают к нему растягивающую нагрузку до отрыва подложек друг от друга, по величине которой судят о прочности сцепления покрытия с основным металлом. При растяжении разрушение уже будет происходить по объединенной переходной зоне,что точнее отражает истинную прочность сцепления покрытия с основным металлом.

После оплавления и охлаждения покрытий из самофлюсующихся сплавов в них образуются остаточные напряжения, причем тангенциальные напряжения растягиваюсх о со

|Ю

CJ ON

щие, а нормальные сжимающие. Сжимаю- щме нормальные остаточные напряжения будут искажать результаты испытаний. Поскольку покрытие расположено между двумя подложками, то сжимающие нормальные напряжения, направленные к каждой под- . ложке, растягивают покрытие, в результате чего для отрыва подложки от покрытия при растяжении требуется меньшая нагрузка. Исследования также показали, что при воздействии на покрытие во время его оплавления и до полного охлаждения ультразвуком происходит снижение уровня сжимающих нормальных остаточных напряжений. Поэтому на объединённую переход- ную зону в процессе ее получения воздействовали ультразвуком до полного охлаждения, что также повышает точность определения прочности сцепления.

Пример 1. Испытывали прочность сцепления оплавленного покрытия из сплава ПГ-СР4 с подложкой из стали ШХ15. Образцы изготавливали следующим образом. Торец цилиндрического валика рабочим диаметром 20 мм предварительно протачи- вали, а затем шлифовали, после чего поверхность подвергали ударно-дутьевой обработке. Покрытие толщиной h 0,2 мм наносили на предварительно подготовленный торец валиков плазменным напыле- нием при помощи установки УПУ-ЗД на паспортных режимах. После напыления валика устанавливали в центрирующем приспособлении и осуществляли физический контакт торцов с покрытиями. Покры- тия нагревали газокислородным пламенем до температуры оплавления сплава ПГ-СР4 t .1050°С. Образец охлаждали. Толщина слоя сплава между торцами валиков составляет h 0,25-0,30 мм. Сборный образец помещали в разрывную машину МУП-50 и определяли усилие отрыва, по величине которого рассчитывали прочность сцепления как отношение указанного усилия к площади торца. Математическая обработка результатов испытаний выявила, что доверительный интервал значений прочности сцепления составляет оЬц 0,38-0-42 ГПа что находится на уровне показателя прочности сплава ПГ-СР4 при растяжении.

П р и м е р 2, Образцы для испытаний изготавливали аналогично примеру 1, но при температуре оплавления покрытий к подложкам прикладывали осевое сжимающее-напряжение (7 0,05-0,1 МПа. При этом происходило выдавливание между подложками расплавленного сплава ПГ- СР4 до получения между торцами объединенной.

от двух покрытий, переходной зоны, толщина которой примерно в два раза больше переходной зоны одного покрытия и составляет - 0,06-0,08 мм. После охлаждения образца проводили испытания так же, как и в примере 1. Доверительный интервал значений прочности сцепления составляет С7сц. 0,72-0,80 ГПа.

Пример 3. Образцы для испытаний изготавливали аналогично примерам 1 и 2. После приложения к подложкам сжимающего напряжения на объединенную переходную зону воздействовали ультразвуком частотой 44 кГц от ультразвукового генератора УЗГ 6-0,1. Волноводы закрепляли на валиках сборного образца. Время озвучивания до полного охлаждения составляло 15 мин. Испытания проводили аналогично примеру 1. Доверительный интервал прочности сцепления составляет оьц 0,81- 0,83 ГПа.

Пример 4. Образцы для испытаний изготавливали аналогично примерам 1-3. На объединенную переходную зону воздействовали ультразвуком частотой 66 кГц от генератора аналогичного примеру 3. Время озвучивания такое же, как и в примере 3.

Испытания проводили аналогично примеру 1. Доверительный интервал значений прочности сцепления сгсц 0,81-0,83 ГПа.

Таким образом, предлагаемый способ в 2 раза повышает точность определения прочности сцепления с подложкой оплавленных покрытий из самофлюсующихся сплавов.

Формула изобретения

1.Способ определения прочности сцепления оплавленных покрытий из самофлюсующихся сплавов с подложками, заключающийся в том, что на две подложки наносят покрытия, которые соединяют между собой оплавлением до получения переходных диффузионных зон между каждой подложкой и покрытием,после чего составной образец охлаждают и прикладывают к нему растягивающую нагрузку, по величине которой судят о прочности сцепления, отличающийся тем. что. с целью повышения точности, при оплавлении объединяют обе зоны путем приложения сжимающей нагрузки к подложкам до выдавливания сплава, образующегося при оплавлении между зонами.

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что перед охлаждением на объединенные переходные зоны воздействуют ультразвуком.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при определении прочности сцепления с подложкой оплавленных покрытий из самофлюсующихся сплавов. Целью изобретения является повышение точности путем создания общей для двух подложек с покрытиями переходной диффузионной зоны. На поверхности двух подложек наносят покрытия, приводят их в физический контакт и соединяют оплавлением, после чего составной образец охлаждают и прикладывают растягивающую нагрузку, по величине которой судят о прочности сцепления. Причем в момент соединения оплавлением к подложкам прикладывают сжимающую нагрузку до выдавливания сплава, образующегося между переходными диффузионными зонами, и получения объединенной переходной диффузионной зоны. Для снятия сжимающих нормальных остаточных напряжений на объединенную зону воздействуют ультразвуком. 1 з.п.ф-лы.