用劃痕技術(shù)檢測涂層附著力
加入技術(shù)交流群
涂層附著強度的檢測方法有很多，如摩擦拋光試驗、鋼球滾光試驗、粘接-剝離試驗、銼刀試驗、劃線劃格試驗和劃痕試驗等，其中劃痕試驗是目前檢驗硬質(zhì)涂層最常用也是效果較好的一種檢測方法。
劃痕試驗是用具有光滑圓錐頂尖的劃針，逐漸增加載荷刻劃涂層表面，直至涂層被破壞，涂層破壞時所加的載荷被稱為“臨界載荷”，并以此參數(shù)作為涂層與基體附著強度的度量。
劃痕試驗儀的工作原理
涂層附著力劃痕試驗儀測量系統(tǒng)的組成及基本原理如圖1所示，它運用聲發(fā)射檢測技術(shù)、切向力檢測技術(shù)及微機自控技術(shù)，通過自動加載機構(gòu)將負荷連續(xù)加至劃針（金剛石壓頭）上，同時移動試樣，使劃針劃過涂層表面，通過各傳感器獲取劃痕時的聲發(fā)射信號、載荷的變化量、切向力的變化量，經(jīng)放大處理，輸入計算機，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換將測量結(jié)果繪制成圖形，由此得到涂層與基體的結(jié)合強度（臨界載荷）。
圖1 測量系統(tǒng)的組成及基本原理
涂層附著力劃痕試驗儀有兩種檢測模式：一種是利用聲發(fā)射方法，主要適用于硬質(zhì)涂層的檢測，當(dāng)劃針將涂層劃破或剝落時會發(fā)出微弱的聲信號，此時所加的載荷即為涂層的臨界載荷；另一種是利用切向力術(shù)，主要用于較軟涂層的測量，當(dāng)劃針將涂層劃破或脫落時，摩擦系數(shù)將發(fā)生較大變化，切向力亦由此發(fā)生變化，此時的載荷即為涂層的臨界載荷。
應(yīng)用實例
這里以WS-2000涂層附著力自動劃痕儀為例，采用聲發(fā)射模式，介紹我公司生產(chǎn)的鋼質(zhì)活塞環(huán)的表面離子鍍PVD硬質(zhì)涂層附著力的檢測過程。
WS-2000涂層附著力自動劃痕儀的技術(shù)指標(biāo)如下：
（1）加荷范圍：0.01～100N自動連續(xù)加荷，精度0.1N
（2）劃痕速度：2～10mm/min
（3）加荷速率：10～100N/min
（4）測量范圍：0.5～20mm
（5）劃痕范圍：2～30mm，自動
（6）加載壓頭：金剛石壓頭，錐角120°，尖端半經(jīng)Ｒ＝0.2mm
（7）顯微鏡：100×2.5
評論