用劃痕技術(shù)檢測(cè)涂層附著力
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涂層附著強(qiáng)度的檢測(cè)方法有很多，如摩擦拋光試驗(yàn)、鋼球滾光試驗(yàn)、粘接-剝離試驗(yàn)、銼刀試驗(yàn)、劃線劃格試驗(yàn)和劃痕試驗(yàn)等，其中劃痕試驗(yàn)是目前檢驗(yàn)硬質(zhì)涂層最常用也是效果較好的一種檢測(cè)方法。
劃痕試驗(yàn)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(shí)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(qiáng)度的度量。
劃痕試驗(yàn)儀的工作原理
涂層附著力劃痕試驗(yàn)儀測(cè)量系統(tǒng)的組成及基本原理如圖1所示，它運(yùn)用聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)、切向力檢測(cè)技術(shù)及微機(jī)自控技術(shù)，通過自動(dòng)加載機(jī)構(gòu)將負(fù)荷連續(xù)加至劃針（金剛石壓頭）上，同時(shí)移動(dòng)試樣，使劃針劃過涂層表面，通過各傳感器獲取劃痕時(shí)的聲發(fā)射信號(hào)、載荷的變化量、切向力的變化量，經(jīng)放大處理，輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換將測(cè)量結(jié)果繪制成圖形，由此得到涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度（臨界載荷）。
圖1 測(cè)量系統(tǒng)的組成及基本原理
涂層附著力劃痕試驗(yàn)儀有兩種檢測(cè)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(cè)，當(dāng)劃針將涂層劃破或剝落時(shí)會(huì)發(fā)出微弱的聲信號(hào)，此時(shí)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(cè)量，當(dāng)劃針將涂層劃破或脫落時(shí)，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(shí)的載荷即為涂層的臨界載荷。
應(yīng)用實(shí)例
這里以WS-2000涂層附著力自動(dòng)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(cè)過程。
WS-2000涂層附著力自動(dòng)劃痕儀的技術(shù)指標(biāo)如下：
（1）加荷范圍：0.01～100N自動(dòng)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(cè)量范圍：0.5～20mm
（5）劃痕范圍：2～30mm，自動(dòng)
（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(píng)論