涂层结合力的定量检验方法比较复杂、繁琐、,且一般不能直接在喷涂件上进行,但定量检验可以提供一定的测量数据,对于检验和比较各种涂层的结合力,比定性检验更准确涂层结合强度是涂层单位面积上的结合力。涂层结合强度有拉伸强度、剪切强度和压缩强度,分别由拉伸试验、剪切试验和压缩试验来测定。
拉伸试验法
涂层拉伸强度是涂层承受法线方向(垂直于涂层表面)拉伸应力的极限能力,这是评定涂层结合力的最重要指标。试验中,利用试验工具或设备使试样承受垂直于涂层表面的拉伸力,直至试样被拉开,即涂层剥离,记下破坏时的载荷,以试样的断面积除此载荷值,即可计算出涂层的拉伸强度。如下式:
根据试验设备与试样的不同,拉伸试验有各种不同的具体方法。以下列举几种。
1. 拉拔试验
如图11_5_3所示,在试样A的中心部位开孔,使活塞9与中心孔滑配合,并使试样A的顶面与活塞上端面处于同一平面后进行喷涂,然后从下面支撑住试样,垂直向下拉拔活塞,直至活塞与试样端面的涂层破坏。
此种形状的试样适用于模拟平面喷涂件的结合强度试验。此种试验中,即使活塞与试样的滑配合精度很高,在两者的平面间也会形成桥状涂层而引起应力集中,成为开裂的薄弱部位,因此,这种方法得出的测定值偏低。
此外,对于轴类等圆柱形喷涂件,可如图11_5_4所示,在圆柱形试件A上开孔,使活塞g通过,并使活塞的上表面曲率与圆柱试件的曲率相同,形成同一曲面后进行喷涂,然后从下面支撑住圆柱试件,垂直向下拉拔活塞B,直至活塞上表面涂层被破坏,测出受力,再根据活塞断面积,即可计算出涂层的结合强度。
2. 使用粘合剂的拉拔试验
如图11_5_5所示,对圆柱形试样A的端面进行粗糙处理后进行喷涂,制成试验所要求的涂层,涂层厚度依要求而定(最小厚度一般不小于0.4mm)。同时在同等材料和尺寸的圆柱形试样g的端面进行粗化处理,在试样A的涂层面和9的粗化面上,各涂上一层薄而均匀的粘合剂,将试样A置于试样9上,使轴心重合,并加以适当压力使其充分粘合,勿使气泡残留在粘合剂中,溢出的粘合剂应清除,待固化后进行拉拔试验。
试验所用设备可选能够满足静态加裁条件的任何类型的拉伸试验机。试验所用夹具如图11_5_6和图11_5_7所示。图11_5_8所示的试样A与9均在非粘合面端面中心加工成.票孔,以使旋入专门的拉伸夹具。图11_5_7所示的试样A是把试样A的下端面经喷砂处理后与试件g的涂层面以粘合剂粘接,用圆柱割圆刀具绕试件进行凹割,然后用专用夹具c夹住,在拉伸试验机上进行试验。
试验后,用试样A的断面积去除涂层破坏时的拉伸裁荷,即为涂层的结合强度。此种使用粘合剂的拉拔试验,不适于具有粘合剂强度以上的结合强度的涂层。（相关仪器：拉力试验机）
3.机械剥离试验法
将一根一定规格的棒状试样除一端面外全部绝缘,然后在棒的端面电镀,要求镀层有足够厚度并使镀层横向发展到超出绝缘层之外。然后将试样机械加工成镀层在棒端有一径向扩散的凸台,凸台下表面与棒端原端面处在同一平面内。加工后的试样,置于一単配的圆筒形夹具上,用专用试验机对试样向下加荷载,直至试样棒端镀层剥离。根据剥离所需拉力和镀层的面积,即可计算出镀层的结合强度。
4.直线章拉试验法
直线章拉试验可直接在镀件上进行。首先在试件镀层表面,用一非导体垫国固定在被测部位上,并在垫国以外的镀层表面加以绝缘层,然后在垫国以内的镀层上电铸钴或其它金属,经一定时间,在该镀层上沿垫国内壁形成一个金属结瘤,电铸结束后取下垫国,除去绝缘层,将铸有金属结瘤的试件置于专用的张力测试机上,以机械力将般层牵拉至断裂见图11_5_10。根据般层剥离时用力的大小及般层结合面积可计算出般层的结合强度。
直线章拉试验可直接在镀件上进行。首先在试件镀层表面,用一非导体垫国固定在被测部位上,并在垫国以外的镀层表面加以绝缘层,然后在垫国以内的镀层上电铸钴或其它金属,经一定时间,在该镀层上沿垫国内壁形成一个金属结瘤,电铸结束后取下垫国,除去绝缘层,将铸有金属结瘤的试件置于专用的张力测试机上,以机械力将般层牵拉至断裂见图11_5_10。根据般层剥离时用力的大小及般层结合面积可计算出般层的结合强度。
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洛氏硬度计
