塗層結合力定量檢測--拉伸試驗法

塗層結合力的定量檢驗方法比較複雜、繁琐、,且一般不能直接在噴塗件上進行,但定量檢驗可以提供一定的測量數據,對于檢驗和比較各種塗層的結合力,比定性檢驗更准確塗層結合強度是塗層單位面積上的結合力。塗層結合強度有拉伸強度、剪切強度和壓縮強度,分別由拉伸試驗、剪切試驗和壓縮試驗來測定。

拉伸試驗法

塗層拉伸強度是塗層承受法線方向(垂直于塗層表面)拉伸應力的極限能力,這是評定塗層結合力的最重要指標。試驗中,利用試驗工具或設備使試樣承受垂直于塗層表面的拉伸力,直至試樣被拉開,即塗層剝離,記下破壞時的載荷,以試樣的斷面積除此載荷值,即可計算出塗層的拉伸強度。如下式:

根據試驗設備與試樣的不同,拉伸試驗有各種不同的具體方法。以下列舉幾種。

1.    拉拔試驗

如圖11_5_3所示,在試樣A的中心部位開孔,使活塞9與中心孔滑配合,並使試樣A的頂面與活塞上端面處于同一平面後進行噴塗,然後從下面支撐住試樣,垂直向下拉拔活塞,直至活塞與試樣端面的塗層破壞。

此種形狀的試樣適用于模擬平面噴塗件的結合強度試驗。此種試驗中,即使活塞與試樣的滑配合精度很高,在兩者的平面間也會形成橋狀塗層而引起應力集中,成爲開裂的薄弱部位,因此,這種方法得出的測定值偏低。

此外,對于軸類等圓柱形噴塗件,可如圖11_5_4所示,在圓柱形試件A上開孔,使活塞g通過,並使活塞的上表面曲率與圓柱試件的曲率相同,形成同一曲面後進行噴塗,然後從下面支撐住圓柱試件,垂直向下拉拔活塞B,直至活塞上表面塗層被破壞,測出受力,再根據活塞斷面積,即可計算出塗層的結合強度。 

2.    使用粘合劑的拉拔試驗

如圖11_5_5所示,對圓柱形試樣A的端面進行粗糙處理後進行噴塗,制成試驗所要求的塗層,塗層厚度依要求而定(最小厚度一般不小于0.4mm)。同時在同等材料和尺寸的圓柱形試樣g的端面進行粗化處理,在試樣A的塗層面和9的粗化面上,各塗上一層薄而均勻的粘合劑,將試樣A置于試樣9上,使軸心重合,並加以適當壓力使其充分粘合,勿使氣泡殘留在粘合劑中,溢出的粘合劑應清除,待固化後進行拉拔試驗。

  試驗所用設備可選能夠滿足靜態加裁條件的任何類型的拉伸試驗機。試驗所用夾具如圖11_5_6和圖11_5_7所示。圖11_5_8所示的試樣A與9均在非粘合面端面中心加工成.票孔,以使旋入專門的拉伸夾具。圖11_5_7所示的試樣A是把試樣A的下端面經噴砂處理後與試件g的塗層面以粘合劑粘接,用圓柱割圓刀具繞試件進行凹割,然後用專用夾具c夾住,在拉伸試驗機上進行試驗。

 試驗後,用試樣A的斷面積去除塗層破壞時的拉伸裁荷,即爲塗層的結合強度。此種使用粘合劑的拉拔試驗,不適于具有粘合劑強度以上的結合強度的塗層。（相關儀器：拉力試驗機）

 3.機械剝離試驗法

將一根一定規格的棒狀試樣除一端面外全部絕緣,然後在棒的端面電镀,要求镀層有足夠厚度並使镀層横向發展到超出絕緣層之外。然後將試樣機械加工成镀層在棒端有一徑向擴散的凸台,凸台下表面與棒端原端面處在同一平面內。加工後的試樣,置于一?g配的圓筒形夾具上,用專用試驗機對試樣向下加荷載,直至試樣棒端镀層剝離。根據剝離所需拉力和镀層的面積,即可計算出镀層的結合強度。

4.直線章拉試驗法

直線章拉試驗可直接在镀件上進行。首先在試件镀層表面,用一非導體墊國固定在被測部位上,並在墊國以外的镀層表面加以絕緣層,然後在墊國以內的镀層上電鑄钴或其它金屬,經一定時間,在該镀層上沿墊國內壁形成一個金屬結瘤,電鑄結束後取下墊國,除去絕緣層,將鑄有金屬結瘤的試件置于專用的張力測試機上,以機械力將般層牽拉至斷裂見圖11_5_10。根據般層剝離時用力的大小及般層結合面積可計算出般層的結合強度。

直線章拉試驗可直接在镀件上進行。首先在試件镀層表面,用一非導體墊國固定在被測部位上,並在墊國以外的镀層表面加以絕緣層,然後在墊國以內的镀層上電鑄钴或其它金屬,經一定時間,在該镀層上沿墊國內壁形成一個金屬結瘤,電鑄結束後取下墊國,除去絕緣層,將鑄有金屬結瘤的試件置于專用的張力測試機上,以機械力將般層牽拉至斷裂見圖11_5_10。根據般層剝離時用力的大小及般層結合面積可計算出般層的結合強度。

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