Способ определения прочности сцепления покрытия с подложкой

(51) РЕТЕН САНИЕ Т покрытия а сит от т 1. Возни касатель дят к на 2 вдоль 1, р. 91-100. р, 237 его адгез ности сце кой 1 суд и геометр рованного честве ко нное разрушен ения покрытия про с п т по вели агрузки Р ам деформи я 2, в ка- максималь- обраэоа 3 валика.ческим парамет участка покрыт орого выбираю ныи уголвавшегося накло ндент ма ок ряют между касаи ее проекцией ость подложки,а ния рассчиты т зм 44, Угол, Кма тельной к вали на исходную по прочность 6 с по формуле б где а - диамет ваю йи ф максчатка индентора. р от 2 Ъ УДАРСТВЕЫНЫЙ КОМИТЕТ ССС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ТОРСНОМУ С 8 ИДЕ(54) СПОСОБ 011 РЕДЕЛЕИИЯ ПРОЧНОСТИ СЦЕПЛЕИИЯ ПОКРЫТИЯ С ПОДЛОЖКОЙ (57) Изобретение относится к испытательной технике, предназначено для определения прочности сцепления покрытий с подложками и позволяет повысить точность определения путем учета твердости материала подложки.В покрытие, нанесенное на подложку 1, вдавливают конический индентор 3 под нагрузкой до образования в покрытии кольцевой трещины. Вокруг индентора 3 материал подложки 1 и 2 выпучивается в виде варутизна Ы; которого эавиердости материала подложки ающие при этом максимальны ые напряжения 6 привоушению целостности покрыти алика 4 и характеризуют1293 КЕ 1т.е, в данном случае б также максимально. Это указывает на совпадение характера изменения касательной компоненты б условного напряжения на валике 4 с характером иэменения деформации 0 покрытия 2, вследствие чего адгезионную прочность покрытия б можно рассчитать по формуле Ра =,7 эгп о мае,(3) где, - максимальный угол наклона валика, измеренный между касательнойк валику и ее проекцией на исходную поверхность подложки.Для определения максимального угла К , наклона валика 4 можно испольэовать тарированный график крутизны валика 4 (фиг.2) в зависимости от величины деформации Р , построенный на основании экспериментальных данных с учетом твердости материала подложки.П р и м е р , На подложку размером 20 х 20 х 10 мм иэ стали Р 6 М 5 К 5 твердостью НКС 65,4 и стали У 8 твердостью НЕС 46,4 наносили методом дугового распыления в вакууме покрытие нитрида алюминия. Б покрытие внедряли индентор с углом при вершине 120 на0 разрывной машине Рпод нагрузками. от 50 до 1000 Н. Трещины образовались соответственно при нагрузках 800 и 400 Н. При этом диаметры отпечатков составили соответственно 0,36 и 0,305 мм, максимальные углы наклона валиков 2)18 и 2 40. Прочность сцепления покрытия с подложками составила 247 и 200 МПа против 3684 и 1728 МПа, полученных по прототипу. Определенная прочность сцепления практически одинакова и отличается не более чем на 202) что объясняется разной релаксацией напряжений в покрытии на трещинах, полученных прн вдавливании индентора,Й - диаметр отпечатка индентора,угол. О(; будет максимальным (К; - 0 макс)55деформация покрытия в этой точкетакже максимальна. Подставляя этизначения г, и 4 в формулу (1),по.лучим Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способамопределения прочности сцепления покрытий с подложками.Цель изобретения - повьш 1 ение точности определения прочности сцепления покрытия с подложкой путем учета твердости материала подложки,На фиг.1 изображена схема реализации предлагаемого способа; на Офиг.2 - тарировочный график определения крутизны валика в зависимостиот деформации подложки.Способ осуществляют следующим образом.5На поверхность подложки 1 наносятпокрытие 2. В полученное соединениесо стороны покрытия 2 вдавливаютконический индентор 3 до отслаиванияпокрытия 2. При вдавливании индентора 3 наблюдается выпучивание в виде валика 4 материала подложки 1 ипокрытия 2 вокруг индентора 3, Приэтом величина выпучивания, т.е.крутизна Ж; валика 4, зависит оттвердости материала подложки 1. Наболее твердых подложках 1 валики 4образуются невысокие, но крутые,что связано с деформацией б материалов подложки 1 и покрытия 2. Образование в покрытии 2 отслаиваниясвидетельствует о нарушении целостности покрытия 2 вдоль валика 4 иоб его адгезионном разрушении за,1счет возникновения нормальных 5 и .35касательных б напряжений,)Касательные напряжения б определяют по формуле Рб = -- - ВЬ.П 1 Хил 1 г) )где Р - величина нагрузки на индентор.Пр,1 г , равном радиусу распространения зоны пластической деформации г = г(фиг. 1), угол , = О, деформация покрытия в этой точке также равна нулю. Подставляя значение 0; = О в формулу (1), получим что 5; = О. При г, равном радиусу 1отпечатка индентора г, - д где2 ) 4 Рб = в взп у. (2)д)1 ДС Формула изобретения Способ определения прочности сцепления покрытия с подложкой, по которому в подложку со стороны покрытия вдавливают конический индентор до отслаивания покрытия и судятТираж 777 Государственного елам изобретений и Москва, Ж, РауПодписноеомитета СС крытийкая н Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектна о прочности сцепления покрытия с подложкой по величине нагрузки Р и геометрическим параметрам деформированного участка покрытия, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения путем учета твердости материала подложки, в качестве геометрического параметра выбирают максимальный угол о наклона образовавшегося вома ксФ ЕОь коФд93578 4круг инденторпри его вдавливании валика, измеренный между касательной к этому валику и ее проекцией на исходную поверхность подложки, а 5прочность б сцепления рассчитывают по формуле где Й - диаметр отпечатка индентора.