Способ неразрушающего контроля адгезионной прочности защитных покрытий

 

Изобретение относится к способам контроля адгезионной прочности покрытий в области машиностроения. Целью изобретения является повышение производительности контроля путем создания в образце, выполненном в виде подложки (детали) с покрытием, однородных растягивающих напряжений, не приводящих к разрушению покрытия, и увеличения диапазона регистрируемых значений адгезионной прочности. С этой целью на образцы по всей его поверхности формируют технологический поясок, свободный от покрытия и смещенный относительно центра к одному из его торцов. Затем его подвергают действию механических напряжений, направленных вдоль границы раздела покрытие - подложка (деталь). Об адгезионной прочности судят по величине механических напряжений, при которых резко возрастает интенсивность акустической эмиссии. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg)g С 01 N 19Л4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4266388/25-28 (22) 22.06.87 (46) 23.07.90. Бюл. N 27 (71) Оренбургский политехнический институт (72) В.А. Помазкин, С.С. Якупов, Ф.Г. Узенбаев, Л.Л. Ильичев, Л.А. Жураковский и С.П. Письменюк (53) 620.179.4(088.8) (56) Материалы Х-й Всесоюзной конференции "Акустическая эмиссия материалов и конструкций". Ростов-на-Дону, 1984, с, 52, (54) СПОСОБ НЕРАЗРУЫАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

АДГЕЗИОННОИ ПРОЧНОСТИ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИй (57) Изобретение относится к способам контроля адгезионной прочности покрытий в области машиностроения. Целью

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к тем его разделам, где с целью улучшения служебных качеств изделий на их поверхности наносят защитные покрытия и может быть использовано в газодобывающей, химической, авиационной промышленности, в автотранспортном строительстве, в точном машиностроении и других областях народного хозяйства, где необходима оценка качества покрытие - деталь (пленка - подложка, адгезив - субстрат).

Целью изобретения является повышение производительности контроля путем создания в образце однородных растягивающих напряжений, не привоl

„,80„„1580229 А 1

2 изобретения является повышение производительности контроля путем создания в образце, выполненном в виде подложки (детали) с покрытием, однородных растягивающих напряжений, не приводящих .к разрушению покрытия, и увеличения диапазона регистрируемых значений адгезионной прочности. С этой целью на образцы по всей его поверх ности формируют технологический поясок, свободный от покрытия и смещенный относительно центра к одному из его торцов. Затем его подвергают действию механических напряжений, направленных вдоль границы раздела покрытие - подложка (деталь). Об адге- д зионной прочности судят по величине Щ механических напряжений, при которых резко возрастает интенсивность акустической эмиссии. 2 ил. С:: дящих к разрушению покрытия, и увеличение диапазона регистрируемых значений адгезионной прочности путем получения интегральной ее оценки.

На фиг. ll представлена диаграмма зависимости интенсивности акустической эмиссии от величины внешней нагрузки для образца без покрытия; на фиг. 2 — то же, для образца с покрытием.

Способ осуществляется следующим образом.

На подложку или на реальную деталь наносят защитное IloKpblTHe по всей поверхности за исключением двух противоположных торцов, причем предвари1580229 тельно на образце формируют технологический поясок, свободный от покрытия и смещенный от центра образца к одному из его торцов, затем подвергают образец действию механических

5 деформаций, направленных вдоль границы раздела покрытие — подложка, возрастающих до границы упругости материала подложки, и регистрируют величину механических напряжений в образце, при которой резко возрастает ин.тенсивность сигналов акустической эмиссии.

В основу предлагаемого способа положено то, что первые сигналы акустической эмиссии образцов, выполненных из обычных конструкционных и инструментальных сталей, возникают при напряжениях, близких к пределу текучести материала, а при деформации образцов, на поверхность которых нанесено тонкопленочное покрытие, достаточно высокая акустическая активность наблюдается уже при напряжениях 2 в 1,5-2 раза меньших предела упругости материала субстрата. Когда величина создаваемых в образце механических напряжений становится соизмерима с величиной адгезионной прочности покрытия, возникают элементарные отслоения пленок - появляются первые сигналы акустической эмиссии. Образо-. вание этих отслоений являются результатов возникновения сдвиговых трещин или трещин скольжения. При увеличении З5 растягивающей нагрузки с постоянной скоростью трещины скольжения развиваются устойчиво и, начиная с некоторого критического значения растягивающих напряжений, резко возрастает интенсивность сигналов акустической эмиссии (АЭ). Величина механической нагрузки, которая возникает в адгезиве при деформации образца, вызывающая резкое увеличение интенсивности сигналов АЭ, и характеризует адгезионную прочность покрытия °

Пример . Для осуществления способа стандартные образцы из стали 20, на 503 которых нанесено ионно-, 50 плазменное покрытие из нитрида титана толщиной около 7 мкм, около одного из торцов каждого образца с покрытием формируют технологический поясс представляющий собой кольцо шириной

2 мм, не имеющее пленочного покрытия, подвергают деформации растяжения с помощью машины бесшумного нагружения.

Механическое напряжение в образце нарастает линейно со скоростью .

5 мПа/с. Сигналы акустической эмиссии регистрируют измерительным трактом, в котором они преобразовываются пьезоэлектрическим датчиком из титана бария, закрепленным непосредственно на образце, в электрические импульсы, которые регистрируются измерителем частоты импульсов ИЧИ-1М, позволяющим также вести запись параметров сигнала АЭ в аналоговой форме. Деформацию образца регистрируют с помощью тензостанции ТА-5, Снимают зависимость активности АЭ (суммарное количество импульсов в единицу времени) от величины внешней нагрузки, создаваемой в образце..По диаграмме, регистрируемой на двухкоординатном самописце

ПДП-4, определяют величину деформации, при которой резко возрастает скорость счета импульсов.

Формула изобретения

Способ неразрушающего контроля адгезионной проЧности защитных покрытий, заключаюцийся в том, что на подложку наносят покрытие по всей поверхности за исключением двух противоположных торцов, создают в образце механические напряжения и регистрируют сигналы акустической эмиссии (АЭ), а об адгезионной прочности судят по параметру, который определяют в момент резкого увеличения интенсивности АЭ, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности. контроля и увеличения диапазона регистрируемых значений адгезионной прочности, на,образце формируют технологический поясок, свободный от покрытия и смещенный от центра к одному из торцов образца, механические напряжения создают вдоль поверхности раздела покрытие-подложка перпендикулярно плоскости пояска и выбирают их в качестве параметра адгезионной прочности.

1580229

100

3,РЯу

У usa/

100

Редактор Н. Ьобкова

Корректор М.Кучерявая

Заказ 2006 Тираж 493 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, И-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г.Ужгород, ул .Гагарина, 101

Яд ГЯ

Фиг.1

Фиг. 2

Составитель Н. Варта нова

Техред. М.Моргентал

N, urrnic