Образец для определения прочности сцепления покрытия с подложкой
Изобретение относится к испытательной технике, предназначенной для определения прочности сцепления покрытий с подложкой. Целью изобретения является расширение номенклатуры исследуемых при сложном напряженном состоянии покрытий . Образец состоит из цилиндрической подложки, расположенной на ее торцевой поверхности соосно с ней кольцевой пластины, нанесенного на торцевую поверхность подложки и пластину покрытия и приклеенного к нему своей торцевой поверхностью цилиндрического отрывного элемента . Причем толщина пластины меньше толщины покрытия, а ее внутренний диаметр равен диаметру подложки. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4898166/28 (22) 26.09.90 (46) 07,12,92. Бюл. N 45 (71) Научно-исследовательский институт конструкционных материалов и технологических процессов при МГТУ им. Н.Э.Баумана (72) И.К.Соколов и.В.М,Зурабов (56) Авторское свидетельство СССР N . 183459, кл. G 01 N 19/04, 1965, Кудинов В.В. и Иванов В,M. Нанесение плазмой тугоплавких покрытий. M.: Машиностроение, 1981, с. 126-127. (54) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ СЦЕПЛЕНИЯ ПОКРЫТИЯ С ПОДЛОЖКОЙ Изобретение относится к испытательной технике, предназначенной для определения прочности сцепления покрытий с подложкой. Известен образец для определения прочности сцепления покрытия с подложкой, который состоит из подложки с отверстием, установленного эаподлицо с поверхностью подложки штифта, нанесенного на их торцевую поверхность покрытия и прикрепленной к покрытию с помощью клеевого слоя пластины. О прочности сцепления судят по величине отрывающей нагрузки приложенной к штифту и подложке. Недостатком образца является невозможность испытания прочности сцепления покрытия при сложном напряженном состоянии и узкая номенклатура покрытий, кото„,. Ж„„1779983 Al (57) Изобретение относится к испытательной технике, предназначенной для определения прочности сцепления покрытий с подложкой. Целью изобретения является расширение номенклатуры исследуемых при сложном напряженном состоянии покрытий. Образец состоит иэ цилиндрической подложки, расположенной на ее торцевой поверхности соосно с ней кольцевой пластины, нанесенного на торцевую поверхность подложки и пластину покрытия и приклеенного к нему своей торцевой поверхностью цилиндрического отрывного элемента. Причем толщина пластины меньше толщины покрытия, а ее внутренний диаметр равен диаметру подложки. 2 ил, рые могут быть исйытаны при использовании заданного клея. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является образец для определения прочности сцепления покрытия с подложкой, состоящий из цилиндрической подложки, нанесенного на ее торцовую поверхность покрытия и цилиндрического отрывного элемента, приклеенного своей торцевой поверхностью к покрытию соосно подложке, Недостатком образца является невозможность расширения номенклатуры исследуемых при сложном напряженном состоянии покрытий, прочность сцепления которых выше прочности клеевого соединения, Целью изобретения является расширение номенклатуры исследуемых при слож1779983 02/D»К, (2) где К= max v т 7а 55 ном напряженном состоянии покрытий при использовании заданного клея, Поставленная цель достигается тем, что образец для определения прочности сцепления покрытия с подложкой, состоящий из цилиндрической подложки, нанесенного на ее торцевую поверхность покрытия и цилиндрического отрывного элемента, приклеенного своей торцевой поверхностью к покрытию соосно подложке. снабжен кольцевой пластиной, расположенной на торцевой поверхности подложки соосно с ней, внутренний диаметр которой равен диаметру подложки, а толщина не превышает толщины покрытия, которое также нанесено и на поверхность пластины, а соотношение диаметров подложки и отрывного элемента выбрано из условия D> и Dz — соответственно диаметры подложки и отрывного элемента; ai, т - величины адгезионной прочности покрытия с подложкой соответственно на отрыв и сдвиг; о, т — прочность клеевого соединения отрывного элемента с материалом покрытия соответственно на отрыв и сдвиг. Как показали результаты патентного поиска, неизвестен образец для определения прочности сцепления покрытия при сложном напряженном состоянии. состоящий из цилиндрической подложки. нанесенного на ее торцевую поверхность покрытия и цилиндрического отрывного элемента, приклеенного своей торцевой поверхностью к покрытию соосно подложке, и который был бы снабжен кольцевой пластиной, расположенной на торцевой поверхности подложки соосно с ней, внутренней диаметр которой равен диаметру подложки, а толщина не превышает толщины покрытия, которое также нанесено и на поверхность пластины, а соотношение диаметров подложки и отрывного элемента удовлетворяли бы условиям (1), (2). Образец для определения прочности сцепления покрытия с подложкой при сложном напряженном состоянии поясняется прилагаемыми чертежами, На фиг.1 показана схема предлагаемого образца в сборе при его изготовлении; на фиг.2 — схема нагружения образца. Образец состоит из цилиндрической подложки 1. кольцевой пластины 2, расположенной на торцевой поверхности подложки 1 соосно с ней, внутренний диаметр которой равен диаметру подложки 1, а толщина не превышает толщины покрытия 3, которое нанесено на торцевую поверхность цилиндрической подложки 1 и кольцевой пластины 2, цилиндрического отрывного элемента 4 прикрепленного своей торцевой поверхностью с помощью клеевого слоя 5 к покрытию 3 соосно подложке 1. С целью установки кольцевой пластины 2, тыльной ее стороны в одной плоскости с торцевой поверхностью цилиндрической подложки 1, и увеличения ее жесткости в процессе нанесения покрытия 3, кольцевая пластина 2 подкреплена обоймой 6 на цилиндрической подложке 1. Перед проведением испытаний обойму 6 снимают. В процессе испытаний к цилиндрической подложке 1 и цилиндрическому отрывному элементу 4 прикладывают нормальные усилия отрыва или сжатия и усилие сдвига, по величине которых судят о прочности сцепления покрытия с подложкой (фиг.2). Для того, чтобы покрытие отслаивалось от торца цилиндрической подложки 1 без разрушения клеевого соединения 5 диаметры цилиндрической подложки 1 и цилиндрического отрывного элемента 4 должны удовлетворять условию, д lг< Оз 4" (3) .при действии нормального усилия и условию D t) 2 + D т) (4) при действии усилия сдвига. Из этих условий вытекают соотношения (1), (2). Для обеспечения гарантированного отрыва покрытий при одновременном приложении нормальных усилий и усилий сдвига следует выбирать соотношение диаметров больше большего значения из полученных по условиям (3) и (4). Например, при испытании на прочность сцепления при сложном напряженном состоянии покрытия из материала ПГ-19М-01 на предварительно спескоструенных образцах из стали с использованием клея ВС-350 имеем о = 22,0 МПа; т = 30.0 МПа а g = 14,0 МПа; тг = 17,3 МПа При Di = 10 мм, Dz > 12,5 мм по условию (3) и Dg > 13,1 мм по условию (4). Диаметр 1779983 о1= 35,8 МПа; т1 = 75,0 МПа DZ/01>К, Void/ где K= max V г17тг о1, ri — величины адгезионной прочности покрытия с подложкой соответственно на отрыв и сдвиг; щ, r2 — прочность клеевого соединения отрывного элемента с материалом покрытия соответственно на отрыв и сдвиг. иг.1 % г.2 Составитель И.Соколов Техред М.Моргентал Редактор С.Кулакова Корректор Н.Слободяник Заказ 4431 Тираж Подписное 8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина. 101 отрывного элемента образца следует брать больше 13,1 мм. При испытании прочности сцепления покрытия иэ NiCr на стали предварительно спескоструен ной 5 При D„= 10 мм, Dz >16,0 мм по условию (3) и Р >20,8 мм по условию (4). Диаметр 10 отрывного элемента образца следует брать больше 20,8 мм. Преимущество предлагаемого образца для определения прочности сцепления покрытия с подложкой в том, что он позволяет 15 расширить номенклатуру исследуемых при сложном напряженном состоянии покрытий при использовании заданного клея, а значит снизить трудоемкость и затраты при испытании различных покрытий. 20 Формула изобретения Образец для определения прочности сцепления покрытия с подложкой, состоящий иэ цилиндрической подложки, нанесенного на ее торцевую поверхность 25 покрытия и цилиндрического отрывного элемента, приклеенного своей торцевой поверхностью к покрытию соосно с подложкой, отличающийся тем. что. с целью расширения номенклатуры исследуемых при сложном напряженном состоянии покрытий, образец снабжен кольцевой пластиной, расположенной на торцевой поверхности подложки соосно с ней, внутренний диаметр которой равен диаметру подложки, а толщина не превышает толщины покрытия, которое также нанесено и на поверхность пластины, а отношение диаметра Dz отрывного к диаметру Di подложки выбрано из условия
