Способ изготовления образца для испытания на адгезионную прочность

 

Изобретение относится к области испытаний материалов, в частности, к способу изготовления образца для испытания на адгезионную прочность.

Цель - повышение точности испытания.

Способ изготовления образца для испытания на адгезионную прочность заключается в том, что на поверхность подложки наносят каплю адгезива, устанавливают в адгезиве штырь на расстоянии Z от подложки, которое выбирают из соотношения: , где Z₁ - заданная толщина слоя адгезива, которую необходимо получить после отверждения, y - коэффициент усадки адгезива (%), и прикладывают к штырю усилие, уравновешивающее его вес в течение времени от момента окончания установки штыря до конца отверждения адгезива.

Погрешность измерения адгезионной прочности ±3%. 2 ил.

Изобретение относится к области испытаний материалов, а именно к способам изготовления образца для испытания на адгезионную прочность.

Известен способ изготовления образца для испытания на адгезионную прочность покрытия с подложкой, заключающийся в том, что в подложке выполняют отверстие, размещают в нем вставку, выполненную из материала, отличного от материала подложки, заподлицо с поверхностью подложки и на поверхности подложки и вставки наносят покрытие, на котором над вставкой закрепляют фиксирующую пластину, площадь которой больше площади отверстия.

К вставке прикладывают отрывающую нагрузку до разрушения, по величине которой судят о прочности сцепления /1/.

Недостатком известного способа является низкая точность определения сцепления покрытия с подложкой, так как вставка и подложка выполнены из различных заготовок материала, кроме того, при размещении вставки в отверстии подложки между их поверхностями образуется зазор, в который попадает покрытие.

Толщина слоя адгезива в известном способе не регулируется, что также влияет на точность определения адгезионной прочности /2/.

Известен способ изготовления образца для испытаний на адгезионную прочность покрытия с подложкой, заключающийся в том, что в подложке выполняют отверстие, размещают в нем вставку заподлицо с поверхностью подложки, на поверхности подложки и вставки наносят покрытие, на котором над вставкой закрепляют фиксирующую пластину, площадь которой больше площади отверстия, причем вставку используют из материала подложки, полученную при выполнении отверстия с последней, а в зазоре между вставкой и подложкой размещают материал, антиадгезионный по отношению к материалам покрытия и подложки /3/.

Недостатком этого способа является наличие возможности заклинивания вставки в отверстии подложки при испытании образца, а также отсутствие регулировки толщины слоя адгезива, что снижает точность определения адгезионной прочности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления образца для определения адгезионной прочности, по которому на поверхность подложки наносят каплю адгезива, устанавливают цилиндрический штырь в адгезиве по оси симметрии капли до контакта его торца с подложкой и доводят адгезив до отверждения. Площадь торца штыря меньше площади контакта капли адгезива с подложкой /4, прототип/.

Недостатком способа является низкая точность определения адгезионной прочности из-за отсутствия возможности установки заданной толщины.

Например, погрешность измерения адгезионной прочности клея Анатерм-102 составляет ±6% Целью изобретения является повышение точности испытания.

Согласно изобретению указанная цель достигается тем, что в способе изготовления образца для испытания на адгезионную прочность, заключающемся в том, что на поверхность подложки наносят каплю адгезива, устанавливают в адгезиве штырь и доводят адгезив до отверждения, в отличие от известного, торец штыря размещают на расстоянии Z от подложки, которое выбирают из соотношения: , где Z₁ толщина слоя адгезива, которую необходимо получить после отверждения, y коэффициент усадки адгезива (%), и прикладывают к штырю усилие, уравновешивающее его вес в течение времени от момента окончания установки штыря до конца отверждения адгезии.

Изготовление образца для испытания на адгезионную прочность указанным способом в литературе не описано.

На фиг.1 показана схема для реализации предлагаемого способа; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Устанавливают подложку 1, выполненную в виде грибка, шляпкой на центр цилиндрического основания 2, по краям которого на одинаковом расстоянии от центра и на одинаковом расстоянии друг от друга закреплены с уплотнительными прокладками 3 три цилиндра 4, снабженные регулировочными винтами 5 и подпружиненными штифтами 6, с опорами 7 и контргайками 8. Вращая винты 5 с помощью штифтов 6, устанавливают усилия сжатия пружин 9, равными величине , где G вес штыря 10.

При этом величину усилий контролируют, например, с помощью устанавливаемых на опоры 7 грузов, с весом, равным одной трети веса штыря 10. Подают в цилиндры 4 давление P, под действием которого штифты 6 дополнительно прижимают своими заплечиками к цилиндрам 4. Устанавливают на опоры 7 штырь 10, снабженный заплечиками 11 и фланцем 12 под захват испытательной машины (не показан). При этом опоры 7 дополнительно выполняют функцию направляющих для штыря 10. Вращая опоры 7 относительно штифтов 6, образующих с ними винтовые пары, устанавливают нужный зазор между поверхностью подложки 1 и торцом штыря 10, одновременно добиваясь параллельности последних. Зазор устанавливают с учетом последующей усадки адгезива во время его отверждения и рассчитывают по формуле: , где Z заданная толщина слоя адгезива, которую необходимо получить после отверждения, y коэффициент усадки (%) испытываемого адгезива, определяемый общеизвестными методами.

Зазор при этом измеряют косвенным методом с помощью вертикального оптиметра (6) и определяют по формуле.

Z=H-(H₁+H₂+H₃) где Н высота образца; H₁ высота основания 2; H₂ высота подложки 1; H₃ высота штыря 10.

Фиксируют опоры 7 контргайками 8 и снимают штырь 10 с опор 7. В центр верхней поверхности подложки 1 наносят каплю испытуемого адгезива 13.

Устанавливают на каплю штырь 10, который затем под действием собственного веса, равномерно раздвигая каплю, устанавливается на опорах 7 так, что его торец становится параллельным поверхности подложки 1, находясь на заданном расстоянии от нее. В момент окончания установки штыря 10 сбрасывают давление P с цилиндров 4 до нуля и доводят адгезив 13 до отверждения.

Без давления P опоры 7 становятся упругими, что предотвращает возникновение в адгезиве 13 внутренних напряжений от его усадки во время отверждения.

Испытывают образец следующим образом.

Закрепляют образец в захватах испытательной машины и прикладывают к штырю 10 открывающую нагрузку, направленную перпендикулярно верхней поверхности подложки 1. Измеряют величину нагрузки в момент разрушения адгезива 13, а также площадь его контакта с подложкой 1 и по известной формуле определяют адгезионную прочность адгезива 13.

Нами проведены 3 опыта по определению адгезионной прочности анаэробного герметика марки Анатерм-105, изготовленного предлагаемым способом.

Получены следующие значения адгезионной прочности (по ГОСТ 14760-69): 41,2; 40; 38,8 МПа.

Погрешность испытания составляет ±3% Таким образом, благодаря предложенному способу изготовления образца точность испытаний на адгезионную прочность увеличивается в 2 раза.

Формула изобретения

Способ изготовления образца для испытания на адгезионную прочность, заключающийся в том, что на поверхность подложки наносят каплю адгезива, устанавливают в адгезиве штырь и доводят адгезив до отверждения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности испытания, торец штыря размещают на расстоянии Z от подложки, которое выбирают из соотношения:
Z Z₁ + Z₁ ·(y 100%),
где Z₁ толщина слоя адгезива, которую необходимо получить после отверждения;
y коэффициент усадки адгезива,
и прикладывают к штырю усилие, уравновешивающее его массу, в течение времени от момента окончания установки штыря до конца отверждения адгезива.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2