Способ определения прочности сцепления металлических покрытий со стальной поверхностью

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам оценки прочности сцепления металлических покрытий со стальной поверхностью, и может быть использовано для повышения качества и надежности выпускаемой продукции. Сущность: осуществляют нанесение покрытия в виде кольцевого пояска на цилиндрический образец, механическую обработку покрытия, установку образца в матрицу с цилиндрическим отверстием и отрыв покрытия от подложки путем продавливания цилиндрического образца сквозь отверстие в матрице с последующим определением величины максимальной нагрузки, необходимой для отрыва покрытия. Перед определением максимальной нагрузки с двух сторон кольцевого пояска протачивают торцы с образованием углубления на цилиндрической поверхности образца с углублением h=(1,2÷1,5)r и шириной b=(3÷4)r, где h - углубление на цилиндрической поверхности, b - ширина канавки и r - радиус проточного резца. Технический результат: повышение точности измерения прочности сцепления металлических покрытий со стальной поверхностью. 3 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, частности к способам оценки прочности сцепления металлических покрытий со стальной поверхностью, и может быть использовано для повышения качества и надежности выпускаемой продукции.

Известен способ определения прочности сцепления металлических покрытий со стальной поверхностью, включающий нанесение слоя на металлическую подложку, отрыв покрытия от подложки с определением максимальной нагрузки, необходимой для отрыва слоя с последующим вычислением значения сцепления по величине максимальной нагрузки (патент РФ №2309397 по кл. G01N 19/04 от 2006 г.).

Недостатком данного способа является сложность технологического процесса определения прочности сцепления, снижающего оценку точности измерения величины сцепления.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является способ оценки прочности сцепления металлических покрытий со стальной поверхностью, включающий нанесение покрытия в виде кольцевого пояска на цилиндрический образец, механическую обработку покрытия, установку образца в матрицу с цилиндрическим отверстием и отрыв покрытия от подложки путем продавливания цилиндрического образца сквозь отверстие в матрице и по величине нагрузки определение предела прочности сцепления нанесенного покрытия (патент РФ №2571308 по кл. G01N 19/04 от 02.12.2015 г.).

Недостатком данного способа является относительно низкая точность определения прочности сцепления металлических покрытий со стальной поверхностью, в результате чего искажается достоверность полученных результатов.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении точности измерения прочности сцепления металлических покрытий со стальной поверхностью.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе определения прочности сцепления металлических покрытий со стальной поверхностью, включающем нанесение покрытия в виде кольцевого пояска на цилиндрический образец, механическую обработку покрытия, установку образца в матрицу с цилиндрическим отверстием и отрыв покрытия от подложки путем продавливания цилиндрического образца сквозь отверстие в матрице с последующим определением величины максимальной нагрузки, необходимой для отрыва покрытия, перед определением максимальной нагрузки с двух сторон кольцевого пояска протачивают торцы с образованием углубления на цилиндрической поверхности образца с углублением h=(1,2÷1,5) r и шириной h=(3÷4) r, где h - углубление на цилиндрической поверхности, b - ширина канавки и r - радиус проточного резца.

На фиг. 1 представлен общий вид цилиндрического образца.

На фиг. 2 представлена иллюстрация канавки в виде проточки.

На фиг. 3 представлена иллюстрация испытания образца на прочность сцепления покрытия с металлической основой.

Образец 1 выполнен в виде цилиндра диаметром 12 мм и длиной 25 мм с нанесенным на его поверхность покрытием.

Нанесение покрытия осуществляется лазерным наплавлением покрытия 2 на цилиндрическую поверхность образца, при этом слой наносится на середину длины образца, оставляя концевые части образца не подвергнутые наплавлении, при этом ширина наплавленного слоя составляет 4 мм.

После этого производят проточку наплавленного слоя симметрично относительно торцов с двух сторон, выдерживая при этом ширину наплавленного слоя 2-4 мм, с образованием углубления по диаметру D образца на глубину h=(1,2÷1,5) r и ширину b=(3÷4) r, где r - радиус при вершине проточного или отрезного резца.

Затем образец одним концом вставляют в отверстие металлической основы 3. Диаметр отверстия и диаметр конца образца обеспечивают скользящую посадку образца в отверстии.

Осевое нагружение осуществляют до появления сдвига наплавленного слоя с последующим определением предела прочности сцепления при сдвиге по формуле:

τ=Р/π D ⋅ В,

где Р - величина осевого нагружения (Н),

τ - предел прочности (МПа),

D - диаметр образца (мм),

В - ширина наплавленного проточенного слоя (мм).

Предложенный способ определения прочности позволяет снизить погрешность измерения за счет выполнения проточки торцов с образованием углубления на цилиндрической поверхности образца h=(1,2÷1,5)r и шириной b=(3÷4)r. Выполнение проточки дает возможность получить более точного измерения В ширины наплавленного проточного слоя нагружаемого образца и, как следствие этого, точности измерения прочности сцепления покрытия.

Способ определения прочности сцепления металлических покрытий со стальной поверхностью, включающий нанесение покрытия в виде кольцевого пояска на цилиндрический образец, механическую обработку покрытия, установку образца в матрицу с цилиндрическим отверстием и отрыв покрытия от подложки путем продавливания цилиндрического образца сквозь отверстие в матрице с последующим определением величины максимальной нагрузки, необходимой для отрыва покрытия, отличающийся тем, что перед определением максимальной нагрузки, с двух сторон кольцевого пояска протачивают торцы с образованием углубления на цилиндрической поверхности образца с углублением h=(1,2÷1,5)r и шириной b=(3÷4)r, где h - углубление на цилиндрической поверхности, b - ширина канавки и r - радиус проточного резца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области медицины и предназначено для испытаний на прочность склеенных слоев зубной шины в виде каппы. Устройство для изготовления проб при определении прочности термосклеивания слоев многослойной защитной зубной шины в виде каппы выполнено в форме диска с диаметром 100±1 мм и высотой 10±0,1 мм, на торцевой стороне диска выполнен вырез прямоугольной формы с высотой 10±0,1 мм, шириной 24±0,1 мм и глубиной 1±0,1 мм, с отверстием под винт для крепления на нем металлической полосы толщиной 1±0,1 мм, шириной 24±0,1 мм и длиной 40±5 мм, изогнутой под углом 90°.

Изобретение относится к области механических испытаний трехслойных панелей авиационно-космического назначения с обшивками из полимерного композиционного материала (ПКМ) и сотовым заполнителем из металлического или неметаллического материала.

Использование: для определения прочности покрытия из керамических наночастиц. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения прочности покрытия из керамических наночастиц заключается в том, что подложку с нанесенным на ее поверхность покрытием из керамических наночастиц размещают в растровом электронном микроскопе, вакуумируют микроскоп до состояния глубокого вакуума, задают увеличение сканирования, достаточное для визуализации наночастиц, осуществляют сканирование покрытия по касательной к подложке электронным пучком максимально допустимой энергии при постепенном увеличении силы тока до отрыва наночастицы от покрытия, а о прочности покрытия судят по величине силы тока, при которой происходит отрыв наночастицы от покрытия.

Изобретение относится к области контроля и диагностики совокупности эксплуатационных свойств износостойких покрытий, связанных, прежде всего, с твердостью, адгезионной прочностью, износостойкостью, и может быть использовано в машиностроении, судостроении и других отраслях, а также для покрытий, находящихся в условиях циклического нагружения, связанных, прежде всего, с эрозионной стойкостью поверхности.

Изобретение относится к области исследования материалов, а именно к устройствам для испытания смазок/масел жидких или полужидких составов. Знание адгезионных характеристик и качеств таких видов смазочных сред является весьма важным для различных двигателей, систем смазывания механического оборудования, космических систем и ответственных подвижных узлов специальной техники, работающих в условиях сильно изменяющихся температур как положительных, так и отрицательных.

Изобретение относится к области ракетной и измерительной техники и может быть использовано при выходном контроле на предприятии-изготовителе корпуса ракетного двигателя и входном контроле на предприятии-изготовителе твердотопливного заряда.

Изобретение относится к области испытания материалов. Отличительной особенностью заявленного способа определения адгезии пленки является то, что наблюдают за образованием купола в ходе процесса подачи равномерного внутреннего давления, форму основания (контура отрыва) купола принимают как эллиптическую с учетом анизотропных особенностей адгезива и анизотропии материала пленки, проводят измерение текущей высоты подъема купола и текущих размеров большой и малой полуосей основания купола, определяют механическое напряжение отрыва по формуле, по вычисленным значениям механического напряжения отрыва судят об адгезионных свойствах пленки к подложке.

Изобретение относится к процессам обработки металлов давлением и определения адгезионной составляющей силы трения. Способ определения оценки эффективности смазочных материалов с учетом величины силы выталкивания заготовки из полости матрицы заключается в измерении сил выдавливания и выталкивания образца с нанесенным на него эталонным и исследуемым смазочным материалом.

Изобретение относится в способам оценки прочности сцепления металлических покрытий с основой из металлов и сплавов и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, где применяются газотермический и газодинамический методы нанесения покрытий для придания поверхности повышенных физико-механических характеристик.

Изобретение относится к конструкции прибора, предназначенного для количественного определения липкости препрега, представляющего собой композиционный материал, полученный путем пропитки армирующей волокнистой основы равномерно распределенными полимерными связующими.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения прочности сцепления клееполимерных дисперсно наполненных самотвердеющих композиционных материалов различного строения и состава с металлической подложкой. Адгезионная прочность, характеризуемая напряжением сдвига, определяется путем продавливания пуансоном сформированного во внутренней полости матрицы опытного дисперсного композита. При этом отверстие в матрице изготавливается ступенчатым, а сама матрица имеет такие геометрические параметры, которые обеспечивают условия жесткости при нагружении. Технический результат – обеспечение простоты подготовки и исполнения и учет всей совокупности факторов, определяющих уровень адгезионной прочности, что обеспечивает высокую достоверность результатов испытаний. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для определения и контроля адгезионной прочности покрытий различных конструкций, в частности защитных покрытий стальных магистральных трубопроводов. По первому варианту адгезиметр состоит из основания с шипами и направляющими, с возможностью перемещения по ним каретки, с которой жестко соединен вертикальный корпус, содержащий скребок, и силоизмерителя, в котором качестве силоизмерителя используется динамометр, установленный на каретке и соединенный своим штоком с верхней частью вертикального корпуса, соединенного с кареткой осевым шарниром. По второму варианту адгезиметр состоит из основания с направляющими, с возможностью перемещения по ним каретки, с которой жестко соединен вертикальный корпус, и силоизмерителя, в котором в качестве силоизмерителя используется динамометр, установленный на каретке и соединенный своим штоком с верхней частью вертикального корпуса, соединенного с кареткой осевым шарниром, при этом в корпусе установлен палец, соединенный с кулисой, содержащей зажим, а на основании установлено шасси. Технический результат: повышение точности определения величины адгезии за счет исключения влияния на показания адгезиметра сил трения между кареткой и ее направляющими. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к контролю качества покрытий с металлом и может быть использовано для количественной оценки прочности сцепления покрытия с металлической основой. Сущность: образец с покрытием испытывают воздействием механических нагрузок, по результатам действия которых определяют прочность сцепления покрытия с металлической основой. В качестве механической нагрузки используют усилие давления, прикладываемое к покрытию образца алмазным наконечником индентора. Поверхность образца разделяют на зоны, каждую из которых последовательно нагружают усилием давления с последующим контролем целостности покрытия. Усилие давления на каждой последующей зоне увеличивают и проводят испытание до тех пор, пока не будет выявлена зона с нарушением целостности покрытия. Показатель прочности сцепления определяют по приложенному усилию давления на зоне образца, предшествующей зоне с нарушением сцепления покрытия с основой. Технический результат: снижение трудоемкости осуществления способа и повышение его достоверности. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения сил адгезионного взаимодействия и молекулярной составляющей коэффициента трения. Устройство для определения адгезии металлических поверхностей содержит образец, стол, электродвигатель, узел замера тягового усилия, нить, ползун, стойку, вал, индентор, держатель индентора, нагружающее устройство индентора, прихват, плиту, винт для зажима образца контробразца, позволяющие проводить исследования адгезии при пластической деформации (молекулярной составляющей коэффициента трения) и силы адгезионного взаимодействия. В качестве узла замера тягового усилия использован датчик изгибающего момента. Технический результат – возможность определения адгезии при пластической деформации (молекулярной составляющей коэффициента трения) и сил адгезионного взаимодействия (адгезии ювенильных поверхностей). 3 ил.

Изобретение относится к способу проверки адгезии эластичных клеев или эластичных герметиков к поверхностям деталей, имеющему следующие шаги: а) клей (5) или герметик наносят на поверхность (3) детали, б) пытаются, факультативно после отверждения клея (5) или герметика, путем приложения отслаивающего усилия (F) отделить нанесенный клей (5) или нанесенный герметик от поверхности (3) детали и в) на основании вызванных приложением отслаивающего усилия (F) разрывов в клее (5) или герметике, с одной стороны, и вызванного приложением отслаивающего усилия (F) отделения клея (5) или герметика от поверхности (3) детали, с другой стороны, оценивают адгезию клея (5) или герметика. Перед и/или во время шага а) по меньшей мере на один первый участок (3b) поверхности (3) детали наносят слой (4) антиадгезионного материала, за счет которого клей (5) или герметик хуже прилипает к поверхности (3) детали и поэтому может быть отделен от поверхности (3) детали с меньшим отслаивающим усилием (F), чем непосредственно от поверхности (3) детали. Клей (5) или герметик на шаге а) наносят в виде непрерывной области материала как по меньшей мере на один первый участок (3b) поверхности (3) детали, на который наносят и/или был нанесен слой (4) антиадгезионного материала, так и непосредственно по меньшей мере на один второй участок (3а) поверхности (3) детали. Причем клей (5) или герметик наносят на поверхность (3) детали так, что клей (5) или герметик простирается в продольном направлении по меньшей мере от одного из вторых участков (3а) через один из первых участков (3b) к одному из вторых участков (3а). Технический результат – возможность проведения проверки адгезии клея к поверхности детали на достаточно большой длине без повреждения основной детали и изготовления дополнительных деталей. 2 н. и 11 з.п. ф-лы.7 ил.

Использование: для определения адгезионной прочности несплошных наноструктурированных покрытий. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения адгезионной прочности покрытий к подложке включает выбор области покрытия, проведение воздействия на выбранную область, регистрацию данных о воздействии, анализируя которые судят об адгезионной прочности покрытий к подложке, при выборе области покрытия выделяют ряд участков покрытия, содержащих в совокупности по меньшей мере семь одиночных одномерных пьезоэлектрических нанообъектов, на каждый из выбранных участков проводят воздействие электрическим полем в режиме силовой микроскопии пьезоотклика, при этом регистрируют в виде изображения топографии участков и изображения пьезоотклика, визуально анализируя которые выявляют наличие ступенчатых переходов на изображениях пьезоотклика, которые характеризуют разделение одиночных одномерных пьезоэлектрических нанообъектов выбранных участков на часть нанообъектов, жестко закрепленную на подложке, и часть нанообъектов, незакрепленную на подложке, по изображениям топографии выбранных участков определяют общее количество содержащихся на участках нанообъектов и по изображениям пьезоотклика определяют количество нанообъектов на участках, характеризующихся ступенчатым переходом, по отношению (А) между общим количеством выявленных нанообъектов и количеством нанообъектов, характеризующихся ступенчатым переходом, судят об адгезионной прочности всего покрытия, при А<0,3 определяют отсутствие адгезионной прочности, при А>0,7 определяют максимальную адгезионную прочность. Заявляемый способ позволяет неразрушающими воздействиями на несплошное наноструктурированное покрытие определить его адгезионную прочность. Технический результат: обеспечение возможности определения адгезионной прочности покрытий путем проведения неразрушающих действий. 5 ил.

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано для определения адгезионной прочности многослойного керамического теплозащитного покрытия (ТЗП), применяемого для защиты деталей машин от высоких температур, преимущественно в авиационной технике. Устройство содержит образец, включающий цилиндрический стержень и шайбу с центральным отверстием, размещенную на стержне по скользящей посадке. Наружная цилиндрическая поверхность шайбы предназначена для нанесения испытуемого покрытия. На конце стержня выполнен цилиндрический бурт, взаимодействующий с опорной поверхностью шайбы. Устройство содержит основание со сквозным отверстием для размещения в нем по скользящей посадке свободной от покрытия части стержня, при этом основание представляет собой полый цилиндрический стакан, внутренняя поверхность которого выполнена ступенчатой. Больший внутренний диаметр стакана превышает внешний диаметр шайбы с многослойным покрытием, толщина каждой из ступеней не менее толщины нанесенного на боковую поверхность шайбы слоя соответствующего покрытия, а ширина ступеней «b» определяется из соотношения: , где: h - толщина сдвигаемого слоя покрытия; Е - модуль упругости материала сдвигаемого слоя; σпц - предел пропорциональности материала слоя. Технический результат - обеспечение возможности последовательного нагружения по крайней мере двух слоев теплозащитного покрытия. 2 ил.

Изобретение относится к области испытаний материалов, в частности к устройствам и способам определения адгезии цементного камня к металлу. Сущность: осуществляют фиксацию вертикальной направляющей, установку коаксиально формы, заполнение зазора между ними цементным раствором, отверждение цементного раствора в водной среде при заданной температуре, проведение испытания с выдавливанием направляющей прессом из отвержденного цементного раствора. Направляющую изготавливают в виде конуса, а внутреннюю поверхность формы - в виде конуса, параллельного конусу направляющей, для получения по всей высоте формы одинакового кольцевого зазора между ними, заполняемого цементным раствором, причем при отверждении цементного раствора форму сверху закрывают крышкой для исключения взаимодействия раствора с водной средой и нарушения водоцементного соотношения раствора, причем водную среду подбирают исходя из скважинных условий, в которых предполагается использование цементного раствора. Устройство содержит зафиксированную вертикально на основании направляющую с установленной коаксиально формой, пространство между направляющей и формой заполнено отвержденным цементным раствором, причем направляющая выполнена с возможностью взаимодействия с прессом для выдавливания из отвердевшего цементного раствора. Направляющая выполнена в виде конуса, а внутренняя поверхность формы - в виде конуса, параллельного конусу направляющей, для получения по всей высоте формы одинакового кольцевого зазора между ними, заполняемого цементным раствором. Технический результат: снижение материальных затрат и повышение точности исследований. 2 н.п. ф-лы. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам оценки прочности сцепления металлических покрытий со стальной поверхностью, и может быть использовано для повышения качества и надежности выпускаемой продукции. Сущность: осуществляют нанесение покрытия в виде кольцевого пояска на цилиндрический образец, механическую обработку покрытия, установку образца в матрицу с цилиндрическим отверстием и отрыв покрытия от подложки путем продавливания цилиндрического образца сквозь отверстие в матрице с последующим определением величины максимальной нагрузки, необходимой для отрыва покрытия. Перед определением максимальной нагрузки с двух сторон кольцевого пояска протачивают торцы с образованием углубления на цилиндрической поверхности образца с углублением hr и шириной br, где h - углубление на цилиндрической поверхности, b - ширина канавки и r - радиус проточного резца. Технический результат: повышение точности измерения прочности сцепления металлических покрытий со стальной поверхностью. 3 ил.

Наверх