CN114235616A - 一种涂层测试设备及涂层测试方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种涂层测试设备及涂层测试方法，上述设备包括：承载装置、冲击装置、第一驱动装置和第二驱动装置，其中：承载装置包括固定板，在所述固定板上固定所述涂层样品；冲击装置设置在固定板的上方的起始位置，用于在固定板上释放摩擦力和/或冲击力；第一驱动装置的一端连接冲击装置，用于驱动冲击装置在第一方向上运动到第一目标位置，以提供冲击力；第二驱动装置连接第一驱动装置并作用于冲击装置，第二驱动装置用于驱动冲击装置在第二方向上运动到第二目标位置，以提供摩擦力；第一方向和第二方向相互交叉。本申请的涂层测试设备可以实现冲击韧性以及耐磨性的综合测试，提升了涂层样品的测试效率。

Description

一种涂层测试设备及涂层测试方法

技术领域

本发明涉及材料工程技术领域，尤其涉及一种涂层测试设备及涂层测试方法。

背景技术

涂层的实际应用工况往往比较复杂，要求涂层兼具抗冲击韧性、耐磨性、抗高温氧化以及不予接触材料发生黏着等性能。

本申请的发明人发现，现有涂层材料的测试设备往往只关联到一种性能的测试，这增加了时间、购买不同类型设备以及人力成本。比如公开号为CN209821039U和CN110926967A的专利均是涉及一种基于重力原理的冲击设备，此种类型的设备虽然设计简单，但是循环频率低，测试效率低；公开号为CN113237624A和CN107860668A的专利均是以电机驱动为主导的冲击疲劳设备，冲击效率较受重力冲击明显提升，但无法体现材料的耐磨性。

发明内容

本申请的目的在于解决当前涂层材料的测试设备测试性能单一、成本高的技术问题。

为实现上述目的，本申请是通过以下技术方案来实现的：

本申请提供了一种涂层测试设备，用于涂层样品的冲击耐磨性测试，包括：承载装置，所述承载装置包括固定板，在所述固定板的上固定所述涂层样品；冲击装置，所述冲击装置设置在所述固定板的上方的起始位置，用于在所述涂层样品上释放摩擦力和/或冲击力；第一驱动装置，所述第一驱动装置的一端连接所述冲击装置，所述第一驱动装置用于驱动所述冲击装置在第一方向上运动到第一目标位置，以提供所述冲击力；第二驱动装置，所述第二驱动装置连接所述第一驱动装置并作用于所述冲击装置，所述第二驱动装置用于驱动所述冲击装置在第二方向上运动到第二目标位置，以提供所述摩擦力；所述第一方向和所述第二方向相互交叉。

作为本申请进一步的改进，所述第一方向与所述固定板所在的平面垂直，所述第二方向与所述固定板所在的平面平行。

作为本申请进一步的改进，所述冲击装置包括：摩擦单元，所述摩擦单元靠近所述固定板一侧设置，用于和所述涂层样品接触；调整单元，所述调整单元连接所述摩擦单元和所述第一驱动装置，用于调整所述第一驱动装置提供的所述冲击力的大小。

作为本申请进一步的改进，所述摩擦单元包括固定夹具和摩擦副，所述固定夹具远离所述固定板的一端设置在所述调整单元上，所述固定夹具靠近所述固定板的一端设有容纳部，所述容纳部用于容纳所述冲击球，所述摩擦副是球面摩擦副、平面摩擦副、弧面摩擦副中的任意一种。

作为本申请进一步的改进，所述球面摩擦副是可更换的冲击球。

作为本申请进一步的改进，所述调整单元包括上挡板、下挡板和弹性件；所述上挡板与所述第一驱动装置固定连接，所述下挡板与所述摩擦单元固定连接，所述弹性件设置于所述上挡板和所述下挡板之间。

作为本申请进一步的改进，还包括固定装置、输入装置和控制装置；所述固定装置用于安装固定所述第二驱动装置和所述承载装置，所述输入装置用于设置所述涂层样品的测试条件，所述控制装置分别与所述输入装置、所述第一驱动装置和所述第二驱动装置电性连接。

作为本申请进一步的改进，还包括压力感应装置，所述压力感应装置设置于所述固定板的下方并与所述控制装置电性连接，用于感应所述冲击装置在所述第一目标位置时提供的冲击力的实时数据并输出；所述控制装置还用于接收所述冲击力的实时数据。

作为本申请进一步的改进，还包括定位装置，用于所述冲击装置在所述第二目标位置的定位。

作为本申请进一步的改进，还包括显示装置，所述显示装置和所述控制装置电性连接，所述显示装置用于显示所述涂层测试设备的工作状态。

为实现上述目的，本申请还提供了一种涂层测试方法，采用如上述所述的涂层测试设备，以用于涂层样品的冲击耐磨性测试，包括以下步骤：S1、控制冲击装置从起始位置运动至第一目标位置，使所述冲击装置在涂层样品上持续释放冲击力；S2、控制冲击装置运动至第二目标位置，使所述冲击装置在所述涂层样品上持续释放摩擦力；S3、如果满足所述涂层样品的循环冲击耐磨测试次数，则执行步骤S4，如果不满足，则依次重复步骤S1和步骤S2；S4、控制所述冲击装置复位至所述起始位置。

作为本申请进一步的改进，还包括在步骤S1和步骤S2之间的步骤S5和步骤S6；S5、如果满足冲击装置的预设冲击次数，则执行步骤S2，如果不满足，则依次重复步骤S1和步骤S6；S6、控制所述冲击装置向所述第一目标位置的反向运动到起始位置。

作为本申请进一步的改进，还包括在步骤S2和步骤S3之间的步骤S7和步骤S8；S7、如果满足冲击装置的预设摩擦次数，则执行步骤S3，如果不满足，则依次重复步骤S2和步骤S8；S8、控制所述冲击装置向所述第二目标位置的反向运动到第一目标位置。

本申请的有益效果在于，通过提供了一种涂层测试设备，用于涂层样品的冲击耐磨性测试，包括第一驱动装置、第二驱动装置、承载装置和冲击装置，上述四种装置配合实现对涂层样品的冲击性和耐磨性的综合测试，成本低，效率高，且能够科学的判定涂层样品的韧性及耐磨性。

附图说明

图1是本申请的涂层测试设备的立体结构示意图；

图2是本申请的涂层测试设备的主视结构示意图；

图3是应用本申请的涂层测试设备和涂层测试方法对涂层样品A/B/C测试后的涂层样品表面形貌图；

图4是应用本申请的涂层测试设备和涂层测试方法对涂层样品A/B/C测试后统计的涂层样品的冲击次数与磨损宽度的对照曲线图；

图5是本申请的涂层测试设备中控制装置与输入装置、第一驱动装置、第二驱动装置的连接结构示意图；

图6是本申请的涂层测试设备的涂层测试的流程示意图；

图7是本申请的涂层测试设备的涂层测试的部分流程示意图；

图8是本申请的涂层测试设备的涂层测试的另一部分流程示意图。

图中：1、承载装置；11、固定板；12、限位凹槽；

2、冲击装置；21、摩擦单元；211、固定夹具；212、摩擦副；22、调整单元；221、上挡板；222、弹性件；223、下挡板；

3、第一驱动装置；31、第一滑轨；

4、第二驱动装置；5、固定装置；6、输入装置；7、压力感应装置；8、显示装置；9、控制装置；10、定位装置。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

参见图1和图2，本实施例提供了一种涂层测试设备，用于涂层样品的冲击耐磨性测试，包括承载装置1、冲击装置2、第一驱动装置3和第二驱动装置4。

所述承载装置1包括固定板11，在所述固定板11上固定所述涂层样品，优选的，所述固定板11的上表面设置有限位凹槽12，所述限位凹槽12用于承载所述涂层样品。所述冲击装置2设置在所述固定板11的上方的起始位置，用于在所述涂层样品上释放摩擦力和/或冲击力。所述第一驱动装置3的一端连接所述冲击装置2，所述第一驱动装置3用于驱动所述冲击装置2在第一方向上运动到第一目标位置，以提供所述冲击力。所述第二驱动装置4连接所述第一驱动装置3并作用于所述冲击装置2，所述第二驱动装置4用于驱动所述冲击装置2在第二方向上运动到第二目标位置，以提供所述摩擦力；所述第一方向和所述第二方向相互交叉。

可以理解为，当冲击装置2在起始位置时，冲击装置2和涂层样品之间保持距离。第一驱动装置3可以驱动冲击装置2在第一方向上向第一目标位置运动，直至冲击装置2运动到第一目标位置以和涂层样品接触并施加冲击力。当冲击装置2在第一目标位置时，第二驱动装置4连接并驱动第一驱动装置3在第二方向上运动，以使第一驱动装置3连接的冲击装置2移动到第二目标位置。相比直接通过一个驱动装置实现第一方向和第二方向的驱动运动，第一驱动装置3和第二驱动装置4分别对冲击装置2在两个交叉方向的驱动，其成本更低、稳定性好，可以根据对第一方向和第二方向测试精度、力度的需求不同分别选用不同的驱动动力，例如第一驱动装置3选用气动，第二驱动装置4选用电动或油压驱动力。由此，在驱动过程中结构简单故障率小、便于进行不同配置，有效降低成本，特别适合涂层样品的冲击耐磨性的重复测试。

其中，第一驱动装置3和第二驱动装置4可以包括气缸、油缸和直线电机中的任意一种。当第一驱动装置3和/或第二驱动装置4由气缸提供驱动时，可以有效降低涂层测试设备的成本，冲击力的大小可以通过调节气缸的进气量的多少来进行调整；当第一驱动装置3和/或第二驱动装置4是直线电机提供驱动时，涂层测试设备中冲击装置2对涂层样品的冲击频率会更高，可以更进一步提升测试速度。

以第一方向为垂直于水平面的竖直方向为例，第二方向可以是水平方向。换言之，第一驱动装置3使冲击装置2沿竖直方向移动到第一目标位置，第一目标位置可以是使冲击装置2和承载在限位凹槽12内的涂层样品产生足够冲击力的位置；第二驱动装置4使冲击装置2沿水平方向移动到第二目标位置，当冲击装置2在第一目标位置时，冲击装置2沿水平方向移动到第二目标位置的过程中可以对涂层样品产生足够的摩擦力。或者，第一方向和第二方向也可以是非水平方向或垂直方向的倾斜方向。第一方向和第二方向只要满足相互交叉，就可以实现冲击装置2分别在第一方向和第二方向运动时在涂层样品上释放摩擦力和/或冲击力。优选的，所述第一方向与所述固定板11所在的平面垂直，所述第二方向与所述固定板11所在的平面平行。

公开号为US8402811B2的专利提供了一种兼顾涂层的冲击以及磨损疲劳的测试方法，但是由于设计的限制，样品相对冲击小球做弧线运动，导致样品与冲击小球间的接触面和冲击点的力是动态变化的，并且磨痕的形状不规则。这就无法准确量化冲击力以及磨痕宽度来科学判定材料的韧性及耐磨性。与之相比，应用本申请的涂层测试设备做测试时，通过设置在涂层测试设备上的第一驱动装置3和第二驱动装置4，使涂层样品同时接受冲击装置2施加在涂层样品在第一方向的冲击力和第二方向的摩擦力。本申请实施例的涂层测试设备可用于涂层样品的循环测试，即对涂层样品在预定测试路线的冲击韧性、耐磨性测试，无需购置具有单一测试性能的设备进行组合，操作简单，可以实现涂层样品的冲击韧性和耐磨性的综合测试，提高了测试效率。

在一具体应用中，参见图3和图4，对A、B、C三种涂层样品进行冲击耐磨性测试，分别将涂层样品放置在限位凹槽12内，冲击装置2于起始位置运动到第一目标位置、然后运动到第二目标位置、再复位至起始位置为预定测试路线的一测试周期，进行循环测试。以280次、1680次和5040次为三个循环测试阶段，并结合显微镜对涂层样品的表面形貌进行表征。

图3表征了经过不同测试周期后的三种涂层样品A、B和C的表面形貌。滑道的最左边可以清晰的显示出冲击点。由图3可见，三种涂层样品在冲击力下，均未出现破损，体现出其在此条件下比较好的韧性。

通过涂层样品表征的磨损形貌可看出，在相同循环测试次数下不同涂层的磨痕宽度，通过磨痕宽度与循环次数综合判断涂层样品的耐磨性。参见图4，涂层样品A在不小于2000次冲击次数的时候，磨痕宽度未发生变化且恒定保持在1000nm左右，显示出比较好的耐磨性；涂层样品B在不大于1700次冲击次数的时候，展现出较窄的磨痕宽度，磨痕宽度不大于700nm，当在1700次～2200次冲击次数时，磨痕宽度从700nm迅速上升到约1200nm，在不小于2200次冲击次数时，磨痕宽度未发生变化且恒定保持在1200nm左右；涂层样品C在不大于2200次冲击次数时，磨痕宽度上升缓慢，当不小于2200次冲击次数时，磨痕宽度从660nm迅速上升到1200nm，并且有继续上升的趋势。由上述分析可知，在不小于2200次冲击次数的条件下，由于涂层样品A的磨痕宽度恒定稳定在较窄的数值，耐磨性最好；涂层样品B的磨痕宽度恒定稳定在较宽的数值，耐磨性较差；涂层样品C的磨痕宽度随冲击次数的增加会不断变大，由于耐磨性不稳定，所以耐磨性较差，综合考虑耐磨性及耐磨稳定性，三种涂层的耐磨能力A>B>C。

通过对涂层样品表面进行扫描电镜和能谱分析可判断出涂层样品的粘料属性，涂层样品的磨损滑道上的黑色物质是涂层材料和摩擦副212（如冲击球等）的混合物以及摩擦时表面生成的氧化物。由图3可观察出，A涂层样品的摩擦滑道干净不粘料，B涂层样品的摩擦滑道粘料最多，可推断出，三种涂层样品的粘料属性由高到低为：B>C>A。

综合摩擦性能及粘料属性，可推断出，涂层样品A展现出较好的综合性能，其韧性好、耐磨、且不粘料。涂层样品B和C的韧性与涂层样品A相当，但是涂层样品B显现出相对较好的耐磨稳定性，但粘料严重。涂层样品C的耐磨稳定性不好，但是粘料属性仅次于涂层样品A且要好于涂层样品B。

由此，本申请实施例的涂层测试设备可以兼顾涂层样品的冲击以及磨损疲劳测试，智能化程度高。通过循环测试来综合评判涂层材料的冲击韧性、耐磨性以及与冲击装置2间的粘料特性，并可结合显微镜对测试后的涂层样品的表面形貌进行表征，并通过表面形貌分析判断涂层样品的失效状况，失效状况包括涂层样品是否产生疲劳裂纹、剥落、粘料等，从而可判断涂层样品是否失效而无法使用，明显提高判断的科学性和效率。

在一些实施方式中，所述冲击装置2可以包括摩擦单元21和调整单元22。所述摩擦单元21靠近所述固定板11一侧设置，用于和所述涂层样品接触。其中，所述摩擦单元21包括固定夹具211和摩擦副212，所述固定夹具211远离所述固定板11的一端设置在所述调整单元22上，所述固定夹具211靠近所述固定板11的一端设有容纳部，所述容纳部用于容纳所述冲击球，所述摩擦副212可以是球面摩擦副212、平面摩擦副212、弧面摩擦副212中的任意一种，例如是小球、销子、棒材等，摩擦副212的材质可以是金属、陶瓷、塑料等材质中的任意一种，根据涂层样品的测试对摩擦副212硬度、材质的要求进行选用，本申请不以此为限。所述球面摩擦副212是可更换的冲击球。相比于平面摩擦副212和弧面摩擦副212，球面摩擦副212有利于实现大载荷下的力学实验。

所述调整单元22连接所述摩擦单元21和所述第一驱动装置3，用于调整所述第一驱动装置3提供的所述冲击力的大小。其中，所述调整单元22可以包括上挡板221、下挡板223和弹性件222。所述上挡板221与所述第一驱动装置3固定连接，所述下挡板223与所述摩擦单元21固定连接，所述弹性件222设置于所述上挡板221和所述下挡板223之间。弹性件222可以是弹簧、弹片以及其他具备弹性可形变的结构中的任意一种。

当弹性件222是弹簧时，第一驱动装置3驱动所述冲击装置2在第一方向上向第一目标位置运动，随着摩擦单元21和涂层样品的接触，上挡板221和下挡板之间的弹簧溃缩增加，从而加大调整单元22对摩擦单元21的作用力，增加了摩擦单元21对涂层样品的冲击力；当第一驱动装置3驱动所述冲击装置2在第一方向上向第一目标位置的反方向运动，减少了上挡板221和下挡板之间的弹簧的溃缩，从而减少了对摩擦单元21的作用力，直至摩擦单元21对涂层样品的冲击力消失。在现实情况中涂层样品所接受的冲击力并不是刚性的，由此相比第一驱动装置3直接连接摩擦单元21以施加给涂层样品冲击力，设置包括弹性件222的调整单元22，能较好的模拟涂层样品在现实冲击力下的冲击韧性，提高涂层测试的科学性。

另外，通过调整弹性件222的参数，例如用户可以在上挡板221和下挡板223之间分别设置不同数量的弹簧，或者分别设置不同弹簧丝直径、弹簧外径、弹簧内径、节距、有效圈数和支撑圈数的弹簧，以实现调整施加到涂层样品上冲击力大小的目的。上述冲击力的调节方式，用户的学习成本低，便于推广应用。

在一些实施方式中，涂层测试设备还包括固定装置5、输入装置6和控制装置9（未图示）。所述固定装置5用于安装固定所述第二驱动装置4和所述承载装置1，所述输入装置用于设置所述涂层样品的测试条件。参见图5，所述控制装置9分别与所述输入装置6、所述第一驱动装置3和所述第二驱动装置4电性连接。

其中，固定装置5可以是可移动设备机架，第二驱动装置4和承载装置1设置在可移动设备机架上，涂层测试设备可以根据用户需要进行挪动、布置，人性化高。固定装置5也可以是固定在台面上的永久性装置，使涂层测试设备在涂层样品测试时的稳定性更好。

控制装置9可以为多种，例如是MCU、计算机和PLC控制器等。例如，控制装置9为MCU（Microcontroller Unit；MCU），又称单片微型计算机或者单片机，是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制，控制装置9可以采用STM32系列单片机。

通过输入装置6可以设置涂层样品的测试条件，测试条件可以包括多个维度，例如可以为两个维度：对涂层样品的冲击韧性和耐磨性测试，也可以为单维度，例如可以单独对涂层样品的冲击韧性进行测试，也可以单独对涂层样品的耐磨性测试。其中：两个维度测试中还可以对涂层样品的冲击韧性和耐磨性进行综合测试，综合测试的过程中：可以任意设置冲击韧性测试次数和耐磨性测试次数，并任意进行交叉。例如，测试条件一：可以设置冲击装置2于起始位置运动到第一目标位置、并运动到第二目标位置、再复位至起始位置为一测试周期，共运行1000个测试周期；测试条件二：还可以设置冲击装置2于起始位置运动到第一目标位置，暂停1秒后冲击装置2运动到起始位置，然后冲击装置2再于起始位置运动到第一目标位置，再在第二驱动装置4的驱动下运动到第二目标位置，再复位至起始位置为一测试周期，共运行500个测试周期。测试条件不以此为限。

其中，输入装置6可以是键盘或类似键盘的硬件输入装置6以及触摸屏等可以实现用户对涂层测试参数进行设置的设备，本申请不以此为限。

具体的，所述涂层测试设备还可以包括压力感应装置7，所述压力感应装置7设置于所述固定板11的下方并与所述控制装置9电性连接，用于感应所述冲击装置2在所述第一目标位置时提供的冲击力的实时数据并输出；所述控制装置9还用于接收所述冲击力的实时数据。其中，压力感应装置7也可以用于感应涂层样品所接受到的摩擦力的大小，并实时输出。

通过压力感应装置7，用户可以实时获取涂层样品上所接受的冲击力、摩擦力的大小，特别是对多个涂层样品进行比对测试时，可能因为多个涂层样品的厚度等不同造成所接受到的冲击力和/或摩擦力的大小不同。可以根据压力感应装置7所测得的压力数据对第一驱动装置3和/或第二驱动装置4、调整单元22进行调整，以使多个涂层样品能在相同大小的冲击力和/或摩擦力下进行测试，提高测试的科学性。

具体的，所述涂层测试设备还可以包括定位装置10，用于所述冲击装置2在所述第二目标位置的定位。当第二驱动装置4是气缸时，定位装置10可以是缓冲器，当冲击装置2在第二目标位置时，定位装置10可以和第一驱动装置3的一部分进行接触，以使第一驱动装置3在第二方向的运动能更稳定的停止，从而确保冲击装置2在第二目标位置的精确定位。

具体的，所述涂层测试设备还可以包括显示装置8，所述显示装置8和所述控制装置9电性连接，所述显示装置8用于显示所述涂层测试设备的工作状态。显示装置8也可以是触摸屏，以集成输入装置6的输入功能，可以实现用户对涂层测试参数进行设置和设定参数的显示，使涂层测试设备的构造更简洁。

本申请还提供了一种涂层测试方法，采用如上述实施方式中所述的涂层测试设备，以用于涂层样品的冲击耐磨性测试，参见图6，包括步骤S1~S4。

步骤S1、控制冲击装置2从起始位置运动至第一目标位置，使所述冲击装置2在涂层样品上持续释放冲击力。具体的，控制装置9接收指令控制第一驱动装置3驱动冲击装置2从起始位置沿第一方向运动至第一目标位置以使冲击装置2和涂层样品接触，使所述冲击装置2在涂层样品上持续释放冲击力。

步骤S2、控制冲击装置2运动至第二目标位置，使所述冲击装置2在所述涂层样品上持续释放摩擦力。具体的，控制装置9接收指令控制第二驱动装置4驱动第一驱动装置3在第二方向上运动，以使与第一驱动装置3连接的冲击装置2从第一目标位置沿第二方向运动到第二目标位置，使所述冲击装置2在所述涂层样品上持续释放摩擦力，从而实现对涂层样品的耐磨性测试。

步骤S3、如果满足所述涂层样品的循环冲击耐磨测试次数，则执行步骤S4，如果不满足，则依次重复步骤S1和步骤S2。其中，涂层样品的冲击耐磨测试中可以分析冲击次数与涂层样品的韧性的关系，也可以分析冲击次数、冲击力度的结合与涂层样品的韧性的关系，还可以分析冲击次数、冲击时间的结合与涂层样品的韧性的关系等。

步骤S4、控制所述冲击装置2复位至所述起始位置。具体的，控制装置9接收指令控制第一驱动装置3驱动冲击装置2从第二目标位置沿第一方向运动至第三目标位置，然后控制装置9接收指令控制第二驱动装置4驱动第一驱动装置3在第二方向上运动，以使与第一驱动装置3连接的冲击装置2从第三目标位置沿第二方向运动到起始位置。

上述涂层测试方法中，步骤S1至步骤S2可循环进行。以实现对涂层样品承受多次冲击和摩擦后的涂层样品耐磨性和韧性的综合评估，从而科学的判断涂层样品的韧性及耐磨性。

进一步的，第一驱动装置3、第二驱动装置4、调整单元22、摩擦单元21、为如下结构时：第一驱动装置3包括第一气缸、第一滑轨31、第二滑轨时，第二驱动装置4包括第二气缸，调整单元22包括上挡板221、下挡板223以及连接上挡板221和下挡板223的弹簧，摩擦单元21包括冲击球以及固定冲击球的固定夹具211。本申请的涂层测试设备的一个循环工作周期的测试原理如下，即执行上述步骤S1、S2、S4，且以第一方向为垂直于水平面的竖直方向为例，第二方向是垂直于竖直方向的水平方向：第一气缸沿竖直方向从起始位置向下运动，即第一气缸沿第二滑轨向下运动，驱动上挡板221压缩弹簧，弹簧的反作用力作用在下挡板223上，下挡板223与冲击球的固定夹具211连接，从而驱动固定在固定夹具211上的冲击球沿竖直方向向下垂直运动，当冲击球与固定在涂层测试设备上的涂层样品接触时，即冲击装置2运动到第一目标位置时，对涂层样品的表面产生冲击，向涂层样品释放冲击力，完成对涂层样品的一次韧性测试；第二气缸驱动第一气缸沿水平方向向左运动，即使第一气缸沿第一滑轨31向左做水平运动，使冲击球在涂层样品表面产生摩擦，从而向涂层样品表面释放摩擦力，当第一气缸运动到第二目标位置时即停止，完成对涂层样品的一次耐磨性测试，而后第一气缸沿竖直方向向上运动，即第一气缸沿第二滑轨向上运动，当冲击装置2运动到第三目标位置时，第二气缸驱动第一气缸沿水平方向向右运动，即使第一气缸沿第一滑轨31向右做水平运动，使冲击装置2回归到起始位置。由此，冲击球就完成了对涂层样品表面的一个冲击和耐磨性测试。上述涂层测试设备中，冲击力的大小可以通过调节气缸的进气量的多少和弹簧规格来决定。

在一些实施方式中，可以这样理解：第一目标位置是冲击装置2的摩擦单元21与涂层样品接触并向涂层样品产生冲击力的位置，第二目标位置是冲击装置2的摩擦单元21与涂层样品持续摩擦后处于停止状态的位置，第三目标位置是便于冲击装置2在第二方向恢复到起始位置时，冲击装置2在第一方向上所处的位置。

参见图7，具体的，上述涂层测试方法还可以包括在步骤S1和步骤S2之间的步骤S5和步骤S6。

步骤S5、如果满足冲击装置2的预设冲击次数，则执行步骤S2，如果不满足，则依次重复步骤S1和步骤S6。

步骤S6、控制所述冲击装置2向所述第一目标位置的反向运动到起始位置。

具体的，预设冲击次数可以是100次、200次、300次等，其中：一次冲击指的是使冲击装置2从起始位置到第一目标位置实现对涂层样品的一次冲击测试。上述测试方法增加了对涂层样品的韧性和耐磨性测试的维度，从而能较科学的判断涂层样品的韧性和耐磨性，为涂层样品的可应用环境提供重要依据。

参见图8，具体的，上述涂层测试方法还可以包括在步骤S2和步骤S3之间的步骤S7和步骤S8。

步骤S7、如果满足冲击装置2的预设摩擦次数，则执行步骤S3，如果不满足，则依次重复步骤S2和步骤S8。

步骤S8、控制所述冲击装置2向所述第二目标位置的反向运动到第一目标位置。

具体的，预设摩擦次数可以是100次、200次、300次等，其中：一次摩擦指的是使冲击装置2从第一目标位置到第二目标位置实现对涂层样品的一次摩擦测试。上述测试方法也增加了对涂层样品的韧性和耐磨性测试的维度，从而能较科学的判断涂层样品的韧性和耐磨性，为涂层样品的可应用环境提供重要依据。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种涂层测试设备，用于涂层样品的冲击耐磨性测试，其特征在于，包括：

承载装置，所述承载装置包括固定板，在所述固定板上固定所述涂层样品；

冲击装置，所述冲击装置设置在所述固定板的上方的起始位置，用于在所述涂层样品上释放摩擦力和/或冲击力；

第一驱动装置，所述第一驱动装置的一端连接所述冲击装置，所述第一驱动装置用于驱动所述冲击装置在第一方向上运动到第一目标位置，以提供所述冲击力；

第二驱动装置，所述第二驱动装置连接所述第一驱动装置并作用于所述冲击装置，所述第二驱动装置用于驱动所述冲击装置在第二方向上运动到第二目标位置，以提供所述摩擦力；

所述第一方向和所述第二方向相互交叉。

2.如权利要求1所述的涂层测试设备，其特征在于，所述第一方向与所述固定板所在的平面垂直，所述第二方向与所述固定板所在的平面平行。

3.如权利要求1或2所述的涂层测试设备，其特征在于，所述冲击装置包括：

摩擦单元，所述摩擦单元靠近所述固定板一侧设置，用于和所述涂层样品接触；

调整单元，所述调整单元连接所述摩擦单元和所述第一驱动装置，用于调整所述第一驱动装置提供的所述冲击力的大小。

4.如权利要求3所述的涂层测试设备，其特征在于，所述摩擦单元包括固定夹具和摩擦副，所述固定夹具远离所述固定板的一端设置在所述调整单元上，所述固定夹具靠近所述固定板的一端设有容纳部，所述容纳部用于容纳冲击球，所述摩擦副是球面摩擦副、平面摩擦副、弧面摩擦副中的任意一种。

5.如权利要求4所述的涂层测试设备，其特征在于，所述球面摩擦副是可更换的冲击球。

6.如权利要求3所述的涂层测试设备，其特征在于，所述调整单元包括上挡板、下挡板和弹性件；

所述上挡板与所述第一驱动装置固定连接，所述下挡板与所述摩擦单元固定连接，所述弹性件设置于所述上挡板和所述下挡板之间。

7.如权利要求2所述的涂层测试设备，其特征在于，还包括固定装置、输入装置和控制装置；

所述固定装置用于安装固定所述第二驱动装置和所述承载装置，所述输入装置用于设置所述涂层样品的测试条件，所述控制装置分别与所述输入装置、所述第一驱动装置和所述第二驱动装置电性连接。

8.如权利要求7所述的涂层测试设备，其特征在于，还包括压力感应装置，所述压力感应装置设置于所述固定板的下方并与所述控制装置电性连接，用于感应所述冲击装置在所述第一目标位置时提供的冲击力的实时数据并输出；

所述控制装置还用于接收所述冲击力的实时数据。

9.如权利要求7所述的涂层测试设备，其特征在于，还包括定位装置，用于所述冲击装置在所述第二目标位置的定位。

10.如权利要求7所述的涂层测试设备，其特征在于，还包括显示装置，所述显示装置和所述控制装置电性连接，所述显示装置用于显示所述涂层测试设备的工作状态。

11.一种涂层测试方法，其特征在于，采用如权利要求1-10任一项所述的涂层测试设备，以用于涂层样品的冲击耐磨性测试，包括以下步骤：

S1、控制冲击装置从起始位置运动至第一目标位置，使所述冲击装置在涂层样品上持续释放冲击力；

S2、控制冲击装置运动至第二目标位置，使所述冲击装置在所述涂层样品上持续释放摩擦力；

S3、如果满足所述涂层样品的循环冲击耐磨测试次数，则执行步骤S4，如果不满足，则依次重复步骤S1和步骤S2；

S4、控制所述冲击装置复位至所述起始位置。

12.如权利要求11所述的涂层测试方法，其特征在于，还包括在步骤S1和步骤S2之间的步骤S5和步骤S6；

S5、如果满足冲击装置的预设冲击次数，则执行步骤S2，如果不满足，则依次重复步骤S1和步骤S6；

S6、控制所述冲击装置向所述第一目标位置的反向运动到起始位置。

13.如权利要求11所述的涂层测试方法，其特征在于，还包括在步骤S2和步骤S3之间的步骤S7和步骤S8；

S7、如果满足冲击装置的预设摩擦次数，则执行步骤S3，如果不满足，则依次重复步骤S2和步骤S8；

S8、控制所述冲击装置向所述第二目标位置的反向运动到第一目标位置。

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