CN203216830U

CN203216830U - 一种氧化铁皮附着力的测量装置

Info

Publication number: CN203216830U
Application number: CN 201320092539
Authority: CN
Inventors: 李华; 于洋; 王畅; 徐海卫; 李飞
Original assignee: Shougang Corp
Current assignee: Shougang Group Co Ltd
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2023-02-28

Abstract

本实用公开了一种氧化铁皮附着力的测量装置，包含拉伸实验机，所述拉伸实验机包含上拉模和下拉模，还包含：与所述上拉模连接的上卡具；与所述下拉模连接的下卡具；所述上卡具或下卡具与待测试样二者的表面通过强力粘结剂连接，所述强力粘结剂的胶接失效形式为母材失效。本实用新型提供的氧化铁皮附着力的测量装置，将上卡具或下卡具与待测试样二者的表面通过强力粘结剂连接，并且在使用拉伸试验机的拉伸过程中，所述强力粘结剂的胶接失效形式为母材失效，从而使得到的氧化铁皮附着力的测量结果准确、直接。

Description

一种氧化铁皮附着力的测量装置

技术领域

本实用新型涉及带钢表面质量技术领域,，特别涉及一种氧化铁皮附着力的测量装置。

背景技术

钢铁材料与周围某些介质（如空气、水等）接触，会发生氧化反应，在材料的表面形成一层氧化物，或称为氧化铁皮。氧化铁皮的性能，尤其是氧化铁皮与基体间的结合强度（即氧化铁皮附着力）对于后续生产环节以及产品质量都有着重要的影响。

目前氧化铁皮粘附力的测量方法主要有弯曲法、刀割法、划圈法、划痕法、压痕法、显微压入法、酸洗法。弯曲法通过试样弯折后掉落的氧化铁皮质量表征氧化铁皮的附着力，但实际测量中弯曲力的大小不容易控制，并且与材料的形状、尺寸有较大的关系。刀割法、划圈法、划痕法借鉴了涂层附着力测量技术，因此多用于测量紧贴于基体的薄层氧化铁皮。压痕法是通过将压头压在膜面上使得基体形变产生表面张力的原理进行测量，需要结合复杂的理论计算得到结果，并且对于测量硬、脆的氧化铁皮有一定的局限性。显微压入法是利用显微硬度计测量氧化铁皮在金属基体不同区域的硬度表征氧化铁皮不同层之间以及氧化铁皮与基体之间的结合力大小，对于界面位置有较高的定位要求。酸洗法为化学测量方法，由于酸洗效果不仅与氧化铁皮粘附力有关，也与氧化铁皮成分、质量有关，所以该方法只能定性判断附着力的大小。但是上述现有的测量方法的适用性不广，并且大多数只能给出半定量或者间接的数据结果，不利于细致深入研究钢铁表面氧化铁皮问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种氧化铁皮附着力的测量装置，解决了现有的氧化铁皮附着力的测量装置存在的只能给出半定量或者间接的测量结果的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种氧化铁皮附着力的测量装置，包含拉伸实验机，所述拉伸实验机包含上拉模和下拉模，还包含：

与所述上拉模连接的上卡具；

与所述下拉模连接的下卡具；

所述上卡具或下卡具与待测试样二者的表面通过强力粘结剂连接，所述强力粘结剂的胶接失效形式为母材失效。

进一步地，所述强力粘结剂包含在加热条件下固化的环氧树脂。

进一步地，所述上卡具包含卡于所述上拉模底端的小圆盘，通过所述上拉模的开口槽的圆柱体，与所述待测试样表面接触的大圆盘。

进一步地，所述下卡具包含卡于所述下拉模底端的小圆盘，通过所述下拉模的开口槽的圆柱体，与所述待测试样接触的大圆盘。

进一步地，当所述上卡具与待测试样二者的表面通过强力粘结剂连接时，所述下卡具与待测试样通过螺栓连接。

进一步地，所述螺栓连接的数量至少包含两个。

本实用新型提供的氧化铁皮附着力的测量装置，将上卡具或下卡具与待测试样二者的表面通过强力粘结剂连接，并且在使用拉伸试验机的拉伸过程中，所述强力粘结剂的胶接失效形式为母材失效，从而使得到的氧化铁皮附着力的测量结果准确、直接。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的氧化铁皮附着力的测量装置中圆形待测试样的立体图；

图2是本实用新型实施例提供的氧化铁皮附着力的测量装置中上卡具、下卡具与待测试样连接的立体示意图；

图3是本实用新型实施例提供的氧化铁皮附着力的测量装置的立体示意图；

图4是本实用新型实施例提供的氧化铁皮附着力的测量装置的纵切剖面示意图。

具体实施方式

参见图3和图4，本实用新型提供的一种氧化铁皮附着力的测量装置，包含拉伸试验机以及上卡具2、下卡具4，拉伸实验机包含上拉模1和下拉模5。上卡具2包含卡于上拉模1底端的小圆盘，通过上拉模1的开口槽的圆柱体，以及与待测试样3表面接触的大圆盘。下卡具4包含卡于下拉模5底端的小圆盘，通过下拉模5的开口槽的圆柱体，以及与待测试样3表面接触的大圆盘。其中，下卡具4的大圆盘底面积要大于上卡具的大圆盘底面积，并且下卡具的大圆盘上开有对称的通孔，用于后续的螺栓连接固定，所述螺栓连接的数量至少包含两个。上卡具的大圆盘的下表面与待测试样的表面通过强力粘结剂连接，该强力粘结剂的胶接失效形式为母材失效。上卡具2、下卡具4与待测试样3的连接关系，如图2所示。

待测试样的制作如下。首先，必须取平整并且厚度均匀的试样作为待测试样。其次，由于测定的附着力是以单位面积进行衡量，所以对待测试样的具体厚度、测试面积没有要求。考虑拉伸实验中力的平衡问题以及卡具的形状和固定方式，待测试样的底面形状可以是圆形、长方形和正方形，参见图1所示的圆形待测试样。待测试样的中心要与两个卡具的中心重合。对于待测试样，其底面至少能覆盖位于下卡具大圆盘中心两侧的两个孔，使得待测试样与下卡具能够进行固定。第三，在待测试样上开设通孔，通孔大小和布置与下卡具对应孔一致。第四，用酒精或丙酮对试样进行表面清洁。

本实用新型提供的氧化铁皮附着力的测量装置，强力粘结剂的选择极其重要。胶接失效一般有4种典型形式：胶层失效、界面失效、母材失效和混合失效。由于实验中测量的是氧化铁皮与铁基体剥离时的拉力，所以胶接失效形式应当是母材失效。这就要求强力粘结剂有足够的抗拉强度，一般可选用加热固化的环氧树脂胶系列。

使用本实用新型提供的氧化铁皮附着力的测量装置，如下：

（1）固定待测试样与下卡具。将待测试样中心与下卡具中心对齐，并使二者对应的通孔对齐，并用螺栓和螺母将二者进行固定；

（2）固定待测试样与上卡具。将待测试样与上卡具的中心对齐，将强力粘接胶均匀涂于接触面积上，并尽量保证每次实验涂抹的强力粘结剂厚度一致，从而将两表面粘合。在待测试样表面用记号笔绘制出一个标志选区，直接测量出其实际面积S₀，用于后续拉脱面积的计算；

（3）静置固化。根据强力粘接胶的要求将其常温或高温静置一段时间，使结合强度达到最高；

（4）将上、下卡具及待测试样置于上、下拉模中，进行拉伸实验。记录氧化铁皮与基体分离时的拉力G；

（5）拍摄拉脱后待测试样表面的照片，并将图片导入photoshop中，分别测量氧化铁皮拉脱部分和标志部分的像素，则实际拉脱面积

其中，S₀表示标志部分的面积，S₁表示拉脱部分的面积，P₀表示标志部分的像素，P₁表示拉脱部分的像素；

（6）通过公式F＝G/S₁，即可得到氧化铁皮的附着力数值F（单位为N/cm²或者换算为MPa）。其中，力的单位均为牛顿（N），面积的单位为平方厘米（cm²）。

以下是应用本实用新型提供的氧化铁皮附着力的测量装置具体实施例：

1、制作上卡具。上卡具与试样的接触面要平整、光滑，并要保证能与上拉模进行装配；

2、制作下卡具。下卡具形状与上卡具相似，下卡具与试样的接触面积要大于上卡具。在下卡具上开设有四个对称通孔。注意，通孔的位置要保证装配时通孔离上卡具边缘有一定距离。在本实施例中，下卡具与试样接触的圆盘面直径为60mm，通孔直径为4mm，对称位于圆盘中心两侧，且二者与中心的距离为22mm。上卡具与试样接触的圆盘面直径为30mm。这样，保证了后续装配不受影响；

3、制作试样。试样底面为8cm×2cm长方形，标志选区选为整个底面，故S₀＝16cm²；

4、固定试样与下卡具。将下卡具与试样的通孔对齐，用螺栓、螺母固定；

5、粘结试样与上卡具。选用某公司生产的橡胶增韧的环氧树脂胶，按照其工艺要求，在160℃保温半小时使其固化；

6、将卡具与试样组合体安装于拉伸实验机的上、下拉模上，进行拉伸实验。记录试样破坏时的最大拉力G=3581N；

7、将破坏后的试样进行拍照，并将图片导入photoshop中，分别测量氧化铁皮拉脱部分和标志部分的像素。得到结果：P₁=51191；P₀=993305，则

S_{1} = \frac{P_{1}}{P_{0}} \times S_{0} = 0.825 {cm}^{2} .

8、计算得到氧化铁皮附着力F＝G/S₁=4340.6N/cm²=43.406MPa。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.一种氧化铁皮附着力的测量装置，包含拉伸实验机，所述拉伸实验机包含上拉模和下拉模，其特征在于，还包含：

与所述上拉模连接的上卡具；

与所述下拉模连接的下卡具；

2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述强力粘结剂为在加热条件下固化的环氧树脂。

3.如权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述上卡具包含卡于所述上拉模底端的小圆盘，通过所述上拉模的开口槽的圆柱体，与所述待测试样表面接触的大圆盘。

4.如权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述下卡具包含卡于所述下拉模底端的小圆盘，通过所述下拉模的开口槽的圆柱体，与所述待测试样接触的大圆盘。

5.如权利要求1至4任一项所述的测量装置，其特征在于，当所述上卡具与待测试样二者的表面通过强力粘结剂连接时，所述下卡具与待测试样通过螺栓连接。

6.如权利要求5所述的测量装置，其特征在于，所述螺栓连接的数量至少包含两个。