JPH03191847A - 表面加工皮膜の剪断密着強度測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は溶射、蒸着、メツキ等の表面加工法により作
製された皮膜の密着力試験法に係り、皮膜全体に均一に
剪断応力をかけて剪断密着強度を高精度で測定し得る方
法に関する。

従来の技術 溶射、蒸着、メツキ等の表面加工法により作製した皮膜
の剪断密着強度の測定方法としては、従来第４図および
第５図に示す方法が知られている。

第４図に示す方法は、円筒形の棒材分用いた試験片（１
１）の中央部に所定幅の皮膜（１２）を作製し、これを
ダイス（１３）中に圧縮挿入し、ダイス（１３）のエツ
ジで皮膜界面に剪断剥離を起こさせて密着力を求める方
法である。

第５図に示す方法は、試験片に板材を用いて剪断密着強
度を測定する方法であり、表面に皮膜（２２）を作製し
た２枚の鋼板（２１）を用い、皮膜表面を互いに合せて
接着剤（２３）で接合し、それらに引。

張荷重を加えて皮膜剥離を起こさせて密着力を求める方
法である。

しかし、これらの試験方法には、次に記載する欠点があ
る。

すなわち、円筒形の棒材を用い、ダイスにて皮膜界面に
剪断剥離を起こさせる第４図に示す方法は、皮膜を作製
した円筒形試験片をダイスに押込んだ場合、ダイスのエ
ツジが皮膜と試験片の界面に均等に当らず、皮膜の密着
強度ではなく、皮膜または試験片自体を削る値が密着強
度として測定される可能性が大きく、また仮に、皮膜と
試験片の界面に沿って皮膜が剥離したとしても、部分的
に剥離を進行させてしまい、その値はダイスの押込速度
に依存することにより、剪断密着強度の定義である［剪
断剥離を引き起こす単位面積当りの強さＪを求めること
はできない。

また、第５図に示す板状試験を用いる方法では、皮膜に
剪断剥離を起こさせる引張力に曲げモーメントがかかる
可能性があり、剪断力のみならず垂直方向の力が加わっ
た値が測定される場合がある。

さらにこの方法の場合は、接着剤層の厚さが均一であっ
ても、皮膜端部に応力集中が生じ易く、皮膜および接着
剤層に均一な剪断力分布が得られず、皮膜端部から剥離
が起こると剥離を界面に添って進行させる力を求めるこ
とになる。したがって、この値も剥離進行速度に依存す
ることになり、前記定義通りの剪断密着強度を求めるこ
とができない。

発明が解決しようとする課題 第４図および第５図に示す従来の剪断密着強度測定方法
は、前記した通りいずれも皮膜と試験片との界面に均一
に剪断力を付与することができないため、正確な測定値
が得られないという欠点がある。

この発明はこのような実情よりみて、皮膜端部に局部的
な応力集中が生じなく皮膜全体に均一な剪断力を付与し
て、剪断密着強度を高精度で測定することができる剪断
密着強度測定方法を提案しようとするものである。

課題を解決するための手段 この発明者は、皮膜端部に応力集中を生じない剪断密着
強度の測定方法について種々検討した結果、測定する皮
膜面を円筒状にすることによって応力集中の生ずる端面
が存在しないこと、円筒状に作製した皮膜全体を筒体に
挿入することによって測定面全体に均一に剪断力を付与
することができることを知見し、剪断密着強度を精度よ
く測定し得る方法を見い出した。

すなわち、この発明は円筒形の試験片に所定幅の皮膜を
円周全体に形成し、該皮膜表面に接着剤を塗布して円筒
治具に挿入し、試験片と円筒治具とを接合した状態で当
該試験片と円筒治具をそれぞれ相反する方向に回転させ
て剪断密着強度を測定する方法を要旨とするものである
。

作　　　　用 円筒形試験片に皮膜を作製する場合は、当該試験片の端
部全周に皮膜を形成した後、試験片端部から一定幅の皮
膜が得られるように余分な皮膜部を削除して一定幅の円
筒形皮膜を作成する。

試験片を挿入する円筒治具の内径は、試験の外。

径よりやや大きい。この円筒治具の内径と試験片の外径
の差は、皮膜および接着剤層の厚さによって決定される
が、実際的には円筒治具の内径は皮膜部より０．１〜０
．２ｍｍ程度大きくするのが好ましい。

試験片を円筒治具に挿入する場合は、挿入動作が円滑、
迅速に行なえるように、円筒治具の方を接着剤に影響し
ない程度の温度（通常６０〜７０℃）に加熱して挿入孔
径をやや大きめにする。

試験片の皮膜表面全体に接着剤を塗布して円筒治具に挿
入した後、円筒治具が冷えかつ接着剤が固まると、試験
片と円筒治具をそれぞれ反対方向に回転させる。

試験片と円筒治具は皮膜全体に塗布した接着剤にて完全
に接合されているので、試験片と円筒治具を相反する方
向に回転させると皮膜全体にわたって均一に剪断力がか
かる。

皮膜の密着剪断強度は、皮膜に剪断剥離が生じた時点に
おけるトルクを測定することによって求めることができ
る。

実　　施　　　例 第１図はこの発明の一実施例を示す工程図である。

すなわち、この発明の剪断密着強度測定方法は、まず円
筒形試験片（１）に−例として溶射ガン（２）にて円周
全体に溶射皮膜（３）を作製する。

次に、円筒形試験片（１）に作製した溶射皮膜（３）か
ら一定幅の測定用皮膜（３−１）を得るため、余分な皮
膜を削除する。

円筒形試験片（１）から余分な皮膜を削除すると、当該
測定用皮膜（３−１）の表面全体に接着剤（４）を塗布
する。

続いて、測定用皮膜（３−１，）に接着剤（４）を塗布
した試験片り１）を、予め所定の温度に加熱した円筒治
具（５）に挿入する。

試験片（１）の円筒治具（５）への挿入を完了し接着剤
が固化して試験片と円筒治具とが接合すると、試験片（
１）と円筒治具（５）をそれぞれ相反する方向に回転さ
せて、測定用皮膜（３−１）が剥離する時点でのトルク
を測定し剪断密着強度を求める。

次に、上記第１図に示す方法にて溶射皮膜の剪断密着強
度の測定結果について説明する。

溶射材料としては、８０％Ｎｉ−２０％Ｃｒ合金粉末を
用い、円筒形試験片および円筒治具には一般構造用圧延
鋼（ＳＳ４１）　　を用い、かつ試験片は表面処理によ
り表面粗さＲ２を約６０μｍとした。

溶射方法としては、粉末式ガストーチを用い、酸素流量
１４００１／ｈｒ、アセチレン流量９８０１／ｈｒの溶
射条件で行なった。

作製した溶射皮膜は、膜１！０．５土０．　Ｑ２ｍｍ、
幅５０、０ｍｍ、円周の長さ２３８．８ｍｍである。

この溶射皮膜の上に層厚０．２ｍｍの接着材層を形成し
、内径７６、２ｎｕ＋＋の鋼製円筒治具に挿入し、試験
片と円筒治具に対し相反する方向に回転力を付与して剪
断密着強度を測定した結果を第２図に示す。

なお第２図には比較のため、第３図に示すごとく皮膜帯
を２分割したもの（Ａ）と４分割したもの（Ｂ）につい
て同様の剪断密着強度試験を行なった結果と、従来法と
して第５図に示す板状試験片を用い、溶射皮膜の幅５０
．０ｍｍｍ　、ラップ長さ６０．０ｍｍで剪断密着強度
試験を行なった結果を併せて示す。

第３図の結果より、従来法では測定値のばらつきが大き
く、しかも低目に出ている。これに対し、第３図（Ａ）
に示す２分割皮膜の場合、ラップ長は板状試験片を用い
た従来法と同じ長さであるにもかかわらず、円周−様に
締めつけることにより応力集中がやや緩和できて、測定
値のばらつきが小さく、かつ高い値となっている。さら
に、分割を多くしてラップ長さを短かくした第３図（Ｒ
３）の場合は、測定値は高くなるが、ばらつきが大きく
なっている。

これに対し、本発明法の場合は皮膜の端部が存在しない
ため、測定値のバラツキが極めて小さくしかも高い値が
得られていることから、高精度測定が可能であることを
示しでいる。

発明の詳細 な説明したごとく、この発明方法によれば、皮膜と試験
片との界面に応力集中を生：二させることなく皮゛膜全
体に均一に剪断荷重をかけることができるので、皮膜の
剪断密着強度を高精度に測定することができ、溶射皮膜
、蒸着皮膜、溶融亜鉛メツキ皮膜等の表面加工皮膜の性
能評価に大きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す工程図、第２図は同
」二に示す方法により行なった剪断密着強度測定結果を
示す図、第３図は同上の剪断密着強度試験における測定
用皮膜を示す図で、（Ａ）は２分割皮膜を、（Ｂ）は４
分割皮膜をそれぞれ示す。 第４図、第５図は従来の剪断密着強度測定方法を示す図
で、第４図は試験片に円筒形の棒材を用いた測定方法、
第５図は試験片に板材を用いた測定方法をそれぞれ示す
。 １・・・円筒形試験片　　　　２・・・溶射ガン３・・
・溶射皮膜　　　　　　４・・・接着剤５・・円筒治具

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円筒形の試験片に所定幅の皮膜を円周全体に形成し、該
   皮膜表面に接着剤を塗布して円筒治具に装入し、試験片
   と円筒治具とを接合した状態で当該試験片と円筒治具を
   それぞれ相反する方向に回転させて剪断密着強度を測定
   することを特徴とする、表面加工皮膜の剪断密着強度測
   定方法。