JPS59173731A - 薄膜摩耗試験方法および装置 - Google Patents

薄膜摩耗試験方法および装置

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JPS59173731A
JPS59173731A JP4787883A JP4787883A JPS59173731A JP S59173731 A JPS59173731 A JP S59173731A JP 4787883 A JP4787883 A JP 4787883A JP 4787883 A JP4787883 A JP 4787883A JP S59173731 A JPS59173731 A JP S59173731A
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JP
Japan
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test piece
test
thin film
abrasion
abrasive
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Pending
Application number
JP4787883A
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English (en)
Inventor
Takao Nakamura
孝雄 中村
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/56Investigating resistance to wear or abrasion

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 この発明はアルミニウム陽極酸化皮膜、電気めっき等の
金属皮膜やプラスチック等の薄膜の耐摩耗性を見るだめ
の薄膜摩耗試験方法およびその実施のだめの装置に関す
る。
H升責づFぢH附→−〔発明の背景〕 従来のアルミニウム陽極酸化皮膜や電気めっき等の金属
皮膜に対する耐摩耗性の試験方法を実施するだめの装置
を示す第1図および試験片を研磨する部分を拡大した第
2図について説明する。上記の試験方法は、JIS−H
8682によって規格化され、これに基づいた試験装置
が種々市販されている。以下、該試験装置の一例につい
て述べると1、約5On〕1:m×70mmの大きさの
試験片1を支持する試験片押え板2、研磨紙6を接着し
た摩耗輪4、該摩耗輪4を0.9°すつ回動さぜるステ
ップモータ(図示せず)、上記試験片1の位置合せをす
る案内定規5および試験片取付台6を往復動させるモー
タ7、上記摩耗輪4が上記試験片1に一定の圧力を与え
るだめの天秤機構による荷重おもシ8および該荷重調整
用つまみ9から構成される装置上記ステノプモークは、
上記試験片1が1往復するごとに0.9°ずつ回動する
上記の構成において薄膜の耐摩耗性を試験するためには
、研磨紙(JISのCC#ろ20相当のもので、幅12
mmx長さ158 mmの大きさのものの裏面に接着剤
を塗布したもの)6を、摩耗輪4の外周に接着し、試験
片1を試験片取付台乙に設置して試験片押え板2を被せ
、荷重調整用つまみ9により予め設定した荷重で摩耗輪
4を試験片1に押し付けて、該試験片1の往復運動と摩
耗輪4の回動により摩耗試験を行うもので、上記試験法
には、つぎの欠点がある。
(1)試験片1の往復運動と摩耗輪4の間けつ回動によ
る摩耗試験であるだめ、摩耗面が常時一定の状態を維持
できないという欠点があった。すカわち、試験片1が反
復するたびに摩耗輪4が0.9゜回動する方式であるか
ら、摩耗摺動力向に対して研磨紙6の砥粒切刃の状態が
異なり、かつ研磨紙6と試験片1との相対速度も異なる
ため、均一な摩耗面を得ることが難しく、まだ試験片1
の材質や表面状態の変化によって摺動抵抗が異なるため
、摩耗輪4の0.9°の回動精度を維持することが困難
であった。
(2)上記寸法の研磨紙6を摩耗輪4の外周に接着し、
試験片1の1往復に対して0.9°回動させる構成であ
るため、長時間の摩耗試験を行うことができず、また研
磨紙6が偏摩耗を生じないように摩耗輪4に慎重に接着
する必要があり、研磨途中における研磨紙6の剥離に対
する処置や洗浄等を必要とするだめ、能率が悪かった。
(乙)  試験片1の着脱については、試験片1を案内
定規5に当てて位置合せをしてから試験片押え板2を被
せて固定するだめ、試験片1を所定の寸法に加工する必
要があシ、該試験片1の作成や着脱に多くの時間を要し
だ。
(4)従来の研磨紙(J I S )CC#320、#
4oO等)6では砥粒径が大きく、薄膜(例えば厚さ1
μm前後)や軟質膜の摩耗試験に対しては試験片1の皮
膜の減耗量が多過ぎるため、安定した試験結果が得られ
なかった。
(5)荷重おもり8を用いた天秤機構による荷重調整を
行なっているため、摩耗試験中における荷重調整が難し
かった。
〔発明の目的〕
、この発明の目的は、アルミニウム陽極酸化皮膜や電気
めっきまだはプラスチックなどの厚さ10μIη以下の
薄膜の耐摩耗性を十分、再現性のある高精度な試験方法
およびその実施のだめの装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
要するにこの発明は、上記試験片を常に新しい研磨面に
よって摩耗させることができるように、研磨テープを連
続的に供給し、試験片の摩耗によって剥離した摩耗粉が
常時除去されるように、試験片を垂直にして、上記摩耗
粉を使用済みの研磨テープと一緒に排出させるとともに
、一定条件で摩耗試験を行うことができるように、研磨
テープの研磨面に対して試験片を回転摺動させるもので
ある。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を第6図および第4図によシ
説明する。第1図は、この発明の摩耗試験装置の一部破
断正面図、第2図は、同平面図を示し、上記従来例と同
一または同等の部位には同一の符号を付ける。
まず構成を説明すると、この発明の方法を実施するだめ
の装置は、下記のような部材から構成されている。すな
わち、アルミニウム陽極酸化皮膜を形成した試験片1を
保持する真空チャック1o、該真空チャック10と一体
となった回転軸11を所要の回転数で所要時間ベルト駆
動するタイムスイッチ付インダクションモータ12、コ
ンタクトロール14を介して研磨チーブ16を試験片1
の皮膜面に押し付ける空気シリンダ15、該押し付は圧
力を調整する圧力弁(図示せず)、上記研磨テープ13
を供給しかつ該研磨テープ16に一定の張力を与えるよ
うな制動機構を備えた従動リール16、上記研磨テープ
16を所要の速度で巻き取る駆動リール17および巻き
取りモータ18によって構成されておシ、上記回転軸1
1と真空源(真空ポンフ)19とは、メカニカルシール
2oで連結されている。
つぎに上記の装置を使用した薄膜摩耗試験方法について
説明する。試験片1を真空チャック1゜に設置し、真空
ポンプ19によってチャック面に固定する。しかる後、
空気ンリンダ15を加圧し、コンタクトロール14を介
して研磨テープ13を上記試験片1に押し付け、圧力弁
(図示せず)によって押圧力を調整してから、試験片1
を保持した上記真空チャック10を回転させると同時に
研磨テープ13を一定速度で巻き取シ、常に新しい研磨
テープ面で試験片1に形成させた薄膜面を研磨させるよ
うにする。また上記コンタクトロール14には、該コン
タクトロール14が試験片10面に研磨テープ13を一
定条件で接触させるように適度の曲率を持たせたゴム材
質(硬度30〜8゜Duro )を用いた。なお、研磨
時間および試験片10回転数の設定は、回転軸11に設
置したエンコーダ21によるカウント数の設定によって
行ない、自動的に摩耗試験を行うようにしたものである
つぎに第1の方法の実施例について説明する。7、高純
度アルミニウム合金板に硫酸浴(浴濃度15多、浴温2
0℃、電流密度1A/dm  )によって膜厚6μmの
陽極酸化皮膜を形成した板厚2mmの試験片1を、真空
チャック10によって固定し、試験片1の回転中心から
25mmの場所にゴム硬度5Q Duro (7) −
r :/タクトロール14を介して幅12mrn′、A
l2O3の砥粒の大きさ6μm、9μmおよび60μm
の6種類の研磨テープ13をそれぞれ交換して押圧力3
kgfで摩耗試験をした。この場合、試験片10回転数
100 rll)m、研磨テープ16の巻取り速度4 
Q c m 7m i n 、の条件で2分間、摩耗試
験した結果の研磨テープ13による摩耗溝の断面形状を
第5図に示す。該第5図によると、砥粒の大きさが6μ
n〕の場合(A)では摩耗溝の形状が小さ過ぎ、砥粒の
大きさが30μmの場合(C)では陽極酸化皮膜が無く
なってアルミニウムの面が露出してしまった。そして砥
粒の大きさが9μm月の場合(B)が摩耗溝の深さが1
.5μ−mとなり、膜厚6μmの陽極酸化皮膜に対して
適していた。しかし上記砥粒の大きさが6μmの場合A
でも、試験時間を長くして、上記の2倍の4分にすれば
、皮膜の耐摩耗性を調査するのに充分な結果を得ること
ができた。
つぎに第2の方法の実施例について説明する。
厚さ数十前ηのポリイミド膜を形°成させたアルミニウ
ムの試験片1(厚さ2mm)を、回転数1Orpmで回
転させ、大きさ0.5μmのAl2O3の砥粒研磨テー
プ16をコンタクトロール14を介して500grfの
押圧力で押し利け、上記実施例と同様に摩耗試験をした
ところ、摩耗時間30秒で摩耗面に摩耗溝が認められ、
定量的に薄膜の酬摩耗性を測定することができだ。
つぎに第6の方法の実施例について説明ずろ。
研磨テープ130表面に例えば銀の導電性薄膜を蒸着し
、第6図に示すようにスリップリング22.23を介し
て試験片1および上記研磨テープ13と直列に電源24
と電流計25とを接続した直列回路を構成する。厚さ1
μmのプラスチック薄膜を形成させたアルミニウムの試
験片1(厚さ2 mm )を回転させ、該試験片1にコ
ンタクトロール14を介して上記導電性薄膜を蒸着した
研磨テープ13を押し付けると、該研磨テープ16の導
電性薄膜は直ちに剥離して砥粒で試験片1のプラスチッ
ク薄膜を摩耗させるが、該摩耗の初期においては、該プ
ラスチック薄膜(絶縁層)があるために研磨テープ16
と試験片1との間は通電しないが、上記プラスチック薄
膜が摩耗して下地のアルミニウム母材面が露出し、そこ
に新しい研磨テープ1ろが送られて来ると、その時点で
該研磨テープ16の導電性薄膜と上記アルミニウム母材
面とが接触して導電し、電流計25の指針が振れる。上
記第6の方法の実施例は、摩耗試験の時間を一定にして
摩耗溝の形状や摩耗量によって皮膜の耐摩耗性をυ11
定していた上記第1および第2の方法の実施例と異なり
、皮膜が摩耗して無くなるまでの時間を測定するもので
、極めて薄い皮膜の摩耗試験に適している。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、下記のような
効果が得られる。
(1)試験片を回転させ、研磨テープを連続的に送りな
がら摩耗試験をするので、再現性のある良好な試験結果
が得られる。
(2)  研磨テープ(砥粒の大きさ0.3〜60μm
)の微細な砥粒を用い、軟質のコンタクトロールを介し
て上記研磨テープを試験片に押圧するだめ、厚さ数μm
以下の薄い皮膜や軟かい皮膜に対して高精度の摩耗試験
ができる。
(3)研磨テープを用いるため、長時間の摩耗試験が可
能となり、上記研磨テープの交換も研磨テープリールの
交換だけで済むため、上記従来の研磨紙の交換に比して
能率が良くかつ試験片に対して一定条件で設置できる。
(4)  回転する真空チャックによって試験片を保持
するだめ、試験片の交換が容易である。
(5)  空気シリンダの圧力弁によってコンタクトロ
ールの押圧力を調整する方式であるため、摩耗試験中に
押圧力を調整することができる。
(6)試験片の回転軸に設置したエンコーダにより回転
数を設定し、かつタイムスイッチ付インダクションモー
タによって摩耗時間を設定することによシ、自動的に摩
耗試験を行うことができる。
(7)表面に薄い導電性皮膜を形成した研磨テープを用
いることによって、薄い絶縁皮膜が摩耗する寸での時間
を測定し、該皮膜の耐摩耗性を自動的に計測することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の摩耗試験装置の概略斜視図、第2図は
、上記従来の摩耗試験装置の試験片を研磨する部分の拡
大側面図、第3図は、この発明の摩耗試験装置の一部破
断正面図、第4図は、同平面図、第5図は、研磨テープ
の種類による摩耗溝の断面図、第6図は、導電性皮膜を
形成した研磨テープを使用した摩耗試験装置の一部の正
面図を示す。 符72号の説明 1・・・試験片      6・・・研磨紙10・・・
真空チャック   11・・回転軸12・インダクショ
ンモータ 139.研磨テープ    14・・コンタクトロール
15・・・空気シリンダ   16・・・従動リール1
7・・・駆動リール18・・・巻き取シモータ19・・
・真空ボン7’     20・・メカニカルシール2
1・・・エンコーダ 22.23・・・スリップリング 24・・・電源      25・・・電流計代理人弁
理士 中村純之助 1’3 図 ″ji1″5図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  回転する試験片の摩耗試験面に、コンタクト
    ロールを含む抑圧手段によって押圧しつつ研磨テープを
    送り、上記摩耗試験面の薄膜の耐摩耗性を試験すること
    を特徴とする薄膜摩耗試験方法。
  2. (2)上記研磨テープの表面に導電性薄膜を形成し、試
    験片の摩耗試験面における絶縁皮膜の有無を、上記研磨
    テープと試験片の下地素材との間の通電により判別する
    ことを特徴とする特許請求の範叩第1項記載の薄膜摩耗
    試験方法。 (ろ)試験片を保持して回転させる真空チャックと、研
    磨テープを連続的に供給し巻き取る1対のリールと、コ
    ンタクトロールを介して押圧力を上記研磨テープに加え
    る抑圧手段を有することを特、徴とする薄膜摩耗試験装
    置。
JP4787883A 1983-03-24 1983-03-24 薄膜摩耗試験方法および装置 Pending JPS59173731A (ja)

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JP4787883A JPS59173731A (ja) 1983-03-24 1983-03-24 薄膜摩耗試験方法および装置

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JP4787883A JPS59173731A (ja) 1983-03-24 1983-03-24 薄膜摩耗試験方法および装置

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JPS59173731A true JPS59173731A (ja) 1984-10-01

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ID=12787639

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JP4787883A Pending JPS59173731A (ja) 1983-03-24 1983-03-24 薄膜摩耗試験方法および装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104865141A (zh) * 2015-05-07 2015-08-26 北京航空航天大学 一种表面强度测试装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53113588A (en) * 1977-03-15 1978-10-04 Agency Of Ind Science & Technol Abrasion testing method

Patent Citations (1)

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