RU1805345C - Образец дл исследовани свойств материалов покрыти - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к исследовани м механических свойств материалов покрытий. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей образца дл  исследовани  свойств материалов покрыти , повышение точности и экономии материала путем обеспечени  возможности определени  на одном и том же образце не только когезионной, но и адгезионной прочности покрыти , а также его износостойкости . Эта задача обеспечиваетс  тем, что образец, выполненный из двух установленных встык цилиндров одинакового диаметра и нанесенного на них покрыти  в виде охватывающего оба цилиндра кольца, содержит по обе стороны от плоскости стыка цилиндров рабочие зоны среза и трени , на свободном торце зоны среза выполнена кольцева  опорна  площадка, предназначенна  дл  приложени  к покрытию сдвигающего усили  при определении адгезионной прочности покрыти  к материалу второго цилиндра. 5 ил. со с

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности дл  исследовани  механических свойств материалов покрыти  разрушающими методами контрол , и может быть Использовано в различных отрас- л х народного хоз йства дл  совершенствовани  методов и средств нанесени  покрытий при восстановлении рабочих поверхностей деталей и контрол  их качества.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей образца дл  исследовани  свойств материалов покрыти , повышение точности и экономии материала путем обеспечени  возможности определени  на одном и том же образце не только когезионной, но и адгезионной прочности покрыти , а также его износостойкости

На фиг, 1 приведено изображение за вленного образца; на фиг. 2 - схема испытани  образца с определением прочности сцеплени  частиц между собой - когезионной прочности; на фиг, 3 - образец в виде двух частей; на .фиг. 4 - схема определени  адгезионной прочности; на фиг. 5 - схема определени  износостойкости материала покрыти . Фигуры 1-5 соединены между собой стрелками, показывающими последовательность операции при исследовании свойств материалов покрыти .

В статическом состо нии образец (на фиг. 1) выполнен из: двух установленных встык цилиндров 1 и 2 равного диаметра.

Sел

CJ

ел

покрыти  3 в виде кольца, охватывающего цилиндры и перекрывающего линию их разъема; зоны 4 среза шириной 7 с кольцевой площадкой 6; зоны 5 трени  шириной 8, равной ширине контртела машины трени ; стыка 9 цилиндров, выполненный в виде конического сопр жени ; резьбовых головок 10, 11 дл  креплени  и захватах разрыв- н.ой машины; отверсти  12 дл  технологической оправки.;

Определение когезионной прочности покрыти  выполн етс  по схеме фиг. 2. При этом резьбовые головки 10,11 образца вворачиваютс  в резьбовые захваты 13, 14 разрывной испытательной машины с подвижной 15 и неподвижной 16 траверсами . В качестве машины может быть использована статическа  или универсальна  разрывна  машина любого типа, обеспечивающа  необходимые разрывные нагрузки, например Р-5. Р-10 фирмы Инстрон (Англи ) или МТС (США).

После приложени  к образцу нагрузки Рр он разрываетс  на две части 1, 2, показанные на фиг. 3.

Определение адгезионной прочности производитс  по схеме фиг. 4. Дл  этой цели половина 1 образца с зоной среза 4, кольцевой опорной площадкой 6 устанавливаетс  на рабочую поверхность- кольцевой матри- цы 17. Дл  обеспечени  соосности оси образца с осью приложени  нагрузки обратна  поверхность матрицы выполнена в виде сферы. Через отверстие 12 половины 1 образца пропущена т га 18, на одном из концов которой имеетс  конический упор, сопр женный с конусом 9 образца. Матрица 17 через конструктивные элементы приспособлени  (на фиг. 4 цифрами не обозначены) соединена с подвижной траверсой 15, а т га 18с неподвижной траверсой 16 испытательной машины.

На схеме фиг. 5 дл  испытани  износостойкости покрыти  половина 2 образца с зоной трени  5 (фиг. 3) закрепл етс  гайкой 19 на оси вала вращени  20 подвижной каретки машины трени . Контртело 21 закреп- лено на валу 22 станины машины. Ширина 23 контртела .21 равна длине 8 покрыти  зоны трени . В качестве машины трени  может быть применена люба  серийна  машина , обеспечивающа  заданные параметры , например, 2070 СМТ-1,

Образец изготавливают и испытывают следующим образом. Цилиндры 1,2с резь- бовыми головками 10, 11, отверстием 12 устанавливают на оправке и ст гивают между собой (на чертежах не показана). При этом коническое сопр жение 9 предотвращает их смещение относительно оси. На поверхность цилиндров 1. 2 наноситс  покрытие, последующей обработкой которого получают рабочие зоны среза 4 с опорной площадкой 6 и трени  5.

Дл  определени  когезионной прочности ако,. образец закрепл етс  в захватах 13, 14 испытательной машины и разрываетс  на две части (см, фиг. 3) с определением нагрузки Рр, кг, разрушающей образец.

Величина оког. определ етс  по формуле:

Оког. Ё . КГ/ММ2.

Здесь Fn - площадь сечени  покрыти ,

мм

Адгезионную прочность определ ют по схеме фиг. 4 путем приложени  между коническим упором т ги 18 и матрицы 17 срезающей покрытие нагрузки РСр. При этом на границе раздела покрыти  4 с поверхностью цилиндра 1 создаютс  касательные напр жени  и происходит сдвиг зоны среза относительно цилиндра. При испытании регистрируетс  максимальна  величина нагрузки РСр, кг, Значение адгезионной прочности 7Эдг. получают путем делени  максимальной величины сдвигающей нагрузки РСр, кг на площадь Fn, мм2 сцеплени  покрыти  4 с цилиндром 1.

РСР I 1 Оадг -г- . КГ/ММ

Износостойкость покрыти  исследуют на машине трени  по схеме фиг. 5. Дл  этой цели половина 2 образца по фиг. 3 и контртело 21 раскручиваютс  до необходимых оборотов и ввод тс  в соприкосновение с заданной величиной нагрузки РТр. Через определенное число циклов контролируют износ покрыти  5, например, методом взвешивани .

Изобретение выполн етс  следующим образом.

Исследовалась эффективность технологии нанесени  износостойкого покрыти  на рабочую поверхность шайбы. Материал шайбы-сталь 14Х17Н2. Из этой стали изготавливались образцы дл  контрол  когезионной и адгезионной прочности и износостойкости покрыти  из железонике- левого порошка типа 19985 с подслоем из порошка типа 51.000, наносимых на поверхность газоплазменным методом напылени .

Образцы по фиг. 1 имели следующие размеры. Диаметры цилиндров 1.2-26 мм, диаметр технологического отверсти  12-14 мм, На головках 10, 11 нарезалась резьба М20х1,5 кл.2. Длина цилиндров 1, 2 принималась равной по 10 мм. Обща  длина образца равн лась 56 мм. Угол конического сопр жени  9 относительно оси образца был равен 80°.

Образец устанавливалс  на оправку ди- аметром 14 мм и цилиндры 1, 2 ст гивались между собой заданным усилием, которое обеспечивало их плотное прилегание друг к

ДРУгу.

Покрытие напыл лось по диаметру ци- линдров 1,2с помощью оборудовани  фирмы Кастодин (Швейцари ). Толщина покрыти  равн лась 1,5 мм. Шлифованием толщина покрыти  уменьшалась до 1 мм, изготавливалась кольцева  опорна  пло- щадка 6, а длина 7 зоны среза задавалась равной 3 мм. Ширина 8 зоны трени  равн лась 9 мм и была равна ширине контртела машины трени .

При испытани х примен лись статиче- ека  машина дл  испытани  на разрыв Р-10 и машина трени  2070СМТ-1. После испытани  партии из п ти образцов получены следующие свойства покрыти : Оадг 30 кг/мм ; ( ког. 4 кг/мм ; износостойкость покрыти  в морской воде в паре с резиной равна 8 мг на 10 циклов.

Таким образом, на одном и том же образце , полученном при неизменном режиме напылени , реализована возможность оп- ределени  адгезионных и когезионных свойств покрытий и их износостойкость. В результате повышена точность определени  исследуемых свойств, их повтор емость , сокращена стоимость испытаний, уменьшен расход м териалов, трудоемкость изготовлени . Повышение точности и повтор емости результатов при определении адгезионной и когезионной прочности и износостойкости обеспечено за счет того, что испытуемое покрытие наноситс  при строго неизменном режиме напылени . Его просто невозможно изменить дл  этих трех определ емых на одном образце свойств.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Образец дл  исследовани  свойств материалов покрыти , выполненный в виде двух установленных встык цилиндров одинакового диаметра и нанесенного на них покрыти  в виде охватывающего оба цилиндра кольца, перекрывающего линию их стыка ,-о тличающийс  тем, что. с целью расширени  функциональных возможностей , повышени  точности и экономии материала путем обеспечени  возможности определени  на одном и том же образце не только когезионной, но и адгезионной прочности покрыти , а также его износостойкости , на цилиндрической поверхности покрыти  со стороны одного из цилиндров выполнена рабоча  зона трени , а на торцевой поверхности покрыти  со стороны второго цилиндра - опорна  площадка, предназначенна  дл  приложени  к покрытию сдвигающего усили  при определении адгезионной прочности покрыти  к материалу второго цилиндра.

   фиг 2.

   фцг$