RU2309397C1 - Method of determining adhesion of gas thermal coatings - Google Patents

Method of determining adhesion of gas thermal coatings Download PDF

Info

Publication number
RU2309397C1
RU2309397C1 RU2006109799/28A RU2006109799A RU2309397C1 RU 2309397 C1 RU2309397 C1 RU 2309397C1 RU 2006109799/28 A RU2006109799/28 A RU 2006109799/28A RU 2006109799 A RU2006109799 A RU 2006109799A RU 2309397 C1 RU2309397 C1 RU 2309397C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
substrate
coating
rod
lid
matrix
Prior art date
Application number
RU2006109799/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Борисович Коберниченко (RU)
Анатолий Борисович Коберниченко
нов Георгий Владимирович Купри (RU)
Георгий Владимирович Куприянов
Антон Юрьевич Горелов (RU)
Антон Юрьевич Горелов
Сергей Генадьевич Кузнецов (RU)
Сергей Генадьевич Кузнецов
Original Assignee
Рязанский военный автомобильный институт имени генерала армии В.Д. Дубынина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Рязанский военный автомобильный институт имени генерала армии В.Д. Дубынина filed Critical Рязанский военный автомобильный институт имени генерала армии В.Д. Дубынина
Priority to RU2006109799/28A priority Critical patent/RU2309397C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2309397C1 publication Critical patent/RU2309397C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: investigating or analyzing of materials.
SUBSTANCE: method comprises breaking down the specimen with the use of a rod. The substrate provided with the hole is set in the matrix and is locked by a lid with opening. The matrix opening receives the rod with the collar so that the surface of the collar of the rod and the substrate are in a single plane. The edge of the lid is provided with foil, and the surface of the substrate and the collar is provided with a coating whose height is equal to the thickness of the lid. The projection of the substrate should not exceed the thickness of the coating.
EFFECT: simplified method.
1 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к облаете определения физико-механических свойств покрытий и предназначено для определения адгезионной и когезионной прочности газотермических покрытий.The invention relates to the definition of physico-mechanical properties of coatings and is intended to determine the adhesion and cohesion strength of gas-thermal coatings.

Известен способ определения адгезионной прочности (патент РФ №2146044 С1, МПК 7 G01N 19/04, 2000 г.), заключающийся в равномерном отрыве от подложки покрытия, приклеенного к контробразцу, при котором перед нанесением покрытия подложку разрезают на три части, между разрезанными частями помещают фольгу так, чтобы она не выходила на поверхность подложки, предназначенную для нанесения покрытия, выравнивают части подложки по упомянутой поверхности и скрепляют струбциной, а после приклеивания образца к контробразцу снимают струбцину и удаляют фольгу.A known method for determining the adhesion strength (RF patent No. 2146044 C1, IPC 7 G01N 19/04, 2000), which consists in uniformly tearing away from the substrate a coating adhered to a counter-pattern, in which before coating the substrate is cut into three parts, between the cut parts place the foil so that it does not extend onto the surface of the substrate to be coated, align parts of the substrate along the surface and fasten with a clamp, and after gluing the sample to the counter-sample, remove the clamp and remove the foil.

Недостатком данного способа является то, что при определении адгезионной прочности газотермического покрытия расчеты производятся с учетом адгезионной прочности клеевой композиции, при определении которой существует серьезная погрешность, так как отрыв может происходить по клею (при этом площадь отрыва в прототипе не рассчитывается), а также не рассчитывается величина ее когезионной прочности газотермического покрытия и прочности покрытия на срез.The disadvantage of this method is that when determining the adhesive strength of the thermal spray coating, the calculations are made taking into account the adhesive strength of the adhesive composition, in the determination of which there is a serious error, since tearing can occur along the glue (while the tearing area in the prototype is not calculated), and also the value of its cohesive strength of the thermal coating and the shear strength of the coating are calculated.

Технический результат направлен на повышение точности адгезионной прочности покрытия штифтовым методом с покрытием любой толщины, а также определение и расчет когезионной прочности покрытия и прочности покрытия на срез.The technical result is aimed at improving the accuracy of the adhesive strength of the coating by a pin method with a coating of any thickness, as well as the determination and calculation of the cohesive strength of the coating and the shear strength of the coating.

Технический результат достигается тем, что способ определения адгезионной прочности газотермических покрытий, заключающийся в выполнении образца в виде подложки и нанесенного на нее исследуемого газотермического покрытия и разрыве образца с помощью штока для определения адгезионной прочности, при этом подножку, выполненную с отверстием, помещают в матрицу и фиксируют крышкой с отверстием, в отверстие матрицы помещают шток с пояском так, чтобы поверхности пояска штока и подложки находились в одной плоскости, края крышки выкладывают фольгой, на поверхность подложки и пояска наносят газотермическое покрытие, высотой, равной толщине крышки, при этом выступ подложки из-под крышки не должен превышать толщины покрытия, разрыв образца осуществляют в разрывной машине, для определения величины прочности на срез после нанесения покрытия устанавливают на подложку крышку матрицы, выполненную с возможностью приложения к штоку усилия среза.The technical result is achieved by the fact that the method for determining the adhesive strength of gas-thermal coatings, which consists in making the sample in the form of a substrate and the test gas-thermal coating applied to it and breaking the sample with a rod to determine the adhesive strength, while the footboard made with a hole is placed in the matrix and they are fixed with a cover with a hole, a rod with a belt is placed in the hole of the matrix so that the surface of the rod and substrate belts are in the same plane, the edges of the cover are laid out With a cold, a thermal spray coating is applied to the surface of the substrate and the girdle with a height equal to the thickness of the lid, while the protrusion of the substrate from under the lid should not exceed the thickness of the cover, the sample is torn in a tensile testing machine, to determine the shear strength after coating is installed on the substrate a matrix cover configured to apply shear forces to the stem.

Отличительными признаками от прототипа является то, что в предлагаемом способе при определении адгезнонной прочности используется штифтовой метод, при этом подножку, выполненную с отверстием, помещают в матрицу и фиксируют крышкой с отверстием, в отверстие матрицы помещают шток с пояском так, чтобы поверхности пояска штока и подложки находились в одной плоскости, края крышки выкладывают фольгой, на поверхность подложки и пояска наносят газотермическое покрытие, высотой, равной толщине крышки, при этом выступ подложки из-под крышки не должен превышать толщины покрытия, разрыв образца осуществляют в разрывной машине, а для определения величины прочности на срез после нанесения покрытия устанавливают на подложку крышку матрицы, выполненную с возможностью приложения к штоку усилия среза.Distinctive features of the prototype is that in the proposed method, the pin method is used to determine adhesive strength, the footboard made with a hole is placed in the matrix and fixed with a lid with a hole, a rod with a girdle is placed in the matrix hole so that the surface of the rod’s girdle and the substrates were in the same plane, the edges of the lid are laid out with foil, a thermal spray coating is applied to the surface of the substrate and the girdle with a height equal to the thickness of the lid, while the protrusion of the substrate from under the lid is not up to It is required to exceed the coating thickness, the sample is broken in a tensile testing machine, and to determine the shear strength after coating, a matrix cover is installed on the substrate, which is capable of applying shear forces to the rod.

Заявленный способ соответствует категории «новизна» и позволяет сделать вывод о соответствии критерию «существенное отличие».The claimed method meets the category of "novelty" and allows us to conclude that the criterion of "significant difference".

На фиг.1 изображена предлагаемая установка для определения адгезионной прочности. На фиг.2 - установка при испытании на когезионную прочность. На фиг.3 - предлагаемая установка для определения прочности на срез.Figure 1 shows the proposed installation for determining adhesive strength. Figure 2 - installation when testing for cohesive strength. Figure 3 - the proposed installation for determining the shear strength.

Способ осуществляется следующим образом:The method is as follows:

При определении адгезионной прочности (фиг.1) подложку 1, выполненную с отверстием диаметром D, помещают в матрицу 2 и фиксируют крышкой с отверстием, в отверстие 3 матрицы 2 помещают шток 6 диаметром d с пояском, равным диаметру отверстия поджики так, чтобы поверхности пояска штока 6 и подложки 1 находились в одной плоскости, края крышки выкладывают фольгой 9, на поверхность подложки и пояска наносят газотермическое покрытие 10, толщиной h, равной толщине крышки 3, при этом выступ а подложки 1 из-под крышки 3 не должен превышать толщины покрытия h, разрыв образца осуществляют в разрывной машине, при нанесении покрытия больше толщины h, его обрабатывают до номинальной величины точением; после этого верхний конец штока 6 закрепляют в разрывной машине и производят разрыв образца, при этом площадь отрыва S рассчитывается по формуле [1]:When determining the adhesion strength (Fig. 1), a substrate 1 made with a hole with a diameter D is placed in a matrix 2 and fixed with a lid with a hole; a rod 6 with a diameter d with a girdle equal to the diameter of the opening of the nip is placed in the hole 3 of the matrix 2 so that the surface of the girdle rod 6 and the substrate 1 were in the same plane, the edges of the lid are laid out with foil 9, a gas-thermal coating 10 is applied to the surface of the substrate and the girdle with a thickness h equal to the thickness of the cover 3, and the protrusion of the substrate 1 from under the cover 3 should not exceed the coating thickness h times the sample is jerked in a tensile testing machine; when coating is applied, it is greater than the thickness h; it is processed to the nominal value by turning; after that, the upper end of the rod 6 is fixed in a tensile testing machine and the sample is ruptured, while the separation area S is calculated by the formula [1]:

Figure 00000002
Figure 00000002

где D - диаметр отверстия подложки, м,where D is the diameter of the holes of the substrate, m,

D - диаметр штока, м.D - stem diameter, m

Для определения когезионной прочности (фиг.2) подложку 1 перед напылением разделяют на две ровные части по оси симметрии отверстия 2 в матрице 3, матрица сверху выкладывается фольгой 4, после чего на ней фиксируют разрезанную подложку 1 болтами 5, наносят покрытие 6 на местах разреза подложки 1, покрытие 6 обрабатывается точением, толщина его в месте раздела замеряется, подложку 1 помещают в разрывную машину, производят отрыв с приложением силы Fк, перпендикулярной линии разреза, к подложке 1, величину когезионной прочности σк определяют по формуле [1]:To determine the cohesive strength (Fig. 2), the substrate 1 is divided into two even parts along the symmetry axis of the hole 2 in the matrix 3 before spraying, the matrix is laid out on top of the foil 4, after which the cut substrate 1 is fixed with bolts 5, coating 6 is applied at the incision sites substrate 1, the coating 6 is machined by turning, its thickness at the interface is measured, the substrate 1 is placed in a tensile testing machine, tearing is applied by applying a force F to , perpendicular to the cut line, to the substrate 1, the cohesion strength σ k is determined by the shapes ole [1]:

Figure 00000003
Figure 00000003

где Fк - сила отрыва, H,where F to is the separation force, H,

h - толщина покрытия м,h - coating thickness m,

l - длина разреза м.l is the length of the cut m

Для определения величины прочности на срез (фиг.3) после нанесения покрытия 1, устанавливают на подложку 2 крышку патрицы 3, выполненную с возможностью приложения к штоку усилия среза, закрепляют болтами 5, после этого матрицу помещают в разрывную машину и производят срез с приложением силы к штоку 6, прочность покрытия на срез

Figure 00000004
определяют по формуле [2]: To determine the shear strength (Fig. 3) after applying the coating 1, a patrician cap 3 is mounted on the substrate 2, configured to apply shear forces to the rod, fasten with bolts 5, then the matrix is placed in a tensile testing machine and a shear is made with the application of force to stem 6, shear strength of the coating
Figure 00000004
determined by the formula [2] :

Figure 00000005
Figure 00000005

где Fcp - усилие среза, Н,where F cp is the shear force, N,

Figure 00000006
- площадь среза, м2.
Figure 00000006
- cut area, m 2 .

Figure 00000007
Figure 00000007

где π=3,14,where π = 3.14,

d - диаметр штока, м,d is the diameter of the rod, m

h - толщина напыленного покрытия, м.h is the thickness of the sprayed coating, m

Пример реализации способа:An example implementation of the method:

Этим способом производились испытания на адгезионную и когезионную прочность газотермических покрытий, выполненные на образцах из различных материалов и диаметром 10 мм, диаметром штифта 2 мм. Адгезионная прочность сцепления σа для образцов с толщиной h>0,3 мм определялась из соотношения: σа=F/S, где F - сила отрыва, S=π(D2-d2)/4 - площадь отрыва.This method was used to test the adhesive and cohesive strength of gas-thermal coatings, performed on samples of various materials and with a diameter of 10 mm and a pin diameter of 2 mm. The adhesion adhesion strength σ a for samples with a thickness h> 0.3 mm was determined from the relation: σ a = F / S, where F is the separation force, S = π (D 2 -d 2 ) / 4 is the separation area.

Характерные значения адгезионной и когезионной прочности сцепления приведены в таблице.Characteristic values of adhesive and cohesive adhesion are given in the table.

ТаблицаTable МатериалMaterial Метод напыленияSpraying method Метод испытанияTest method Прочность сцеп, МПаStrength, MPa покрытияcoverings подложкиthe substrate     Адг.Adg. Ког.Kog. AlAl CuCu ХГДНHGDN Штифт.Pin. 6262 4646 AlAl ЛС-59LS-59 -- Штифт.Pin. 6464 5858 ZnZn CuCu -- Штифт.Pin. 6262 4848 AlAl Ст.35Article 35 -- Штифт.Pin. 20twenty 2424 AlAl 40Х40X -- Штифт.Pin. 3838 3535 AlAl Д16ТD16T -- Штифт.Pin. 50fifty 5252 CuCu CuCu -- Штифт.Pin. 4040 3434 ZnZn СЧ21SCH21 -- Штифт.Pin. 1212 2323 AlAl CuCu -- Штифт.Pin. 1010 1212 NiNi AlAl -- Штифт.Pin. 4545 3838 ZnZn AlAl -- Штифт.Pin. 4545 4040 AlAl AlAl -- Штифт.Pin. 50fifty 5757 AlAl СЧ21SCH21 -- Штифт.Pin. 2222 2525

Вывод: из результатов опытов следует, что при испытаниях предложенным штифтовым методом удалось определить точную величину адгезионной и когезионной прочности газотермического покрытия на различных подложках, при этом более высокие значения получены для подложек из менее твердых материалов (латунь ЛС-59, дюраль Д16Т, медь, алюминий).Conclusion: from the results of the experiments it follows that when testing with the proposed pin method, it was possible to determine the exact value of the adhesive and cohesive strength of the thermal spray coating on various substrates, while higher values were obtained for substrates of less hard materials (brass LS-59, duralumin D16T, copper, aluminum).

Таким образом, с помощью этого способа можно более точно определить величину адгезионной прочности независимо от толщины нанесенного покрытия, а также рассчитать количественно величину когезионной прочности покрытия и прочность покрытия на срез.Thus, using this method, it is possible to more accurately determine the value of adhesive strength regardless of the thickness of the applied coating, as well as quantitatively calculate the value of the cohesive strength of the coating and the shear strength of the coating.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2146044 С1, МПК 7 G01N 19/04, 2000 г. - Способ определения адгезионной прочности газотермических покрытий.1. RF patent No. 2146044 C1, IPC 7 G01N 19/04, 2000 - Method for determining the adhesion strength of gas-thermal coatings.

2. Тушинский Л.И., Плохов А.В. Исследование структуры и физико-механических свойств покрытий. - Новосибирск, Наука, 1986, с.55-67.2. Tushinsky L.I., Plohov A.V. Study of the structure and physico-mechanical properties of coatings. - Novosibirsk, Nauka, 1986, p. 55-67.

Claims (2)

1. Способ определения адгезионной прочности газотермических покрытий, заключающийся в выполнении образца в виде подложки и нанесенного на нее исследуемого газотермического покрытия и разрыве образца с помощью штока для определения адгезионной прочности, отличающийся тем, что подложку, выполненную с отверстием, помещают в матрицу и фиксируют крышкой с отверстием, в отверстие матрицы помещают шток с пояском так, чтобы поверхность пояска штока и подложки находились в одной плоскости, края крышки выкладывают фольгой, на поверхность подложки и пояска наносят газотермическое покрытие, высотой, равной толщине крышки, при этом выступ подложки из под крышки не должен превышать толщину покрытия, разрыв образца осуществляют в разрывной машине.1. A method for determining the adhesion strength of gas-thermal coatings, which consists in making a sample in the form of a substrate and a test gas-thermal coating applied to it and breaking the sample with a rod to determine the adhesive strength, characterized in that the substrate made with a hole is placed in the matrix and fixed with a lid with a hole, a rod with a belt is placed in the hole of the matrix so that the surface of the rod and substrate belts are in the same plane, the edges of the lid are laid with foil, on the substrate surface and the girdle and thermal coatings applied, a height equal to the thickness of the cover, wherein the substrate under the projection of the lid must not exceed the thickness of the coating, the gap of the sample is carried out in a tensile testing machine. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для определения величины прочности на срез после нанесения покрытия устанавливают на подложку крышку матрицы, выполненную с возможностью приложения к штоку усилия среза.2. The method according to claim 1, characterized in that to determine the value of shear strength after coating is installed on the substrate, the matrix cover is configured to apply shear forces to the rod.
RU2006109799/28A 2006-03-27 2006-03-27 Method of determining adhesion of gas thermal coatings RU2309397C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006109799/28A RU2309397C1 (en) 2006-03-27 2006-03-27 Method of determining adhesion of gas thermal coatings

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006109799/28A RU2309397C1 (en) 2006-03-27 2006-03-27 Method of determining adhesion of gas thermal coatings

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2309397C1 true RU2309397C1 (en) 2007-10-27

Family

ID=38955838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006109799/28A RU2309397C1 (en) 2006-03-27 2006-03-27 Method of determining adhesion of gas thermal coatings

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2309397C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2571308C1 (en) * 2014-09-03 2015-12-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Evaluation of adhesion strength between metal powder coating and steel surface
RU2760253C1 (en) * 2021-03-24 2021-11-23 Акционерное общество "Пермский завод "Машиностроитель" Method for evaluating the cohesive strength of powder metal coatings
RU2806245C1 (en) * 2023-05-25 2023-10-30 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Method for measuring adhesion-cohesition strength of layered materials and thick functional coatings

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2571308C1 (en) * 2014-09-03 2015-12-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Evaluation of adhesion strength between metal powder coating and steel surface
RU2760253C1 (en) * 2021-03-24 2021-11-23 Акционерное общество "Пермский завод "Машиностроитель" Method for evaluating the cohesive strength of powder metal coatings
RU2806245C1 (en) * 2023-05-25 2023-10-30 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Method for measuring adhesion-cohesition strength of layered materials and thick functional coatings

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2309397C1 (en) Method of determining adhesion of gas thermal coatings
CN101278185B (en) Traction pad for device testing adhesion of a coating on a substrate
CN204988983U (en) Clad steel plate combines interface adhesive strength detection to use clad steel plate sample
RU2764657C1 (en) Method for evaluating the adhesive strength of coatings and apparatus for implementation thereof
US11204311B2 (en) Engraving device and method for creating and measuring stress corrosion cracking on a flat coated test specimen
RU50674U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE STRENGTH OF COATING CLUTCH WITH SUBSTRATE
US10858209B2 (en) Adhesive tape and its use
Coyle et al. Structure and Adhesion of Ni and Ni-WC Plasma Spray Coatings
RU2294531C1 (en) Method for determining strength of engagement of cover with substrate and device for realization thereof
JP2005257514A (en) Coating film adhesion strength measuring method
RU2146044C1 (en) Method for determining adhesive strength of gas and thermal barrier coatings
CN207095975U (en) A kind of specimen holder for testing bonded adhesives shear strength
KR20040103208A (en) Method for measuring thin film properties using indenter
US2290170A (en) Method for inspecting coated surfaces
Kohl et al. Determining the viscoelastic parameters of thin elastomer based materials using continuous microindentation
Zhou et al. Effects of chromic acid anodizing of aluminium on adhesion and durability of bonded joints
KR100262671B1 (en) Powdering evaluation method of coated steel sheet
CN114846106B (en) Adhesives suitable for high speed roll change of materials having low energy surfaces
RU2009127224A (en) METHOD FOR DETERMINING STRENGTH OF COATING CLUTCH WITH SUBSTRATE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
Dahlquist The theory of adhesion
RU1797018C (en) Method for determining coat-to-substrate adhesive strength
Schindler et al. Adhesive–adherent interfaces probed with grazing-incidence small-angle neutron scattering
RU2084868C1 (en) Process of determination of adhesion of gasothermic coat
Zorll Adhesion testing
SU993107A1 (en) Method of producing specimen for determination of adhesion break-off strength

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080328