RU2683600C1 - Способ измерения износа металлических материалов и покрытий - Google Patents
Способ измерения износа металлических материалов и покрытий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2683600C1 RU2683600C1 RU2018118990A RU2018118990A RU2683600C1 RU 2683600 C1 RU2683600 C1 RU 2683600C1 RU 2018118990 A RU2018118990 A RU 2018118990A RU 2018118990 A RU2018118990 A RU 2018118990A RU 2683600 C1 RU2683600 C1 RU 2683600C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wear
- width
- crater
- friction surface
- mcm
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000007769 metal material Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 101001123530 Nicotiana tabacum Putrescine N-methyltransferase 3 Proteins 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/56—Investigating resistance to wear or abrasion
Landscapes
- 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)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области исследования механических свойств материалов, в частности к измерению износа металлических материалов и покрытий. Сущность: осуществляют нанесение лунок на испытуемый образец при помощи алмазного индентора в виде четырехгранной пирамиды, с перемещением под ней образца с последующим измерением параметров износа. Нанесение лунки осуществляют перемещением образца по нормали к вектору скорости перемещения контробразца при трении. Перемещение образца осуществляют со скоростью 8÷10 мм/с на расстояние, превышающее ширину поверхности трения по нормали к скорости скольжения, при этом расстояние определяется из соотношения L=kY, а величина износа определяется из соотношения Δh=h-h=Ctg(α/2)(b-b), где L - расстояние, превышающее ширину поверхности трения. K=1,5÷2,0 - коэффициент перекрытия поверхности трения образца, характеризующий значение величины, указывающей на сколько лунка длиннее ширины зоны трения. Y - ширина поверхности трения по нормали к скорости скольжения (мм), h - начальная глубина лунки (мкм), h- глубина изношенной лунки(мкм), Δh - величина износа (мкм), b- начальная ширина лунки (мкм), b- ширина изношенной лунки (мкм), α - угол между поверхностями стенок лунки. Технический результат: сокращение цикла проведения операции измерения при сохранении точности измерения величины износа.
Description
Изобретение относится к области исследования механических свойств материалов, в частности к измерению износа металлических материалов и покрытий.
Известен способ измерения износа металлических покрытий, включающий испытание материалов на износ и основанный на взвешивании образцов до и после испытаний и определении массы износа с переводом его в линейный износ по математической формуле (патент РФ №2141107 по кл. G01N 3/36 от 10.11.1999 г.).
Недостатком данного способа является относительно низкая точность измерения, обусловленная погрешностью измерения массы износа.
Известен также способ измерения износа металлических покрытий путем электромеханического растворения поверхности образца (патент РФ №2293305 по кл. G01N 3/36 от 10.02.2007 г.).
Недостатком данного способа является относительно низкая точность определения целевых величин.
Известен способ измерения износа металлических покрытий, относящийся к «методу искусственных баз», основанный на вдавливании индентора в форме пирамиды в исследуемый образец с последующим измерением диагонали отпечатка в образце и расчетом твердости материала образца (патент РФ №2222801 по кл. G01N 3/42 от 27.01.2004 г.).
Недостатком данного способа является сложность измерения величины износа покрытий толщиной менее 5 мкм, обусловленная тем, что для измерения износа таких покрытий необходимо снижать нагрузку на индентор, что приводит к повышению погрешности измерения.
Наиболее близким техническим решением является способ измерения износа металлических покрытий, описанный в Межгосударственном стандарте ГОСТ 23.301-78 «Обеспечение износостойкости изделий. Приборы для измерения износа методом вырезанных лунок.»
Данный способ включает нанесение лунок на испытуемый образец при помощи алмазного индентора в виде трехгранной пирамиды, вращающейся вокруг горизонтальной оси с последующим измерением износа по формуле
Δh=0,125(h2-h2 1)1/r,
где r - радиус лунки,
h2 - исходная глубина лунки, в мм
h2 1 - высота изношенной лунки, в мм.
Точность измерения износа при использовании данного метода значительно выше, чем при использовании метода отпечатков, т.к. соотношение между глубиной лунки и длиной ее находится в соотношении 1:50÷1:80. Недостатком данного способа является сложность и длительность определения малых величин износа (порядка нескольких микрометров), обусловленные невозможностью визуального и быстрого определения места вырезанной лунки.
Возникают сложности и при определении износа поверхностей, имеющих риски, совпадающие по направлению с длиной лунки, т.к. при этом сложно определить длину лунки.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в сокращении цикла проведения операции измерения при сохранении точности измерения величины износа.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе измерения износа металлических покрытий, включающем нанесение лунок на испытуемый образец при помощи алмазного индентора в виде четырехгранной пирамиды, с перемещением под ней образца с последующим измерением параметров износа, нанесение лунки осуществляют перемещением образца по нормали к вектору скорости перемещения контробразца при трении, перемещение образца осуществляют со скоростью 8÷10 мм/с на расстояние, превышающее ширину поверхности трения по нормали к скорости скольжения, при этом расстояние определяется из соотношения L=kY, а величина износа определяется из соотношения
Δh=h- h1=Ctg (α/2)(b0-b1), где L - расстояние, превышающее ширину поверхности трения.
K=1,5÷2,0 - коэффициент перекрытия поверхности трения образца, характеризующий значение величины, указывающей на сколько лунка длиннее ширины зоны трения.
Y - ширина поверхности трения по нормали к скорости скольжения (мм),
h - начальная глубина лунки (мкм),
h1 - глубина изношенной лунки(мкм),
Δh- величина износа (мкм),
b0 -начальная ширина лунки (мкм),
b1 - ширина изношенной лунки (мкм),
α - угол между поверхностями стенок лунки.
Способ измерения износа осуществляется следующим образом.
Плоский металлический образец устанавливается в прибор ПМТ-3 (на чертеже не показан). Алмазным индентором при нагрузке N=500 г и перемещением образца наносят лунку на расстояние L по нормали к вектору скорости перемещения контробразца, при этом перемещение образца осуществляют со скоростью 8÷10 мм/с на расстояние, превышающее ширину поверхности трения по нормали к скорости скольжения V. Расстояние L определяется из соотношения L- kY, где
K=1,5÷2,0 - коэффициент перекрытия образца, характеризующий значение величины, указывающей превышение ширины зоны трения.
Y - ширина поверхности трения по нормали к скорости скольжения V(mm).
После этого образец промывают, высушивают и определяют величину износа из соотношения:
Δh=h- hi=Ctg (a/2)(b0 -bi), где
Δh - величина износа (мкм),
b0 -начальная ширина лунки (мкм),
b1 - ширина изношенной лунки (мкм),
α - угол между поверхностями стенок лунки.
Способ позволяет быстро визуально определить место вырезанной лунки и тем самым сократить длительность цикла проведения операции измерения при сохранении точности измерения величины износа металлического материала или покрытия.
Claims (11)
- Способ измерения износа металлических материалов и покрытий, включающий нанесение лунок на испытуемый образец при помощи алмазного индентора в виде алмазной пирамиды, перемещающейся по горизонтальной оси с последующим измерением параметров износа путем нанесения на образец лунки, отличающийся тем, что нанесение лунок осуществляют перемещением образца по нормали к вектору скорости движения контробразца при трении, перемещение образца осуществляют со скоростью 8÷10 мм/с на расстояние, превышающее ширину поверхности трения L=kY, а величина износа определяется из соотношения
- Δh=h-h1=Ctg(α/2)(b0-b1), где
- L - расстояние, превышающее ширину поверхности трения.
- K=1,5÷2,0 - коэффициент перекрытия поверхности трения образца,
- Y - ширина поверхности трения (мм),
- h - начальная глубина лунки (мкм),
- h1 - глубина изношенной лунки (мкм),
- Δh - величина износа (мкм),
- b0 - начальная ширина лунки (мкм),
- b1 - ширина изношенной лунки (мкм),
- α - угол между поверхностями стенок лунки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018118990A RU2683600C1 (ru) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | Способ измерения износа металлических материалов и покрытий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018118990A RU2683600C1 (ru) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | Способ измерения износа металлических материалов и покрытий |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2683600C1 true RU2683600C1 (ru) | 2019-03-29 |
Family
ID=66089626
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018118990A RU2683600C1 (ru) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | Способ измерения износа металлических материалов и покрытий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2683600C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2166745C2 (ru) * | 1997-05-28 | 2001-05-10 | Самарский государственный технический университет | Способ оценки энергии активации разрушения материала поверхностного слоя, деформированного трением |
RU2281475C1 (ru) * | 2005-01-11 | 2006-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Способ определения износостойкости покрытия |
DE102011075264A1 (de) * | 2011-05-04 | 2012-11-08 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verschleißmessung |
RU2601502C2 (ru) * | 2014-11-05 | 2016-11-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт механики Уральского отделения Российской академии наук | Способ испытания материала на абразивное изнашивание |
-
2018
- 2018-05-23 RU RU2018118990A patent/RU2683600C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2166745C2 (ru) * | 1997-05-28 | 2001-05-10 | Самарский государственный технический университет | Способ оценки энергии активации разрушения материала поверхностного слоя, деформированного трением |
RU2281475C1 (ru) * | 2005-01-11 | 2006-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Способ определения износостойкости покрытия |
DE102011075264A1 (de) * | 2011-05-04 | 2012-11-08 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verschleißmessung |
RU2601502C2 (ru) * | 2014-11-05 | 2016-11-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт механики Уральского отделения Российской академии наук | Способ испытания материала на абразивное изнашивание |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2644440C1 (ru) | Способ определения износостойкости покрытия | |
CN106767493B (zh) | 一种变基准面凹坑深度测量方法 | |
RU2683600C1 (ru) | Способ измерения износа металлических материалов и покрытий | |
Grigoriev et al. | Reciprocating MTU-2K7 millitribometer | |
RU2716496C1 (ru) | Способ оценки износостойкости материала | |
RU2303773C1 (ru) | Способ определения износостойкости покрытий | |
Murray | ASTM G99 Tip’s Perspective Continuous Wear Contact | |
RU2636398C1 (ru) | Способ определения износостойкости стоматологических восстановительных материалов | |
RU2570237C1 (ru) | Способ определения вязкости металлических материалов | |
RU2658129C1 (ru) | Способ оценки износостойкости керамических материалов по изменению параметра шероховатости Rt | |
RU2293305C1 (ru) | Способ оценки износа металлических покрытий | |
RU2775515C1 (ru) | Способ определения вязкости металлических материалов | |
SU800800A1 (ru) | Неразрушающий способ определени СТЕпЕНи уСТАлОСТи элЕМЕНТОВ KOH-СТРуКции | |
Merlin et al. | Analytical treatment of uncertainties for a macroscopic tribology instrumentation | |
RU2786093C1 (ru) | Способ исследования образцов высокопрочных сталей на коррозионное растрескивание под напряжением | |
RU2710519C1 (ru) | Способ контроля тонкостенных стеклопластиковых оболочек | |
Leroux et al. | Performance characterization of an innovative dual-load controlled tribometer | |
RU2170918C1 (ru) | Способ оценки остаточного ресурса работы детали | |
UA111929U (uk) | Спосіб визначення граничних параметрів пошкодженості металоконструкції за періодичного навантажування | |
SU875262A1 (ru) | Способ оценки износостойкости материалов | |
SU1062560A1 (ru) | Способ определени твердости материалов | |
RU2613576C1 (ru) | Способ маятникового скрайбирования | |
SU1002944A1 (ru) | Способ неразрушающего контрол микротвердости провод щих покрытий | |
RU2010725C1 (ru) | Способ определения прессуемости сыпучих материалов | |
SU868556A1 (ru) | Способ определени усталостной долговечности ферромагнитных материалов |