SU1052947A1

SU1052947A1 - Process for determining adhesion strength of coating

Info

Publication number: SU1052947A1
Application number: SU823416914A
Authority: SU
Inventors: Андрей Андреевич Прус; Илья Давидович Эфрос
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6762
Priority date: 1982-04-02
Filing date: 1982-04-02
Publication date: 1983-11-07

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АДГЕ ,ЗНОЙНОЙ ПРОЧНОСТИ ПОКРЫТИЯ, нанеiсенного на поверхность подложки,заключающийс в том, что к испытуемому образцу в виде подложки с покры ,тием прикладывсшзт сжимающую нагрузку и по его деформации суд т об адгезионной прочности покрыти , о тличающийс т, что, с целью повышени точности определени - адгезионной прочности и оценки допустимой величины деформации в услови х эксплуатации, используют две подложки в виде усеченного конуса высотой равной диаметру, большего его основани и углом конуса 30-40 ,на коническую поверхность одной КЗ которых нанос т покрытие, сжимающую нагрузку прикладывают к .подложке без покрыти , формируют ее до заданной высоты и определ ют распределение величины деформации подложки по высоте, затем деформируют подложку с покрытием до высоты деформировани подложки без i покрыти , выдел ют на ней уЧасток с .сохранившимс покрытием и с учетом (Л С ;деформации аналогичного участка подложки без покрыти определ ют адгезионную прочность покрыти .A METHOD FOR DETERMINING ADHE, SUSTAINABLE COATING STRENGTH applied to the surface of the substrate, is that the test specimen in the form of a substrate with a coating is applied with a compressive load and deformed, according to its deformation, about the adhesive strength of the coating, which is similar to the load, and deformation causes the adhesive strength of the coating. increase the accuracy of determining the adhesion strength and assessing the allowable amount of deformation under operating conditions; use two substrates in the form of a truncated cone with a height equal to the diameter greater than its base and the angle of the cone 30-40 on the conical Any surface of which is coated with a short-circuit, a compressive load is applied to the substrate without a coating, it is formed to a predetermined height, and the distribution of the substrate deformation value is determined by the height, then the coated substrate is deformed to the substrate deformation height without coating i. The area with the preserved coating and taking into account (L C; deformations of the similar area of the substrate without the coating determine the adhesive strength of the coating.

Description

О1O1

00

соwith

4 four

1 зо6ретение относитс к испытаТейьной технике, а именно к способам определени адгезионной прочности по крытий, нанесенных на подложки .1, the resolution relates to a test technique, in particular to methods for determining the adhesion strength of coatings applied to substrates.

Известен способ определени адгеэионной прочности покрыти , нанесенного на поверхность подложки, заключающийс в том, что к испытуемому образцу в виде подложки с покрытием прикладывают сжимающую нагрузку до разрушени покрыти . При этом подложку выполн ют в виде цилиндра , покрытие нанос т на его боковую поверхность, образец взвешивают до и после приложени сжимающей нагрузки и по разности врсов испытуемого образца суд т о-.прочности покрыти l .:A known method for determining the adhesion strength of a coating deposited on a surface of a substrate is that a compressive load is applied to the test sample as a coated substrate before the coating is destroyed. In this case, the substrate is made in the form of a cylinder, the coating is applied to its side surface, the sample is weighed before and after the application of a compressive load, and the coating strength l is determined by the difference in height of the test sample:

Недостатком способа вл етс ограниченность использовани , так ,как определить адгезионную проч-, ность покрыти по иэменени о веса в испытуемом образце не представл етс возможным,- поскольку изменение веса может произойти только при ис ,пьзтании хрупких покрытий в результате их скалывани .The disadvantage of the method is its limited use, since it is not possible to determine the adhesive strength of the coating in terms of weight change in the test sample, since the change in weight can occur only when the fragile coatings are used as a result of their cleavage.

Наиболее близким к предлагаемо vTy по технической сущности и достигаемол-ту результату вл етс способ .определени адгезионной прочности покрыти , нанесенного на поверхно.ст подложки, заключаихцийс в том, что к испытуемому образцу в виде подложки с покрытием прикладывают сжимающую нагрузку ипо его деформации суд т об адгезионной прочности покрыти . При этом подложку выполн ют в ви,де цилиндра, а покрытие нанос т н его бокову о поверхность 2 ,The closest to the proposed vTy to the technical essence and the achievable result is the method of determining the adhesive strength of the coating deposited on the surface of the substrate, the conclusion being that a compressive load is applied to the test sample as a coated substrate and its deformation is judged about the adhesive strength of the coating. In this case, the substrate is made in the form of a cylinder, de cylinder, and the coating is applied on its side against the surface 2,

Недостаток способа -- низка точ ность определени адгезионной прочности из-за трудности выделени нетинной велкчины деформации самой положки при разрушении покрыти и невозможности оценки допустимой величишл деформации в услови х эксплуа ,тацин.The disadvantage of the method is the low accuracy of the adhesion strength determination due to the difficulty in isolating the innocent Velccine deformation itself when the coating is destroyed and it is impossible to estimate the allowable deformation magnitude under exploitative conditions.

Цель изобретени повышение точности определени адгезионной прочности и оценки допустимой величины деформации в услови х эксплуатации.The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining adhesion strength and assessing the allowable amount of deformation under operating conditions.

Дл достижени цели согласно способу определени адгезионной прочности покрыти , нанесенного на поверхность подложки, заключающемус втом, что к испытуемому образцу в виде подложки с покрытием прикладывают сжимаккаую нагрузку и по его деформации суд т об адгезионной проности покрыти , используют две подч ложки в; виде усеченного конуса высотой равной диаметру большего его основани и углам конуса 30-40, i на коническую поверхность одной из KOTopHXi ffaHocHT покрытие, сжимающую нагрузку прикладывают к под Jюжкe без покрыти , деформируют ее до заданной высоты и определ ют распределение величины деформации подложки по высоте, затем деформирруют подложку с покрытием до высоты деформировани подложки без покрыти , выдел ют на ней участок с сохранившимс покрытием и с уче- том деформации аналогичного участ- . ка подложки без покрыти определ .ют адгезионную прочность покрыти .To achieve the goal, according to the method for determining the adhesion strength of a coating applied to the substrate surface, it means that a compressive load is applied to the test specimen as a coated substrate and two adhesives of the coating are judged on its deformation; The form of a truncated cone with a height equal to the diameter of its larger base and angles of cone 30-40, i on the conical surface of one of the KOTopHXi ffaHocHT coatings, compressive load is applied to Jjawk without a coating, deforms it to a predetermined height, and determines the distribution of the substrate deformation in height, then the coated substrate is deformed to the height of the deformation of the uncoated substrate, an area with a preserved coating is isolated on it, taking into account the deformation of a similar section. As uncoated substrates, the adhesive strength of the coating is determined.

Способ осуществл ют следующим , .образом.The method is carried out as follows.

На боковую поверхность одной из двух по.цложек, выполненных кажда в виде усеченного конуса высотой равной диаметру большего его основани и углом конуса 30-40°, нанос т одним из известных способов испытуемое покрытие. Подложку без покрыти размещают ме.жду плоскими плитами и нагружают сжимающей нагрузкой , под действием которой про-исходит деформирование материала подложки. Деформирование подложки осуществл ют в пределах до 30% ее высоты. При этом в материале подложки по ее высоте измен ютс напр жени и деформации, постепенно уменьша сь с увеличением рассто ни от меньшего основани .Характер распределени деформации по высоте зависит о угла при вершине конуса и от.величин упрочнени материала подложки при ее деформировании,В случае выполнени подложки с углом конуса менее . 30 под ложка, по форме выполнени приближаетс к цилиндру и при приложении сжимающей нагрузки тер ет устойчивость в ее средней части, что не дает возможности определить распределение деформации по высоте подложки. .В случае выполнени подложки с углом конуса более 40 подложка не успевает сдеформироватьс по всей ее высоте при приложении сжимаю-щей нагрузки, в то врем как материал , размещенный у меньшего основани , переходит в пластическое состо ние в случае выполнени подложки высотой равной большему диаметру усеченного конуса при ее сжатии возникает устойчива остаточна деформаци . С увеличением степени упрочнени материала подложки используют образец с большим углом при вершине конуса, поскольку упрочнение повышает сопротивление деформировани участков подложки, примыкающих к меньшему основанию, и привод т к выравниванию деформации по высоте подложки . Степень уплотнени материалов подложек определ ют из соотношени предела прочностибдИ предала текучести6(j материала. Если отноше- ние6в/(3д, , то материал упрочн е с слабо, если отношение /бдд(,2, т материал способен сильно упрочн тьс . Дл материалов, упрочн ющихс слабо, угол при вершине конуса выби рают равным или близким к сильно упрочн ющихс материалов - равным 40, дл среднеупрочи ющихс материалов - .в пределах 30-40. После сн ти сжимающей нагрузки с подложки определ ют распределение величины деформации подложки по высоте по известным зависимост м и стро т график распределени деформации по высоте. Затем размещают между плитами подложку с покрыт|1ем и прикладывают сжимающую нагрузку к плитам. Подложку с покрытием деформируют до высоты деформировани подложки без покрыти и снимают на11эузку . Подложку с покрытием осматривают и выдел ют на ней участок с сохранившшис покрытием. В случае когда покрытие сохранилось на всей поверхности подложки, адгези хороша и прочность сцеплени покрыти с подложкой составл ет 100%. В случае , когда часть покрыти отстала о подложки, выдел ют на подложке учас ток с сохранивши 1с покрытием,.опре дел ют его границу с помощью извест ных средств, например линейных изме рений фотографии и т.д.,. наход т на графике распределени деформаций по высоте подложки без покрыти соо ветствующий участок и с учетом деформации на этом участке подложки без покрыти определ ют адгезионную прочность пок{млти с подложкой по формуле беж f . Н, где Е - относительна величина деформации подложки,без покрыти на участке, соответствующем участку подложки с , хранившимс покрытие 1, - модуль упругости или пластичности материала участка подложки. Зна допустимые степени деформации , при которых эксплуатируетс подложка с покрытии,наход т на графике распределени деформаций область, соответствующую участку подложки с сохранившимс на ней покрытием , и определ ют укладываетс ли в эту область допустима степень деформации при эксплуатации. При проектировании новых изделий учитывают сходимость допустимой степени деформации при эксплуатации с областью деформации, соответствующей участку подложки с сохранившимс покрытием при испытании. Изобретение позвол ет повысить точность определени адгезионной прочности сцеплени покрыти с подложкой путем учета распределени деформаций по высоте полложки при ее сжатии и производить оценку допустимой величины деформации в услови х -эксплуатации путем учета деформаций, происход щих в подложке на участке с сохранившимс покрытием при испытании.On the side surface of one of the two pozhestkek, each made in the form of a truncated cone with a height equal to the diameter of its larger base and a cone angle of 30-40 °, the test coating is applied using one of the known methods. The uncoated substrate is placed between flat plates and loaded with a compressive load, under the action of which the substrate material is deformed. The deformation of the substrate is carried out up to 30% of its height. At the same time, stresses and strains in the material of the substrate change along its height, gradually decreasing with increasing distance from a smaller base. The nature of the distribution of strain in height depends on the angle at the apex of the cone and on the amount of hardening of the substrate material when it is deformed. making the substrate with a cone angle of less. 30, in the form of execution, approaches the cylinder and, when a compressive load is applied, loses stability in its middle part, which makes it impossible to determine the distribution of deformation over the height of the substrate. In the case of a substrate with a cone angle of more than 40, the substrate does not have time to deform over its entire height when a compressive load is applied, while the material placed at the smaller base turns into a plastic state in the case of a substrate with a height equal to the larger diameter of the truncated when the cone is compressed, a stable residual deformation occurs. With an increase in the degree of hardening of the substrate material, a sample with a large angle at the tip of the cone is used, since hardening increases the resistance to deformation of the substrate areas adjacent to the smaller base and results in leveling the deformation over the substrate height. The degree of compaction of the materials of the substrate is determined from the ratio of the strength of the dielectric strength to the yield strength6 (j of the material. If the ratio is 6c / (3d, then the material is strengthened with weakly, if the ratio / bdd (, 2, t the material is capable of strongly strengthened. For materials, hardening weakly, the angle at the apex of the cone is chosen equal to or close to highly hardening materials - equal to 40, for medium-hardening materials - from 30 to 40. After removing the compressive load from the substrate, the distribution of the amount of deformation of the substrate along the height is determined known m dependencies and plot the height distortion of the strain. Then place a substrate with a coating of 1m between the plates and apply a compressive load to the plates. The coated substrate is deformed to the height of the substrate deformed without a coating and removed on the 11th pattern. In the case where the coating is preserved over the entire surface of the substrate, the adhesion is good and the adhesion strength of the coating to the substrate is 100%. In the case when a part of the coating has lagged behind the substrate, the site with the coating remaining 1c is separated on the substrate. The boundary is determined using known means, for example, linear measurements of photographs, etc.,. on the graph of the distribution of deformations over the height of the substrate without coating, find the corresponding section and, taking into account the strain on this area of the substrate without coating, determine the adhesive strength of the substrate with the substrate using the beige f formula. H, where E is the relative amount of deformation of the substrate, without a coating in the area corresponding to the substrate section with the stored coating 1, is the modulus of elasticity or plasticity of the material of the substrate portion. Know the allowable degrees of deformation at which the substrate with the coating is used, find on the graph of the distribution of deformations the region corresponding to the substrate with the coating preserved on it, and determine whether the degree of deformation during operation is placed in this region. When designing new products, the convergence of the permissible degree of deformation during operation with the deformation region corresponding to the substrate area with the preserved coating under test is taken into account. The invention improves the accuracy of adhesion adhesion of the coating to the substrate by taking into account the distribution of deformations over the height of the polles when it is compressed and evaluating the allowable amount of deformation under conditions of exploitation by taking into account the deformations occurring in the substrate in the area with the preserved coating during the test.

Claims

METHOD FOR DETERMINING ADHE.ZIONAL COATING STRENGTH APPLIED ON THE SUBSTRATE SURFACE, which consists in applying a compressive load to the test sample in the form of a coated substrate and judging by its deformation the adhesive strength of the coating, which is characterized by to increase the accuracy of determination of adhesion strength and assess the allowable strain in operating conditions, use two substrates in the form of a truncated cone with a height equal to the diameter of its larger base and a cone angle of 30-40 °, on a conical the surface of one of which is coated, a compressive load is applied to the substrate without coating, it is formed to a predetermined height and the distribution of the height of the substrate is determined by height, then the substrate with the coating is deformed to the height of the deformation of the substrate without coating, an area with preserved coating is isolated on it and taking into account the reformation of a similar portion of the uncoated substrate, the adhesive strength of the coating is determined.

the method is to use, so the adhesive, by changing the weight of the washing load is applied to the substrate without coating, deform it to a predetermined height and determine the distribution of the substrate deformation along the 'height, then deform the coated substrate to a deformation height of 5' without coatings, isolate on it a portion with a preserved coating and taking into account the deformation of a similar portion of the substrate without coating, the adhesive strength of the coating is determined.

The method is as follows.

On one side of one of the two substrates, each made in the form of a truncated cone with a height equal to the diameter of its larger base and a cone angle of 30–40 °, is tested using one of the known methods. An uncoated substrate is placed between flat plates and loaded with a compressive load, which undergoes deformation of the substrate material. The deformation of the substrate is carried out in the range up to 30% of its height. In this case, stresses and strains' in the substrate material change along its height, gradually decreasing with increasing distance from the 'smaller base'. Strain distribution pattern adjustment depends on the angle at the vertex of the cone and ot.velichiny, hardening of the substrate material in the case of performing its deformirovanii.V substrate with a cone angle menee.30 ^e prdA spoon embodiment of approaches to the cylinder and upon application of a compressive load loses - stability in its middle part, which makes it impossible to determine the distribution of deformation along the height of the substrate. .In the case of the execution of the substrate with a cone angle of more than 40 °, the substrate does not have time to deform over its entire height when a compressive load is applied, while the material placed at a smaller base passes into a plastic state. In the case of the execution of the substrate with a height equal to the larger diameter of the truncated cone during its compression, a stable residual deformation occurs. With an increase in the degree of hardening of the substrate material, a specimen with a large angle at the apex of the cone is used, since hardening increases the deformation resistance of sections of the substrate adjacent to the smaller base and leads to alignment of the deformation with the height of the substrate. The degree of compaction substrate materials is determined from the ratio limit prochnosti6 _in yield and betrayed 6 _0ιΖ material. If the relation is _