SU1580229A1

SU1580229A1 - Method of nondestructive inspection of adhesive of protective coatings

Info

Publication number: SU1580229A1
Application number: SU874266388A
Authority: SU
Inventors: Виктор Александрович Помазкин; Сагит Сабитович Якупов; Фаик Губаевич Узенбаев; Лев Леонидович Ильичев; Леонид Андреевич Жураковский; Сергей Петрович Письменюк
Original assignee: Оренбургский политехнический институт
Priority date: 1987-06-22
Filing date: 1987-06-22
Publication date: 1990-07-23

Abstract

Изобретение относитс к способам контрол адгезионной прочности покрытий в области машиностроени . Целью изобретени вл етс повышение производительности контрол путем создани в образце, выполненном в виде подложки (детали) с покрытием, однородных раст гивающих напр жений, не привод щих к разрушению покрыти , и увеличени диапазона регистрируемых значений адгезионной прочности. С этой целью на образцы по всей его поверхности формируют технологический по сок, свободный от покрыти и смещенный относительно центра к одному из его торцов. Затем его подвергают действию механических напр жений, направленных вдоль границы раздела покрытие - подложка (деталь). Об адгезионной прочности суд т по величине механических напр жений, при которых резко возрастает интенсивность акустической эмиссии. 2 ил.The invention relates to methods for controlling the adhesion strength of coatings in the field of mechanical engineering. The aim of the invention is to increase the control performance by creating in a sample made in the form of a coated substrate (part), uniform tensile stresses that do not destroy the coating, and increasing the range of recorded adhesion strengths. For this purpose, the process juice is formed on the samples over its entire surface, free of coating and shifted from the center to one of its ends. It is then subjected to mechanical stresses directed along the interface of the coating to the substrate (part). The adhesive strength is judged by the magnitude of the mechanical stresses at which the intensity of the acoustic emission rises sharply. 2 Il.

Description

Изобретение относитс к области машиностроени , в частности к тем его разделам, где с целью улучшени служебных качеств изделий на их поверхности нанос т защитные покрыти и может быть использовано в газодобывающей , химической, авиационной промышленности, в автотранспортном строительстве, в точном машиностроении и других област х народного хоз йства , где необходима, оценка качества покрытие - деталь (пленка - подложка , адгезив - субстрат).The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to those sections where protective coatings are applied on their surface in order to improve the performance of products and can be used in the gas, chemical, aeronautical industry, automotive construction, precision engineering and other areas. national economy, where necessary, quality assessment of the coating - part (film - substrate, adhesive - substrate).

Целью изобретени вл етс повышение производительности контрол путем создани в образце однородных раст гивающих напр жений, не привод щих к разрушению покрыти , и увеличение диапазона регистрируемых значений адгезионной прочности путем получени интегральной ее оценки.The aim of the invention is to increase the productivity of the control by creating uniform tensile stresses in the sample that do not destroy the coating and to increase the range of recorded values of adhesive strength by obtaining an integral assessment of it.

На фиг о 1 представлена диаграмма зависимости интенсивности акустической эмиссии от величины внешней нагрузки дл образца без покрыти ; на фиг. 2 - то же, дл образца с покрытием .Fig. 1 shows a diagram of the dependence of the intensity of acoustic emission on the magnitude of the external load for an uncoated sample; in fig. 2 - the same for the coated sample.

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

На подложку или на реальную деталь нанос т защитное покрытие по всей поверхности за исключением двух противоположных торцов, причем предварисдA protective coating is applied to the substrate or to the real part over the entire surface with the exception of two opposite ends, with

0000

о to 1Cabout to 1C

соwith

тельно на образце формируют технологический по сок, свободный от покрыти и смещенный от центра образца к одному из его торцов, затем подвергают образец действию механических деформаций, направленных вдоль границы раздела покрытие - подложка, возрастающих до границы упругости материала подложки, и регистрируют величину механических напр жений в образце , при которой резко возрастает интенсивность сигналов акустической эмиссии.On the sample, a process liquid is formed on the sample that is free from the coating and shifted from the center of the sample to one of its ends, then exposes the sample to mechanical deformations directed along the coating-substrate interface, increasing to the elastic boundary of the substrate material, and the value of mechanical stresses in a sample in which the intensity of acoustic emission signals increases dramatically.

В основу предлагаемого способа , положено то, что первые сигналы акустической эмиссии образцов, выполненных из обычных конструкционных и инструментальных сталей, возникают при напр жени х, близких к пределу текучести материала, а при деформации образцов, на поверхность которых нанесено тонкопленочное покрытие, достаточно высока акустическа активThe proposed method is based on the fact that the first acoustic emission signals of samples made from ordinary structural and tool steels occur at voltages close to the yield strength of the material, and when the samples are deformed, a thin-film coating is applied to the surface. assets

5five

00

формируют технологический по се представл ющий собой кольцо шириной 2 мм, не имеющее пленочного покрыти , подвергают деформации раст жени с помощью машины бесшумного нагружени . Механическое напр жение в образце нарастает линейно со скоростью 5 мПа/с. Сигналы акустической эмиссии регистрируют измерительным трактом, в котором они преобразовываютс пьезоэлектрическим датчиком из титана бари , закрепленным непосредственно на образце, в электрические импульсы, которые регистрируютс измерителем частоты импульсов ИЧИ-1М, позвол ющим также вести запись параметров сигнала A3 в аналоговой форме. Деформацию образца регистрируют с помощью тен- зостанции ТА-5. Снимают зависимость активности АЭ (суммарное количество импульсов в единицу времени) от величины внешней нагрузки, создаваемой в образце. По диаграмме, регистрируеform a process of a 2 mm wide ring, which does not have a film coating, is subjected to tensile deformation using a silent loading machine. The mechanical stress in the sample increases linearly at a speed of 5 MPa / s. Acoustic emission signals are recorded by a measuring path in which they are converted by a barium titanium piezoelectric sensor attached directly to the sample into electrical pulses, which are recorded by a pulse frequency meter ICI-1M, which also allows you to record the parameters of the A3 signal in analog form. The deformation of the sample is recorded using a TA-5 power station. The dependence of the AE activity (total number of pulses per unit time) on the magnitude of the external load created in the sample is removed. According to the chart, register

ность наблюдаетс уже при напр жени х 25 мой на двухкоординатном самописцеThis is already observed at a voltage of 25 mine on a two-coordinate recorder.

в 1, раза меньших предела упругости материала субстрата. Когда величина создаваемых в образце механических напр жений становитс соизмерима с величиной адгезионной прочности покрыти , возникают элементарные отслоени пленок - по вл ютс первые сигналы акустической эмиссии. Образование этих отслоений вл ютс результатов возникновени сдвиговых трещин или трещин скольжени . При увеличении раст гивающей нагрузки с посто нной скоростью трещины скольжени развиваютс устойчиво и, начина с некоторого критического значени раст гивающих напр жений, -резко возрастает интенсивность сигналов акустической эмиссии (АЭ). Величина механической нагрузки, котора возникает в адгези- ве при деформации образца, вызывающа резкое увеличение интенсивности сигналов АЭ, и характеризует адгезионную прочность покрыти .1, times smaller elastic limit of the substrate material. When the magnitude of the mechanical stresses created in the sample becomes comparable with the adhesive strength of the coating, elemental peeling of the films occurs — the first acoustic emission signals appear. The formation of these delaminations are the results of the occurrence of shear cracks or slip cracks. With an increase in the tensile load with a constant velocity, the slip cracks develop steadily and, starting with a certain critical value of the tensile stress, the intensity of the acoustic emission signals (AE) increases dramatically. The magnitude of the mechanical load that occurs in the adhesive during deformation of the sample, causing a sharp increase in the intensity of AE signals, and characterizes the adhesive strength of the coating.

Пример . Дл осуществлени способа стандартные образцы из стали 20, на 50% которых нанесено ионно- плазменное покрытие из нитрида титана толщиной около 7 мкм, около одного из торцов каждого образца с покрытиемAn example. For carrying out the process, standard specimens of steel 20, 50% of which are coated with an ion-plasma coating of titanium nitride with a thickness of about 7 microns, about one of the ends of each coated specimen

ПДП-, определ ют величину деформации, при которой возрастает скорость счета импульсов.FEP-, determine the amount of deformation at which the pulse counting rate increases.

Claims

Invention Formula

The method of non-destructive testing of the adhesion strength of protective coatings, which consists in coating the substrate over the entire surface with the exception of two opposite ends, creates mechanical stresses in the sample and records the acoustic emission signals (A3), and on adhesion strength by a parameter which is determined at the moment of a sharp increase in intensity A3, characterized by

By the fact that, in order to increase the control performance and increase the range of recorded adhesive strength values, the process juice is formed on the sample, clear of the coating and shifted from the center to one of the sample ends, mechanical stresses create a substrate-substrate perpendicular to the interface ska and choose them as a parameter of adhesive strength.

& MPa # XO200100

1

d, wa

WO300200100

FIG. Z

N.unn / c 80