Методика выполнения работы

Прочность сцепления покрытий определяется по методике отрыва конического штифта (рис. 3.10). Образец для испытаний представляет собой основу 1 с центральным коническим отверстием, в которое вставляется штифт 2. Конический профиль сопрягаемых поверхностей обеспечивает минимальный зазор между штифтом и основой и их соосную установку. Напыление слоя покрытия на основу в сборе со штифтом (при их взаимном фиксировании двумя винтами) производится в планшайбе специальной конструкции, на которой укрепляются одновременно четыре образца в собранном виде (рис. 3.11). Планшайба вращается с постоянной линейной скоростью 15,7 м / мин во вращателе, чем обеспечивается одинаковая толщина покрытий (0,9 - 1,0 мм) на всех образцах при одном и том же времени работы распылителя в каждом эксперименте. Материал штифта и основы – термообработанная сталь 45 (закалка + высокий отпуск).

Рис. 3.10. Схема испытания покрытий на прочность сцепления:

1 – стальная основа; 2 – конический штифт; 3 – покрытие;

4 – закрепляющее приспособление разрывной машины

Рис. 3.11. Конструкция планшайбы для установки под напыление образцов для испытания покрытий на прочность сцепления

                                    а                                               б

Рис. 3.12. Конструкция образца для определения когезионной прочности покрытий при растяжении: а – образец с напыленным покрытием; б – сборка образца под напыление; 1 – покрытие; 2, 3 – втулки с внутренней резьбой;

4 – центрирующий винт; 5 – патрон токарного станка

Испытания проводятся на разрывной машине РМУ-005-1. Прочность сцепления покрытий с основой определяется как отношение величины нагрузки, при которой происходит отрыв штифта от покрытия, к площади напыленного торца штифта:

,                                               (3.1)

где Р – величина разрушающей нагрузки;

d – диаметр торца штифта.

Конструкция разрывной машины обеспечивает плавное изменение нагрузки от 0 до 50 кг. Величина усилия, прикладываемого к штифту, определяется по показаниям стрелочного индикатора. В машине имеется три диапазона изменения нагрузки: 0 - 10кг (шкала А); 0 - 25кг (шкала В); 0 - 50кг (шкала С). Переключение диапазонов изменения нагрузки осуществляется рукояткой на панели управления машины. После отрыва штифта от покрытия нагружающий механизм машины автоматически отключается, а неподвижная стрелка индикатора показывает величину разрушающей нагрузки.

Когезионная прочность покрытий определяется следующим образом. Вдоль кольцевого стыка двух полых центрированных цилиндрических образцов наносится кольцевой валик покрытия (рис. 3.12). Затем на разрывной машине определяется усилие разрыва напыленной цилиндрической оболочки и рассчитывается величина когезионной прочности как отношение разрушающей нагрузки к площади поперечного сечения покрытия.