Съемник навичивают на резьбу хвостовика штифта до упора в матрицу. Дальнейшим навинчиванием съемника, при одновременном удерживании матрицы неподвижной, легко извлекают штифт. Закрепив съемник на штифте с помощью стопорного винта М4, используют его как рукоятку для притирания штифта к отверстию в матрице. Притиранием достигают свободного выпадения штифта из отверстия в матрице под действием его собственного веса. Опять продувают детали образца сжатым воздухом, обезжиривают, протирают, собирают, как показано на рис. 1, измеряют высоту с погрешностью не бодре ± 0,01 мм с помощью микрометра.
Значение высоты каждого образца записывают в протокол испытаний. Опять обезжиривают поверхности торцов образцов, на которые напыляют покрытие, после чего образцы устанавливают в приспособление для напыления покрытия (рис. 10 и 11).
Операции с образцами рекомендуется выполнять в чистых хлопчатобумажных или резиновых хирургических перчатках, чтобы не загрязнять поверхности, на которые напыляют покрытие.
Чехол образца (рис. 6) служит для удержания штифта и матрицы в собранном положении, не создавая перекосов и сдвигов при сборке, дальнейших подготовительных операциях и снятии его с матрицы перед испытанием прочности сцепления. Он препятствует попаданию абразивных частиц в зазоры штифта и матрицы снизу при струйно-абразивной подготовке поверхности напыления. Чехол препятствует попаданию отраженных частиц напыляемого материала в зазоры штифта и матрицы снизу, а также на поверхности, которые служат для посадки образцов в приспособление для испытанця-
Чехол предохраняет штифт от ударов при транспортировке образцов от места напыления покрытия до места испытаний. Чехол служит для крепления образцов в приспособлении вс время шлифовки, абразивноструйной обработки и напыления покрытия.Приспособление для напыления покрытия при продольном перемещении
образцов под струей напыляемого материала
Неуказанные предельные отклонения размеров: Я14, Л14, ± —
Рис. 10
Приспособление для напыления покрытия при вращательном перемещении образцов под струей напыляемого материала
Неуказанные предельные отклонения размеров: //14, Л14, ± —Напыление покрытия производят при продольном или вращательном перемещении образцбв под струей напыляемого материала, в соответствии с требованиями нормативно-технической документации на качество и испытания покрытий. Для этого рекомендуется использовать приспособления, показанные на рис. 10 и 11.
Образцы в сборе с чехлом вставляют в посадочные отверстия диаметром 18 мм до упора матрицы в поверхность приспособления (показано пунктиром на рис. 10 и 11). Образцы в приспособлениях для напыления стопорятся винтами Мб.
Скорость перемещения образцов при напылении покрытия задается, исходя из того, чтобы обеспечить соответствие режима напыления покрытия на образцы режиму напыления покрытия на конкретные детали. При необходимости устранения перегрева образцы, так же как и детали, во время напыления покрытия обдувают сжатым воздухом для охлаждения. Тепловой режим напыления покрытия на образцы и детали рекомендуется контролировать с помощью термопар. Подбор режимов напыления на образцы выполняют ш вставленных в приспособление для напыления, “бобышках” — деталях, по форме и внешним размерам соответствующих образцам в собранном состоянии. Бобышки изготавливают из металла одной группы с маталлом штифта и матрицы.
Все указанные приспособления рассчитаны на, 12 образцов.
Перед проведением испытаний прочности сцепления в условиях высоких температур на воздухе производят проверку возможности заклинивания штифта в отверстии матрицы из-за образования оксидов на сопрягаемых поверхностях. С целью проверки нагреву подвергают несколько контрольных образцов. Нагрев контрольных образцов осуществляют аналогично нагреву образцов с покрытием во время испытаний прочности сцепления. Обычно никакого уси*я для извлечения штифта из матрицы после нагрева контрольных образцов не требуется. Штифт свободно выходит из отверстия, несмотря на то, что поверхности действительно частично подвергаются окислению, которое визуально легко заметить по изменению их цвета. В случае, если после пробного нагрева контрольных образцов не удается легко вытянуть штифт из матрицы руками, то его извлекают с помощью испытательной машины или с помощью съемника (рис. 13). С помощью испытательной машины можно определить усилие заклинивания от нагрева и окисления. После этого окислившиеся сопрягаемые поверхности штифта 4Ьтрицы вздоино притирают, добиваясь возможности свободного их взаимного перемещения. Затем эти образцы снова подвергают повторным испытаниям на нагрев и заклинивание от окисления. Раз окисленные и притертые после этого друг к другу сопрягаемые поверхности от повторного нагрева не заклинивают. Поэтому такой процедуре предварительной подготовки подвергают уже все образцы, предназначенные для высокотемпературных испытаний, у которых при нагреве возможно закли-нивание штифта в отверстии матрицы от образования оксидов на сопрягаемых поверхностях.
Поскольку при такой предварительной подготовке окисляется и поверхность напыления, то после нагрева и окисления образцы устанавливают в приспособление для шлифовки и шлифуют напыляемую поверхность, сошлифовывая окисленный слой. После этого производят струйно-абразивную подготовку поверхности напыления, разборку, обдувку, обезжиривание, протирку, сборку, т.е. все необходимые операции, какие выполняют перед напылением покрытия, о чем щла речь в п. 2.5.
Все образцы клеймят цифрами (ГОСТ 2930), указывающими порядковый номер образца. Клеймение производят в местах ориентировочно отмеченных на рис. 2-6 пунктиром как зона маркировки. Точное место клеймения на образцах настоящим стандартом не регламентируется.
Высоту образца в собранном с чехлом положении замеряют до и после напыления покрытия. Результаты измерений фиксируют в протоколе испытаний и определяют по ним толщину напыленного слоя отдельно для каждого образца.
Средства испытаний и измерений
Разрывная испытательная машина должна соответствовать следующим требованиям:
наибольшая предельная нагрузка 1000 Н
наименьшая предельная нагрузка 10 Н
пределы допускаемой относительной погрешности приложения нагрузки к образцу не более 2 %
возможность перемещения активнойзахвата,
со скоростью 1-2 мм/мин
рабочий ход активного захвата, не менее 50 мм
цена единицы наименьшего разряда цифрового индикатора нагрузки дискретных отсчетных устройств для машины не более 0,1 %
При проведении испытаний в вщвМме степей^азрежения в вакуумной камере от 1 .ЗЗкІО’1 до 1 ,ЗЗх10’2 П<£
Микрометры должны соответствовать требованиям ГОСТ 6507.
Преобразователи термоэлектрические (термопары) должны соответствовать требованиям ГОСТ 3044.
Преобразователи измерительные (класс точности не ниже 0,1) для термопар должны соответствовать ГОСТ 13384.
/5
/4
Схема установки образца в центирующем устройстве при высокотемпе-
ратурных испытаниях прочности сцепления покрытий
— верхняя тяга испытательной машины;
— опорная проушина; 3 — двупризматическая опора; 4 —опорное коромысло;
5 — правая опорная призма; 6 — (/-образная опора для образца; 7 — токопроводящий (медный, водоохлаждаемый) электрод; S — прижимной клин для крепления нагревательного элемента к единообразном пазу токопроводящего электрода; 9— покрытие на образце; 10 — матрица образца;
11 — штифт образца; 12 — захват-дву шарнирная муфта; 13 — переходник к нижней тяге испытательной машины; 14— нижняя тяга испытательной машины; 15 — нагревательный омегаобразный элемент; 16 — левая опорная призма; 17 — винты крепления призм 5 и 16 к (/-образной опоре образца;
18 — термопараСъемник
Захват
11
2
Неуказанные гіредельные отклонения размеров: Н14, Л14, ±
Рис. 1
3
Неуказанные предельные отклонения размеров: Я14, Л14, ± ?
Рис. 14
Переходник
11
2
Неуказанные предельные отклонения размеров: /Л 4, Л14,
±Крепление и нагружение образца в испытательной машине рекомендуется производить с помощью приспособления (аксиатора), центрирующего, прикладываемое к ютифту усилие. На рис. 12 показана схема центрирования нагружающего усилия с поммцыо аксиатора, подвешенного на призматических опорах. Нижняя тяга испытательной машины сопрягается се яггифтом образца с помощью захвата 12 и сферического переходника 13, ферма и размеры которых представлены на рис. 14 и 15.
На рис. 15 буквами А, Б, 1, Г, Д обозначены размеры, которые выбирают, исходя из размеров переходных элементов нижней тяги испытательной мамины.
Все детали, показанные на рис. 12, представлены в масштабе, соответствующем масштабу образца.
Допускается применение аксиатора другого типа, а также крепление и испытание образцов без аксиатора, если в машине для испытаний обеспечивается соосное приложение растягивающего усилия.
Нагревательное приспособление может быть любого типа, обеспечивающее нагрев образца с поверхности, за исключением нагрева с помощью токов высокой частоты (TR4).
На рис. 12 показан нагревательный элемент 15, выполненный из пластины металлаДисиользуют никель, нихром, молибден, вольфрам, тантал) . Согнутый оммюобразно нагревательный элемент охватывает образец и крепится в двух медных вфдохлаждаемых токопроводящих электродах 7. При использовании для изготовления нагревателя тугоплавких металлов, : быстро окисляющихся на воздухе при нагреве, испытания производятся в вакууме или в защитной среде инертного газа. Для этого образец с аксиатором, нагревателем, захватами и тягами помещают в вакуумной камере.
Прс^шние испытаний
Испытания проводі^Тсоответствии с требованиями нормативно-технической документации на контроль прочности сцепления покрытий. Прочность сцепления покрытия с основой оценивают по результатам испытаний 12 одновременно и совместно подготовленных и напыленных покрытием образцов. Такое количество образцов необходимо испытывать для получения достоверности конечного результата оценки среднего арифметического определяемой прочности сцепления покрытия с основой с доверительными границами интервала не более ± 10 % при вероятности 0,95.
Пределы допускаемого значения относительной погрешности измерения усилия на образце при испытаниях должны быть не более ± 2 %.
По технологии подготовки образцов к напылению, способу и режимам напыления покрытия и результатам испытаний прочности сцеплениясоставляется соответствующий протокол испытаний. В протоколе испытаний должны быть указаны температура испытаний, среда (воздух, вакуум, защитный инертный газ), скорость нагрева, время выдержки при нагреве и др.
Испытания проводят при кратковременном нагружении со скоростью перемещения нагружающей тяги испытательной машины 1-2 мм/мин.
Испытания проводят при заданных на поверхности образца температурах до 1770 К на воздухе, в защитной инертной среде или вакуум'- в зависимости от указаний в нормативно-технической документации на требования, предъявляемые к качеству покрытий. Пределы допускаемой погрешности автоматического поддержания температуры должны быть не более ±0,5 % от заданного значения температуры при доверительной вероятности 0,95.
При отсутствии указаний о продолжительности цдгрева до температуры испытаний и времени выдержки в нагретом состоянии время нагрева и выдержки должно быть не более 5-7 мин каждое.
Измерение температуры на образце осуществляют с поверхности покрытия с помощью термопары. Спай термопар закрепляют контактной сваркой или механическим прижатием к поверхн^цр покрытия.
Во время проведения испытани*»регистрируют максимальную нагрузку, при которой произошел отрыв торца штифта от слоя покрытия. Такую регистрацию рекомендуется делать в графическом виде на автоматически записывающем приборе типа Л КД, ПДП-002, Н307/1, Н307/2, НЗО7/Зидр.
Обработка результатов
Результаты испытаний подвертод* статистической обработке по СТ СЭВ 816.
Протокол испытаний
Форма представления результатов испытаний должна соответствовать требованиям приложения. *
Протокол испытаний должен содержать следующие сведения:
время подготовки образцов к напылению покрытия (год, месяц, дата, час, минуты);
способ подготовки образцов к напылению покрытия (шлифовка, струйно-абразивная обработка: корунд, кварцевый песок, чугунная дробь; давление воздуха от компрессора, угол атаки, продолжительность обработки, глубина рельефа после обработки (ГОСТ 2789); обезжиривающий состав: спирт-ректификат, бензин чистый и др.);время напыления покрытия на образцы с указанием продолжительности периода между подготовкой поверхности и напылением покрытия;
— высота образца после подготовки поверхности, мм;
высота образца после напыления покрытия, мм;
толщина покрытия как радцрсть двух предыдущих величин, мм;
применяемые образцы^шрическая или цилиндрическая форма штифта;
диаметр торца штифта (2 или 3 мм);
материал' образца (марка или химический состав, сведения о термообработке материала до изготовления образцов, его твердость);
наименование установки, на которой производится напыление покрытия на образцы;
материал, используемый для напыления покрытия;
условия напыления покрытия;
используемый газ (например, ацетилен);
тип пламени (например, нейтральный);
распыляющее вещество (например, воздух, водород);
давление распыляющего газа, МПа (Н/мм2);
энергетические параметры напыления по приборам установки (например, напряжение. В, ток. А);
дистанция напыления, мм;
способ размещения образцов при напылении (например, в плоском приспособлении 12 шт. или в приспособлении для вращения образцов во время напыления);
способ напыления (например, сканирующее перемещение напыляющего сопла над образцами, расположенными в плоском приспособлении, напыление за один проход, обдувка образцов сжатым воздухом для охлаждения в процессе напыления покрытия в последовательных стадиях и др.);
температура испытания, К (°С);
время нагрева и время выдержки в нагретом состоянии, мин;
скорость перемещения нагружающей тяги, мм/мин;
максимальное усилие отрыва торца штифта от слоя покрытия, Н;
площадь торца штифта, мм2; *
вид отрываЧнапримрр, адгезионный по границе раздела покрытия и основы; смешанный; когезионный по слою покрытия; прорыв — образование сквозного отверстия в йяое покрытия);
