[發明專利]一種鋁基復合材料表面涂鍍層結合力和耐磨性的測試方法

在審

• 申請號: 201711401433.8
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108267377A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 趙月紅
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

本發明屬于鋁基復合材料表面鍍層性能測試技術領域，具體涉及一種鋁基復合材料表面涂鍍層結合力和耐磨性的測試方法。具體操作：將一定數量的鋁基復合材料鍍層零件裝入有磨料和研磨潤滑液的轉筒中，通過轉筒傾斜轉動，實現鍍層零件與磨料翻滾、碰撞、摩擦，轉動結束后檢驗零件邊角鍍層脫落情況和磨損失重數據，以此評判涂鍍層的結合力和耐磨性。對轉筒的傾斜角度是按軸向傾斜角度α為5?45°，轉速r為5?300轉/min。本發明不僅可以有效評估鋁基復合材料表面鍍層各個部位的結合力，特別是零件邊角處鍍層結合力薄弱的部位；同時，由于過程中使用了磨料，也可對鍍層的耐磨性給予有效評估。

技術領域

本發明屬于鋁基復合材料表面鍍層性能測試技術領域，具體涉及一種鋁基復合材料表面涂鍍層結合力和耐磨性的測試方法。

背景技術

鋁基復合材料除具有普通鋁合金的優良性能之外，還具有低膨脹、高導熱、高模量、高比剛度、高比強度等特點，在航空、航天、電子、能源、交通等領域有著較為廣泛的應用。由于其組織結構的特殊性，鋁基復合材料耐蝕性能常不盡人意；在高比強度，高比剛度的應用環境中，其表面耐磨性能也常常不能滿足要求。在其表面涂覆能夠提高其表面耐磨性和耐腐蝕性的金屬基鍍層是保證鋁基復合材料良好應用行之有效的方法之一，如鎳基鍍層。

鍍層與基體結合力是評價鍍層材料性能的重要指標。沒有良好的結合力，就不能確保鍍覆層的有效使用。鍍層結合力是指鍍層與基體金屬或中間鍍層的結合強度，即單位表面積的鍍層從基體金屬或中間鍍層上剝離所需要的力。GB/T 5270--2004《金屬基體上的覆蓋層(電沉積層和化學沉積層)附著強度試驗方法》規定了多種測試方法。這些方法對評價鋁基復合材料表面鍍層結合力并不適用。如劃線法更多適用于硬度較小的涂鍍層，鎳基鍍層和鎳基復合鍍層顯微硬度值較高，難以實現有效的劃線；彎曲法適用于可彎曲的薄基材表面的涂鍍層，鋁基復合材料比剛度高，柔韌性差，難以實現基材的有效彎曲；膠帶法適用于結合力較小涂鍍層，不適于本身要求結合力相對較高的耐磨鍍層；熱震法適用于鍍層與基體熱漲性能差異顯著的涂鍍層，鋁基復合材料本身與鎳基鍍層熱漲系數相近，很難有效評價結合力的差別；銼刀法是破壞性檢測方法，同時鍍層的受力狀態應與耐磨的服役要求相匹配，測試結果不適用耐磨鍍層。因此，對于鋁基復合材料表面耐磨鍍層結合力的評價，目前還沒有有效的方法。劃痕試驗是近年來發展的測試鍍層結合力的新方法。這種方法配合噪聲測試技術可以對涂鍍層的結合力給出定量評價，但僅適用于平整表面。劃痕試驗評價結合力目前多在試驗研究中使用。

而事實上，作為可服役使用的耐磨鍍層，其破損失效起始部位并非平整表面，常常是從零件的邊角部位破損，進而延展，導致鍍層整體失效。零件邊角部位的鍍層也常常是結合力較弱的鍍層部位，因此鍍層脫落失效常常出現在零件邊角部位。即使劃痕法評價鍍層結合力很高，但鍍層服役過程中，還是會出現零件邊角部位鍍層優先脫落進而導致整體鍍層失效的現象。因此適合于平整表面鍍層結合力的劃痕法評價結果并不能真實反應零件各個部位鍍層的結合力，特別是零件邊角結合力薄弱的鍍層部位。

發明內容

本發明的目的在于克服現有測試技術的不足，提供一種鋁基復合材料表面涂鍍層結合力和耐磨性的測試方法。其具體操作：將一定數量的鋁基復合材料鍍層零件裝入有磨料和研磨潤滑液的轉筒中，通過轉筒傾斜轉動，實現鍍層零件與磨料翻滾、碰撞、摩擦；轉動結束后，檢驗零件邊角鍍層脫落情況和鍍層磨損失重數據，以此評判涂鍍層的結合力和耐磨性。

所述對轉筒的傾斜是按軸向傾斜，角度為5-45°。

所述轉筒的轉速是5-300轉/min。

所述磨料為剛玉、碳化硅、氧化鋯、石英砂、不銹鋼中的任一種。

所述磨料體積占轉筒內容積的40-95％。

本發明的有益效果如下：