[發明專利]一種涂層樣塊的拉伸試驗工裝及方法

在審

• 申請號: 201910219997.2
• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN109883949A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 李羿含;張清貴;趙陽;王亮
• 申請（專利權）人: 湖北超卓航空科技股份有限公司
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 襄陽中天信誠知識產權事務所 42218
• 代理人: 何靜月

一種涂層樣塊的拉伸試驗工裝及方法，該工裝包括用于與拉力試驗機一端連接的上連接座、用于與拉力試驗機另一端連接的下連接座、用于將涂層樣塊固定于上連接座和下連接座之間的扣環組件；所述涂層樣塊包括基體、涂層，基體與涂層之間的結合處為涂層結合界面；基體為臺階形結構，包括大頭部、與大頭部連接的小頭部，涂層連接于基體的小頭部端部，涂層與基體的大頭部之間形成環形卡槽；所述上連接座、下連接座上分別設有卡槽，扣環組件一端卡于卡槽處，扣環組件另一端卡于涂層樣塊的環形卡槽處。本發明實現了高結合強度涂層結合力準確測試的同時，其試樣通用性好，可以有效代表實際工件狀態，避免傳統錐臺拉伸方法對試樣結構的限制。

技術領域

本發明屬于材料力學性能測試領域，涉及一種涂層樣塊的拉伸試驗工裝及方法。

背景技術

新型的涂層涂覆工藝發展十分迅速，涂層與基材結合強度是評價涂層性能的重要指標。拉開法是測試涂層結合強度的傳統方法：用膠結的方法將涂層試塊粘在拉伸試樣中部，使涂層和基材的結合界面垂直于拉伸試樣軸線；在指定的速度下，對試樣進行拉伸試驗，當拉伸試樣從涂層與基材界面斷裂時，其最大拉伸載荷與界面面積的比值就是涂層結合強度。但是隨著涂層工藝的進步，涂層與基材的結合強度大大提升，現有的拉伸試驗通常會在膠結面處斷裂而不是涂層與基材的結合面處斷裂，導致試驗數據無效，結合強度無法準確測出。

近年來，有用錐臺噴涂的方法進行高強度涂層結合力測試的（參照中國專利公布號：CN 104007065 A，公布日：2014.08.27）。然而，這種方法其工裝與涂層樣件是一體的，其結構與實際工件差異太大，只能識別噴涂工藝條件的穩定性，無法對工件涂層實際結合強度給出定量參考。

發明內容

本發明的目的是針對現況存在的上述問題，提出了一種涂層樣塊的拉伸試驗工裝，本發明所要解決的技術問題是設計涂層樣塊，避免膠結，使涂層與基體結合界面成為試樣中強度最低的部位，拉伸過程中從該界面處斷裂，以保證能準確測定涂層與基體界面結合強度。

本發明的另一目的是提供一種涂層樣塊的拉伸試驗方法。

本發明的技術方案是：一種涂層樣塊的拉伸試驗工裝，包括用于與拉力試驗機一端連接的上連接座、用于與拉力試驗機另一端連接的下連接座、用于將涂層樣塊固定于上連接座和下連接座之間的扣環組件；所述涂層樣塊包括基體、涂層，基體與涂層之間的結合處為涂層與基體結合界面；基體為臺階形結構，包括大頭部、與大頭部連接的小頭部，涂層連接于基體的小頭部端部，涂層與基體的大頭部之間形成環形卡槽；所述上連接座、下連接座上分別設有卡槽，扣環組件一端卡于卡槽處，扣環組件另一端卡于涂層樣塊的環形卡槽處；所述扣環組件包括由左半扣環、右半扣環組成的扣環、用于鎖緊左半扣環、右半扣環的扣環鎖。

所述扣環兩端均設有徑向向內延伸的凸緣，一凸緣與上連接座或下連接座的卡槽相配合，另一凸緣與涂層樣塊的環形卡槽相配合，扣環內槽卡于上連接座或下連接座的卡槽與涂層樣塊的環形卡槽之間。

所述扣環鎖為筒狀結構，扣環鎖遠離涂層樣塊端有徑向向內延伸的定位凸緣。

所述左半扣環與右半扣環相對稱設置。

所述扣環組件為兩組，一組扣環組件與上連接座相對應，另一組扣環組件與下連接座相對應。

兩組扣環組件的尺寸大小不同。

兩組扣環組件上分別設有標識。兩組扣環組件尺寸不同、設置標識，可防止扣環組件混用對試驗精度的影響，一對扣環是一個帶內槽的圓筒從中切開，可以保證各臺階尺寸一致；若是混用，分兩次加工的加工誤差，會導致左右扣環尺寸的微小偏差，在拉伸時涂層樣塊受力會存在不對成，對精度有一定影響。

所述上連接座、下連接座與拉力試驗機螺紋連接。

所述扣環鎖可沿扣環外壁軸向移動。

一種涂層樣塊的拉伸試驗方法，包括以下步驟：