Метода испитивања дебљине оксидног филма и тврдоће компоненти алуминијумских легура аутомобила

Анодни оксидни филм на деловима аутомобила од алуминијумских легура делује као слој оклопа на њиховој површини. Он формира густи заштитни слој на површини алуминијумске легуре, повећавајући отпорност делова на корозију и продужавајући њихов век трајања. У међувремену, оксидни филм има високу тврдоћу, што може побољшати отпорност површине алуминијумске легуре на хабање.

Анодни оксидни филм алуминијумске легуре карактерише се релативно малом дебљином и релативно високом тврдоћом. Потребно је одабрати опрему за испитивање погодну за микро тврдоћу како би се избегло оштећење слоја филма удубљивачем. Стога препоручујемо употребу микро Викерсовог тврдомера са силом испитивања од 0,01-1 kgf за испитивање његове тврдоће и дебљине. Пре Викерсовог теста тврдоће, радни предмет који се испитује мора се претворити у узорак. Потребна опрема је металографска машина за монтирање (овај корак се може изоставити ако радни предмет има две равне површине) за монтирање радног предмета у узорак са две равне површине, а затим се узорак брусити и полирати металографском машином за брушење и полирање док се не постигне сјајна површина. Машина за монтирање и машина за брушење и полирање приказане су на слици испод:

1. Кораци припреме узорка (применљиво за испитивање тврдоће и дебљине)

1.1 Узорковање: Исеците узорак приближно 10 мм × 10 мм × 5 мм са компоненте која се испитује (избегавајући подручје концентрације напона компоненте) и уверите се да је површина за испитивање оригинална површина оксидног филма.

1.2 Монтирање: Монтирајте узорак помоћу врућег материјала за монтажу (нпр. епоксидне смоле), откривајући површину оксидног филма и попречни пресек (попречни пресек је потребан за испитивање дебљине) како бисте спречили деформацију узорка током брушења.

1.3 Брушење и полирање: Прво, извршите корак по корак мокро брушење брусним папирима гранулације 400#, 800# и 1200#. Затим полирајте дијамантским пастама за полирање гранулације 1μm и 0,5μm. На крају, уверите се да је спој између оксидног филма и подлоге без огреботина и јасно видљив (попречни пресек се користи за посматрање дебљине).

2. Метода испитивања: Викерсова метода микротврдоће (HV)

2.1 Основни принцип: Користите дијамантски пирамидални увлакач да бисте применили мало оптерећење (обично 50-500 г) на површину филма да бисте створили удубљење и израчунали тврдоћу на основу дијагоналне дужине удубљења.

2.2 Кључни параметри: Оптерећење мора одговарати дебљини филма (изаберите оптерећење < 100 г када је дебљина филма < 10 μм како бисте избегли продирање удубљења у подлогу)

Кључно је одабрати оптерећење које одговара дебљини филма и спречити прекомерно оптерећење да продре у оксидни филм, што би довело до тога да измерени резултати укључују вредност тврдоће подлоге од легуре алуминијума (тврдоћа подлоге је много нижа од тврдоће оксидног филма).

Ако је дебљина оксидног филма 5-20μm: Изаберите оптерећење од 100-200g (нпр. 100gf, 200gf), а пречник удубљења мора бити контролисан унутар 1/3 дебљине филма (на пример, за дебљину филма од 10μm, дијагонала удубљења ≤ 3,3μm).

Ако је дебљина оксидног филма < 5μm (ултратанки филм): Изаберите оптерећење испод 50g (нпр. 50gf) и мора се користити објектив са великим увећањем (40x или већим) за посматрање удубљења како би се избегло продирање.

Приликом спровођења теста тврдоће, позивамо се на стандард: ISO 10074:2021 „Спецификација за тврде анодне оксидне премазе на алуминијуму и легурама алуминијума“, који јасно одређује силе испитивања и опсеге тврдоће који се користе при мерењу различитих врста оксидних премаза микро Викерсовим тестером тврдоће. Детаљне спецификације су приказане у табели испод:

Табела: Вредности прихватања за Викерсов тест микротврдоће

Напомена: За оксидне филмове дебљине веће од 50 μm, њихове вредности микротврдоће су релативно ниске, посебно спољашњи слој филма

2.3 Мере предострожности:

За исту компоненту, треба измерити 3 тачке у свакој од 3 различите области, а просечну вредност 9 тачака података треба узети као коначну тврдоћу како би се избегао утицај локалних дефеката филма на резултате.
Ако се на ивици удубљења појаве „пукотине“ или „замућене површине“, то указује да је оптерећење превелико и да је продрло кроз слој филма. Оптерећење треба смањити и поново извршити тест.