Automobiļu alumīnija sakausējuma komponentu oksīda plēves biezuma un cietības testēšanas metode

Automobiļu alumīnija sakausējuma detaļu anodiskā oksīda plēve darbojas kā bruņas slānis uz to virsmas. Tā veido blīvu aizsargslāni uz alumīnija sakausējuma virsmas, uzlabojot detaļu izturību pret koroziju un pagarinot to kalpošanas laiku. Tikmēr oksīda plēvei ir augsta cietība, kas var uzlabot alumīnija sakausējuma virsmas nodilumizturību.

Alumīnija sakausējuma anodiskā oksīda plēve ir raksturojama ar relatīvi mazu biezumu un relatīvi augstu cietību. Lai izvairītos no plēves slāņa bojājumiem ar iespiešanas ierīci, ir jāizvēlas piemērota mikrocietības pārbaudei paredzēta testēšanas iekārta. Tāpēc cietības un biezuma pārbaudei iesakām izmantot mikro Vikersa cietības testeri ar testa spēku 0,01–1 kgf. Pirms Vikersa cietības testa testējamā sagatave ir jāizgatavo par paraugu. Nepieciešamais aprīkojums ir metalogrāfiskā montāžas iekārta (šo soli var izlaist, ja sagatavei ir divas plakanas virsmas), lai uzstādītu sagatavi paraugā ar divām plakanām virsmām, pēc tam paraugu slīpē un pulē ar metalogrāfisko slīpēšanas un pulēšanas iekārtu, līdz tiek iegūta spīdīga virsma. Montāžas iekārta un slīpēšanas un pulēšanas iekārta ir parādītas attēlā zemāk:

1. Parauga sagatavošanas soļi (attiecas uz cietības un biezuma pārbaudi)

1.1 Paraugu ņemšana: No testējamās detaļas (izvairoties no detaļas sprieguma koncentrācijas zonas) izgrieziet aptuveni 10 mm × 10 mm × 5 mm paraugu un pārliecinieties, ka testējamā virsma ir oksīda plēves sākotnējā virsma.

1.2 Montāža: Paraugu piestiprina ar karstu montāžas materiālu (piemēram, epoksīdsveķiem), atsedzot oksīda plēves virsmu un šķērsgriezumu (šķērsgriezums ir nepieciešams biezuma pārbaudei), lai novērstu parauga deformāciju slīpēšanas laikā.

1.3 Slīpēšana un pulēšana: Vispirms veiciet pakāpenisku mitro slīpēšanu ar 400#, 800# un 1200# smilšpapīriem. Pēc tam pulējiet ar 1μm un 0,5μm dimanta pulēšanas pastām. Visbeidzot, pārliecinieties, ka saskarne starp oksīda plēvi un substrātu ir bez skrāpējumiem un skaidri redzama (šķērsgriezums tiek izmantots biezuma novērošanai).

2. Testēšanas metode: Vikersa mikrocietības metode (HV)

2.1. Pamatprincips: Izmantojiet dimanta piramīdas iespiešanas instrumentu, lai uz plēves virsmas uzliktu nelielu slodzi (parasti 50–500 g), lai izveidotu iespiedumu, un aprēķiniet cietību, pamatojoties uz iespieduma diagonāles garumu.

2.2 Galvenie parametri: Slodzei jāatbilst plēves biezumam (izvēlieties slodzi < 100 g, ja plēves biezums ir < 10 μm, lai izvairītos no iespiešanās substrātā).

Galvenais ir izvēlēties slodzi, kas atbilst plēves biezumam, un novērst pārmērīgas slodzes iekļūšanu oksīda plēvē, kā rezultātā izmērītajos rezultātos tiktu iekļauta alumīnija sakausējuma substrāta cietības vērtība (substrāta cietība ir daudz zemāka nekā oksīda plēvei).

Ja oksīda plēves biezums ir 5–20 μm: izvēlieties slodzi 100–200 g (piemēram, 100 gf, 200 gf), un iespieduma diametrs jākontrolē 1/3 robežās no plēves biezuma (piemēram, 10 μm plēves biezumam iespieduma diagonāle ≤ 3,3 μm).

Ja oksīda plēves biezums ir < 5 μm (ultraplāna plēve): Izvēlieties slodzi, kas mazāka par 50 g (piemēram, 50 gf), un, lai izvairītos no iespiešanās, iespieduma novērošanai jāizmanto objektīvs ar lielu palielinājumu (40x vai lielāks).

Veicot cietības testu, mēs atsaucamies uz standartu: ISO 10074:2021 “Specifikācija cietiem anodiskiem oksīda pārklājumiem uz alumīnija un alumīnija sakausējumiem”, kurā skaidri norādīti testa spēki un cietības diapazoni, kas jāizmanto, mērot dažādu veidu oksīda pārklājumus ar mikro Vikersa cietības testeri. Detalizētas specifikācijas ir parādītas tabulā zemāk:

Tabula: Vikersa mikrocietības testa pieņemšanas vērtības

Piezīme: Oksīda plēvēm, kuru biezums pārsniedz 50 μm, to mikrocietības vērtības ir relatīvi zemas, īpaši plēves ārējam slānim.

2.3 Piesardzības pasākumi:

Vienai un tai pašai komponentei katrā no 3 dažādām zonām jāizmēra 3 punkti, un 9 datu punktu vidējā vērtība jāņem par galīgo cietību, lai izvairītos no lokālu plēves defektu ietekmes uz rezultātiem.
Ja iespieduma malā parādās “plaisas” vai “izplūdušas saskarnes”, tas norāda, ka slodze ir pārāk liela un ir iekļuvusi plēves slānī. Slodze ir jāsamazina un tests ir jāatkārto.