一种铝基复合材料表面涂镀层结合力和耐磨性的测试方法技术

本发明专利技术属于铝基复合材料表面镀层性能测试技术领域，具体涉及一种铝基复合材料表面涂镀层结合力和耐磨性的测试方法。具体操作：将一定数量的铝基复合材料镀层零件装入有磨料和研磨润滑液的转筒中，通过转筒倾斜转动，实现镀层零件与磨料翻滚、碰撞、摩擦，转动结束后检验零件边角镀层脱落情况和磨损失重数据，以此评判涂镀层的结合力和耐磨性。对转筒的倾斜角度是按轴向倾斜角度α为5‑45°，转速r为5‑300转/min。本发明专利技术不仅可以有效评估铝基复合材料表面镀层各个部位的结合力，特别是零件边角处镀层结合力薄弱的部位；同时，由于过程中使用了磨料，也可对镀层的耐磨性给予有效评估。

A test method for adhesion and wear resistance of surface coating on aluminum matrix composite

The invention belongs to the technical field of the surface coating performance testing of aluminum matrix composite materials, in particular to a testing method for coating adhesion and wear resistance of the surface coating of an aluminum matrix composite. Specific operation: a certain amount of aluminum matrix composite coating parts are loaded into the rotary barrel with abrasive and abrasive lubricating fluid, and the coating parts and abrasive rolling, collision and friction are rotated through the rotary barrel, and the coating loss and the weight loss data are checked after the end of the rotation, so as to judge the combination of the coating. Force and wear resistance. The tilt angle of the rotary cylinder is 5 R 45, and the rotational speed is 5 to 300 /min. The invention can not only effectively evaluate the bonding force of all parts of the coating on the surface of the aluminum matrix composite, especially the parts with weak bonding force at the edge corner of the part, but also the abrasion resistance of the coating can be evaluated effectively because of the use of the abrasive in the process.

【技术实现步骤摘要】
一种铝基复合材料表面涂镀层结合力和耐磨性的测试方法
本专利技术属于铝基复合材料表面镀层性能测试
，具体涉及一种铝基复合材料表面涂镀层结合力和耐磨性的测试方法。
技术介绍
铝基复合材料除具有普通铝合金的优良性能之外，还具有低膨胀、高导热、高模量、高比刚度、高比强度等特点，在航空、航天、电子、能源、交通等领域有着较为广泛的应用。由于其组织结构的特殊性，铝基复合材料耐蚀性能常不尽人意；在高比强度，高比刚度的应用环境中，其表面耐磨性能也常常不能满足要求。在其表面涂覆能够提高其表面耐磨性和耐腐蚀性的金属基镀层是保证铝基复合材料良好应用行之有效的方法之一，如镍基镀层。镀层与基体结合力是评价镀层材料性能的重要指标。没有良好的结合力，就不能确保镀覆层的有效使用。镀层结合力是指镀层与基体金属或中间镀层的结合强度，即单位表面积的镀层从基体金属或中间镀层上剥离所需要的力。GB/T5270--2004《金属基体上的覆盖层(电沉积层和化学沉积层)附着强度试验方法》规定了多种测试方法。这些方法对评价铝基复合材料表面镀层结合力并不适用。如划线法更多适用于硬度较小的涂镀层，镍基镀层和镍基复合镀层显微硬度值较高，难以实现有效的划线；弯曲法适用于可弯曲的薄基材表面的涂镀层，铝基复合材料比刚度高，柔韧性差，难以实现基材的有效弯曲；胶带法适用于结合力较小涂镀层，不适于本身要求结合力相对较高的耐磨镀层；热震法适用于镀层与基体热涨性能差异显著的涂镀层，铝基复合材料本身与镍基镀层热涨系数相近，很难有效评价结合力的差别；锉刀法是破坏性检测方法，同时镀层的受力状态应与耐磨的服役要求相匹配，测试结果不适用耐磨镀层。因此，对于铝基复合材料表面耐磨镀层结合力的评价，目前还没有有效的方法。划痕试验是近年来发展的测试镀层结合力的新方法。这种方法配合噪声测试技术可以对涂镀层的结合力给出定量评价，但仅适用于平整表面。划痕试验评价结合力目前多在试验研究中使用。而事实上，作为可服役使用的耐磨镀层，其破损失效起始部位并非平整表面，常常是从零件的边角部位破损，进而延展，导致镀层整体失效。零件边角部位的镀层也常常是结合力较弱的镀层部位，因此镀层脱落失效常常出现在零件边角部位。即使划痕法评价镀层结合力很高，但镀层服役过程中，还是会出现零件边角部位镀层优先脱落进而导致整体镀层失效的现象。因此适合于平整表面镀层结合力的划痕法评价结果并不能真实反应零件各个部位镀层的结合力，特别是零件边角结合力薄弱的镀层部位。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有测试技术的不足，提供一种铝基复合材料表面涂镀层结合力和耐磨性的测试方法。其具体操作：将一定数量的铝基复合材料镀层零件装入有磨料和研磨润滑液的转筒中，通过转筒倾斜转动，实现镀层零件与磨料翻滚、碰撞、摩擦；转动结束后，检验零件边角镀层脱落情况和镀层磨损失重数据，以此评判涂镀层的结合力和耐磨性。所述对转筒的倾斜是按轴向倾斜，角度为5-45°。所述转筒的转速是5-300转/min。所述磨料为刚玉、碳化硅、氧化锆、石英砂、不锈钢中的任一种。所述磨料体积占转筒内容积的40-95％。本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术能够有效检测零件镀层结合力较弱的边角部位镀层的结合力，属于成品检验方法，减少划痕测试方法测试结果的不全面性，确保对零件镀层整体结合力的有效评价，避免或减少镀层实际服役时局部脱落导致整体失效而造成的损失。2、由于方法中使用了磨料，因此也可对镀层的耐磨性给予有效评估。3、操作简便，结果可靠。4、结合划痕测试结果，对镀层基体上的结合力能给以更有效和全面的评价。附图说明图1：倾斜旋转转筒示意图；图2：磨料体积占转筒40％的倾斜旋转转筒示意图；图3：磨料体积占转筒40％的倾斜旋转转筒示意图；图4；经过倾斜转筒零件镀层在100X光学显微镜观察显示边角镀层脱落示例；其中，a-零件角镀层脱落；b-零件短边镀层脱落；c-零件边镀层脱落。具体实施方式本专利技术提供一种铝基复合材料表面涂镀层结合力和耐磨性的测试方法，下面结合附图与具体实施例对本专利技术做进一步说明。实施例11、准备铝基复合材料镀层零件：片状零件40片，尺寸15mm×30mm×3.5mm，耐磨镀层厚度10-30um，二种镀层工艺各20片，分别对应镀层工艺1，镀层工艺2。精确测量零件重量。2、在倾斜角度为5°的转筒中，装入粒径10mm的斜三角形棕刚玉磨料，磨料占转筒内容积80％，同时装入有润滑作用的研磨液，设定转速为180转/min，转动时间为1h。转动结束后，取出零件，清洗吹干，测量零件重量，计算试验前后零件重量变化，依次作为镀层的耐磨性指标；在100X光学显微镜下观察零件边角部位镀层破损情况，以此评价镀层结合力。表1为实施例1-5所制备镀层结合力的评价结果。实施例21、准备铝基复合材料镀层零件：条状零件40只，尺寸20mm×20mm×3.5mm，耐磨镀层厚度30-50um。二种镀层工艺各20片，分别对应镀层工艺1，镀层工艺2。精确测量零件厚度。2、在倾斜角度为45°的转筒中，装入粒径10mm碳化硅磨料，磨料占转筒内容积95％，同时装入有润滑作用的研磨液，设定转速为5转/min，转动时间为4h。转动结束后，取出零件，清洗吹干，测量零件厚度，计算试验前后零件厚度变化，依次作为镀层的耐磨性指标；在100X光学显微镜下观察零件边角部位镀层破损情况，以此评价镀层结合力。实施例31、准备铝基复合材料镀层零件：圆柱零件40个，尺寸Φ5mm×20mm，耐磨镀层厚度50-100um，二种镀层工艺各20片，分别对应镀层工艺1，镀层工艺2。精确测量零件厚度、重量。2、在倾斜角度为30°的转筒中，装入直径5mm不锈钢钢球，不锈钢钢球占转筒内容积70％，同时装入有润滑作用的研磨液，设定转速为5转/min，转动时间为8h。转动结束后，取出零件，清洗吹干，测量零件厚度、重量，计算试验前后零件厚度、重量变化，依次作为镀层的耐磨性指标；在100X光学显微镜下观察零件边角部位镀层破损情况，以此评价镀层结合力。实施例41、准备铝基复合材料镀层零件：等边四面体状40个，尺寸20mm，耐磨镀层厚度20-50um。二种镀层工艺各20片，分别对应镀层工艺1，镀层工艺2。精确测量零件厚度、重量。2、在倾斜角度为10°的转筒中，装入直径3mm氧化锆磨料，磨料占转筒内容积80％，同时装入有润滑作用的研磨液，设定转速为120转/min，转动时间为1h。转动结束后，取出零件，清洗吹干，测量零件厚度、重量，计算试验前后零件厚度、重量变化，依次作为镀层的耐磨性指标；在100X光学显微镜下观察零件边角部位镀层破损情况，以此评价镀层结合力。实施例51、准备铝基复合材料镀层零件：立方体零件20个，尺寸15mm，耐磨镀层厚度15um，精确测量零件厚度、重量。2、在倾斜角度为15°的转筒中，装入粒径6mm斜三角形棕刚玉磨料，磨料占转筒内容积85％，同时装入有润滑作用的研磨液，设定转速为60转/min，转动时间为1h。转动结束后，取出零件，清洗吹干，测量零件厚度、重量，计算试验前后零件厚度、重量变化，依次作为镀层的耐磨性指标；在100X光学显微镜下观察零件边角部位镀层破损情况，以此评价镀层结合力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝基复合材料表面涂镀层结合力和耐磨性的测试方法，其特征在于，具体操作：将一定数量的铝基复合材料镀层零件装入有磨料和研磨润滑液的转筒中，通过转筒倾斜转动，实现镀层零件与磨料翻滚、碰撞、摩擦，转动结束后检验零件边角镀层脱落情况和镀层磨损失重数据，以此评判涂镀层的结合力和耐磨性。

【技术特征摘要】
1.一种铝基复合材料表面涂镀层结合力和耐磨性的测试方法，其特征在于，具体操作：将一定数量的铝基复合材料镀层零件装入有磨料和研磨润滑液的转筒中，通过转筒倾斜转动，实现镀层零件与磨料翻滚、碰撞、摩擦，转动结束后检验零件边角镀层脱落情况和镀层磨损失重数据，以此评判涂镀层的结合力和耐磨性。2.根据权利要求1所述铝基复合材料表面涂镀层结合力和耐磨性的测试方法，其特征在于，所述对转筒的倾斜是按轴向倾...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵月红，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：北京,11