涂层抗开裂性能测试装置及性能测试评价方法制造方法及图纸

本公开涉及一种涂层抗开裂性能测试装置及性能测试评价方法，测试装置包括：支撑组件；加载组件；测试组件，包括拍摄部件和距离检测部件，拍摄部件用于拍摄待测件的涂层形貌及裂纹变化的图像，距离检测部件设在加载组件下方，用于检测待测件在弯曲过程中沿第三方向的位移；和控制器，用于根据拍摄部件拍摄的图像和距离检测部件检测的位移得到涂层开裂的性能测试评价指标。此种评价方法能够准确快速地对涂层抗开裂性能进行量化评价，并通过拍摄部件能够直观地观察到涂层的开裂情况，以便识别出涂层首次发生裂纹的时机，并以该时刻对应的距离检测部件检测的位移以及拍摄部件拍摄的图像对涂层开裂性能进行量化综合评价。图像对涂层开裂性能进行量化综合评价。图像对涂层开裂性能进行量化综合评价。

【技术实现步骤摘要】
涂层抗开裂性能测试装置及性能测试评价方法


[0001]本公开涉及金属和其它无机覆盖层性能测试评价
，特别涉及一种涂层抗开裂性能测试装置及性能测试评价方法。

技术介绍

[0002]液压缸作为液压传动系统中的执行元件，是工程机械、海工装备等领域中的重要液压元件。面向强冲击、高磨损、强腐蚀等苛刻服役工况，通常采用热喷涂、等离子喷涂、激光熔覆等工艺对液压缸活塞杆进行表面强化，制备具有高耐磨、高耐蚀、抗弯曲疲劳等高性能的金属和其他无机覆盖层，以满足严苛环境下液压缸活塞杆涂层长寿命服役需求。
[0003]由于海洋环境中海浪随机冲击、工程机械施工载荷多样，导致液压缸活塞杆涂层在工作过程中受拉、受压，易造成活塞杆涂层开裂等失效。针对活塞杆热喷涂层抗开裂性能评价，目前多采用单面涂层试样以三点弯曲法进行抗拉或抗压测试，通过试验机本身的力
‑
位移曲线获得涂层试样垂直方向位移计算涂层弯曲角度，评价结果主要以90
°
(等离子喷涂层)/180
°
(超音速火焰喷涂层)涂层无裂纹或剥离为合格。现有测试方法难以准确快速地对涂层抗开裂性能进行量化评价。

技术实现思路

[0004]本公开提供了一种涂层抗开裂性能测试装置及性能测试评价方法，能够对涂层开裂性能进行更加快速准确地测试。
[0005]根据本公开的一方面，提供了一种涂层抗开裂性能测试装置，包括：
[0006]支撑组件，包括支撑部件和两个支撑辊，两个支撑辊均沿水平面内的第一方向延伸，且沿水平面内垂直于第一方向的第二方向间隔设在支撑部件上，被配置为支撑于待测件的下表面，待测件包括基体和附着在基体侧面的涂层；
[0007]加载组件，设在支撑组件上方，加载组件包括加载辊，沿第一方向延伸，且沿第二方向位于两个支撑辊之间，加载辊被配置为从待测件的上表面沿第三方向朝下施加载荷，第三方向垂直于水平面；
[0008]测试组件，包括拍摄部件和距离检测部件，拍摄部件被配置为拍摄待测件的涂层形貌及裂纹变化的图像，距离检测部件设在加载组件下方，被配置为检测待测件在弯曲过程中沿第三方向的位移；和
[0009]控制器，被配置为根据拍摄部件拍摄的图像和距离检测部件检测的位移得到涂层开裂的性能测试评价指标。
[0010]在一些实施例中，评价指标包括：涂层开裂时对应的最大应变、涂层抗开裂应力、涂层的弯曲角度、涂层的裂纹当量密度和涂层的裂纹当量宽度中的至少一个。
[0011]在一些实施例中，测试组件包括两个拍摄部件，两个拍摄部件包括：
[0012]第一拍摄部件，设在加载组件下方，被配置为拍摄待测件下方拉伸表面涂层的图像；和
[0013]第二拍摄部件，设在加载组件沿第一方向的侧部，被配置为拍摄待测件上方压缩表面涂层的图像。
[0014]在一些实施例中，加载组件包括：
[0015]加载座；
[0016]加载头，设在加载座的顶部，被配置为施加载荷；和
[0017]两个加载辊，设在加载座的底部，且沿第二方向间隔设置，被配置为将加载头通过加载座传递的载荷施加于待测件。
[0018]在一些实施例中，两个支撑辊的跨距为两个加载辊跨距的三倍，且两个加载辊沿第二方向位于两个支撑辊之间的中间区域。
[0019]在一些实施例中，支撑部件包括：
[0020]底座；和
[0021]两个支撑座，沿第二方向间隔设在底座上；
[0022]其中，两个支撑辊分别设在两个支撑座上，拍摄部件和距离检测部件沿第二方向位于两个支撑座之间。
[0023]在一些实施例中，涂层抗开裂性能测试装置还包括防护架，设在加载组件下方，防护架的上表面低于待测件处于最大弯曲量时下表面的最低高度，且高于位于加载组件下方的拍摄部件和距离检测部件。
[0024]在一些实施例中，涂层抗开裂性能测试装置还包括显示部件，被配置为实时显示涂层开裂过程和/或通过距离检测部件检测的位移得到的待测件的弯曲角度。
[0025]根据本公开的另一方面，提供了一种基于以上实施例所述涂层抗开裂性能测试装置的性能测试评价方法，包括：
[0026]将待测件放置于两个支撑辊上；
[0027]通过加载组件向待测件沿第三方向朝下施加载荷；
[0028]通过拍摄部件拍摄待测件的涂层形貌及裂纹变化的图像，并通过距离检测部件检测待测件沿第三方向的位移；
[0029]根据拍摄部件拍摄的图像和距离检测部件检测的位移得到涂层开裂的性能测试评价指标。
[0030]在一些实施例中，根据拍摄部件拍摄的图像和距离检测部件检测的位移得到涂层开裂的性能测试评价指标包括：
[0031]根据拍摄部件拍摄的图像得出待测件的涂层首先出现裂纹时的临界位移；
[0032]根据待测件中基体的第一厚度、涂层的第二厚度、两个支撑辊的跨距和临界位移，得出涂层开裂时对应的最大应变；
[0033]根据涂层开裂时对应的最大应变和涂层的弹性模量得出涂层抗开裂应力。
[0034]在一些实施例中，根据拍摄部件拍摄的图像和距离检测部件检测的位移得到涂层开裂的性能测试评价指标包括：
[0035]根据拍摄部件拍摄的图像得出待测件的涂层首先出现裂纹时的临界位移；
[0036]根据两个支撑辊的跨距、加载辊与支撑辊沿第三方向的中心距和距离检测部件检测的位移，得出涂层的弯曲角度。
[0037]在一些实施例中，在待测件拉伸表面涂层首次出现裂纹时，得出涂层的抗拉弯曲
角度；在待测件压缩表面涂层首次出现裂纹时，得出涂层的抗压弯曲角度。
[0038]在一些实施例中，根据拍摄部件拍摄的图像和距离检测部件检测的位移得到涂层开裂的性能测试评价指标包括：
[0039]根据拍摄部件拍摄的图像获取评定区域内裂纹总条数和平均裂纹宽度；
[0040]根据评定区域内裂纹总条数、评定区域面积、涂层标定厚度和涂层实际厚度得出涂层的裂纹当量密度；
[0041]根据平均裂纹宽度、涂层标定厚度和涂层实际厚度得出涂层的裂纹当量宽度。
[0042]在一些实施例中，根据拍摄部件拍摄的图像和距离检测部件检测的位移得到涂层开裂的性能测试评价指标还包括：
[0043]对拍摄部件拍摄的图像进行滤波、二值化、边缘检测、形态学处理和特征提取进行分析。
[0044]本公开实施例的涂层抗开裂性能测试装置，通过在待测件的下方设置距离检测部件，能够在实时、直接、准确地测量出待测件弯曲时的位移，以准确快速地对涂层抗开裂性能进行量化评价，并通过拍摄部件能够直观地观察到涂层的开裂情况，以便识别出涂层首次发生裂纹的时机，并以该时刻对应的距离检测部件检测的位移以及拍摄部件拍摄的图像对涂层开裂性能进行量化综合评价。而且，在待测件整个弯曲过程中的任意弯曲角度下，都能实时地获得待测件弯曲时的位移和涂层形貌，以便获得涂层从开始弯曲到发生开裂的整个过程的变化规律。
附图说明
[0045]为了更清本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涂层抗开裂性能测试装置，其特征在于，包括：支撑组件，包括支撑部件和两个支撑辊(6)，所述两个支撑辊(6)均沿水平面内的第一方向(x)延伸，且沿水平面内垂直于第一方向(x)的第二方向(y)间隔设在所述支撑部件上，被配置为支撑于待测件(4)的下表面，所述待测件(4)包括基体(41)和附着在所述基体(41)侧面的涂层(42)；加载组件，设在所述支撑组件上方，所述加载组件包括加载辊(3)，沿所述第一方向(x)延伸，且沿所述第二方向(y)位于所述两个支撑辊(6)之间，所述加载辊(3)被配置为从所述待测件(4)的上表面沿第三方向(z)朝下施加载荷，所述第三方向(z)垂直于水平面；测试组件，包括拍摄部件和距离检测部件(10)，所述拍摄部件被配置为拍摄所述待测件(4)的涂层形貌及裂纹变化的图像，所述距离检测部件(10)设在所述加载组件下方，被配置为检测所述待测件(4)在弯曲过程中沿所述第三方向(z)的位移；和控制器，被配置为根据所述拍摄部件拍摄的图像和所述距离检测部件(10)检测的位移得到涂层(42)开裂的性能测试评价指标。2.根据权利要求1所述涂层抗开裂性能测试装置，其特征在于，所述评价指标包括：涂层(42)开裂时对应的最大应变、涂层(42)抗开裂应力、涂层(42)的弯曲角度、涂层(42)的裂纹当量密度和涂层(42)的裂纹当量宽度中的至少一个。3.根据权利要求1所述涂层抗开裂性能测试装置，其特征在于，所述测试组件包括两个拍摄部件，所述两个拍摄部件包括：第一拍摄部件(8)，设在所述加载组件下方，被配置为拍摄所述待测件(4)下方拉伸表面涂层(42)的图像；和第二拍摄部件(13)，设在所述加载组件沿第一方向(x)的侧部，被配置为拍摄所述待测件(4)上方压缩表面涂层(42)的图像。4.根据权利要求1所述涂层抗开裂性能测试装置，其特征在于，所述加载组件包括：加载座(2)；加载头(1)，设在所述加载座(2)的顶部，被配置为施加载荷；和两个所述加载辊(3)，设在所述加载座(2)的底部，且沿所述第二方向(y)间隔设置，被配置为将所述加载头(1)通过所述加载座(2)传递的载荷施加于所述待测件(4)。5.根据权利要求4所述涂层抗开裂性能测试装置，其特征在于，所述两个支撑辊(6)的跨距为两个所述加载辊(3)跨距的三倍，且两个所述加载辊(3)沿所述第二方向(y)位于所述两个支撑辊(6)之间的中间区域。6.根据权利要求1所述涂层抗开裂性能测试装置，其特征在于，所述支撑部件包括：底座(11)；和两个支撑座(5)，沿所述第二方向(y)间隔设在所述底座(11)上；其中，所述两个支撑辊(6)分别设在所述两个支撑座(5)上，所述拍摄部件和距离检测部件(10)沿所述第二方向(y)位于所述两个支撑座(5)之间。7.根据权利要求1所述涂层抗开裂性能测试装置，其特征在于，还包括防护架(7)，设在所述加载组件下方，所述防护架(7)的上表面低于所述待测件(4)处于最大弯曲量时下表面的最低高度，且高于位于所述加载组件下方的所述拍摄...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈善功，蹤雪梅，何冰，
申请(专利权)人：江苏徐工工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：