专利名称：：用于涂层结合强度测试的拉伸试件的制作方法
技术领域：
：本实用新型属于热喷涂
技术领域：
，涉及对用于涂层结合强度测试的拉伸试件的改进。
背景技术：
：热喷涂涂层技术是提高材料表面性能的重要手段之一，它可具备耐磨、耐腐、耐热、隔热、抗氧化、密封、导电、绝缘或其它特殊功用。广泛应用于航空航天、机械工程、信息技术、微电子技术、光信息科学和计算机科学等领域，而要使涂层能起到良好的防护和强化作用，首要条件就是要求喷涂在基体上的涂层应有较强的粘附能力而不剥落，即在承受热交变应力、冲击载荷、弯曲变形、振动或强压力摩擦等条件下，涂层与基体间必须有足够高的结合强度。涂层结合强度是涂层的重要技术指标，它反映了涂层自身或涂层与基体材料之间的结合强度。现有的测定热喷涂涂层抗拉结合强度的方法为对偶拉伸法，见GB/T8642-2002。该标准规定了A、B两种测试方法。A测试方法在每次测试前需要加工专用基体块，工序多、效率低、成本高。B测试方法如图l,拉伸试件由第一加载块l、第二加载块2和位于第一加载块1和第二加载块2之间的基体3组成，基体3为圆片，第一加载块l和第二加载块2为外形相同的台阶轴。测试时，在基体3圆片的一面喷涂涂层，圆片与两个加载块的端面粘结，所用粘结剂为环氧树脂胶。使用万能液压力学性能测试仪进行涂层结合强度的测量，该仪器将自动记录涂层拉脱时所受拉力值尺设试样喷涂端面的面积为A,涂层结合强度为P，则P=F/A。B测试方法的拉伸试件可以多次使用，效率高，成本低。但是，B测试方法的测量上限受到所使用环氧树脂胶的限制，不能测量高结合强度的涂料。其原因如下使用万能液压力学性能测试仪进行涂层结合强度的测量时，会有以下三种拉断情况(1)当拉断断面发生在涂层与基体间时，所得结合强度P即为涂层结合强度，根据公式P-F/A，此时F越大，则涂层结合强度P越大；(2)当拉断断面既发生在涂层与基体间也发生在粘结剂与加载块之间时，说明此时涂层结合强度和粘结剂抗拉强度相当，所测得的P值仍可作为涂层结合强度值；(3)当拉断断面发生在粘结剂与加载块之间时，所测得强度为粘结剂的强度，这说明涂层实际结合强度值已大于粘结剂强度p，此时传统方法已无法测量出涂层准确的结合强度数值。也就是说传统对偶拉伸法所能测量的涂层最大结合强度取决于粘结剂的拉伸强度，目前国内采用最为广泛、质量最好的环氧树脂胶为^-7胶，它的拉伸强度为10画Pa以下。这限制了目前涂层的结合强度最大测试值只能在100MPa以下。
发明内容本实用新型的目的是提出一种能测试结合强度大于10函Pa涂层的涂层结合强度测试的拉伸试件，以满足高结合强度涂层的测试需求。本实用新型的技术方案是用于涂层结合强度测试的拉伸试件，包括第一加载块1、第二加载块2和位于第一加载块1和第二加载块2之间的基体3，第一加载块l和第二加载块2为外形相同的台阶轴，在第一加载块1的左端和第二加载块2的右端各有一个与万能液压力学性能测试仪连接的径向通孔，基体3包括一个圆板，该圆板的直径与第一加载块l和第二加载块2大直径段的直径相等，其特征在于，(1)第一加载块1的右段大直径段为法兰盘，第一加载块1法兰盘的端面为平面，在第一加载块1法兰盘上有沿圆周均布的2~4个螺钉孔；第二加载块2的左段大直径段为法兰盘，第二加载块2法兰盘的端面中心有一个盲孔，该盲孔的底面为平行于第二加载块2法兰盘端面的平面，在第二加载块2法兰盘上有沿圆周均布的2~4个螺钉孔；(2)在基体3的右端面的中心有一个垂直于该端面的销轴7，销轴7与基体3同轴；在基体3上有沿圆周均布的螺紋孔，这些螺紋孔的数量与第一加载块1法兰盘上的螺钉孔相同并且位置对应，通过基体紧固螺钉6将基体3固定在第一加载块1的法兰盘上；(3)有一个孔板4，它是直径与基体3相同的圆板，在孔板4的右端面的中心有一个垂直于该端面的圆柱形凸台8,该圆柱形凸台8的端面平行于孔板4的右端面，在孔板4的中心有一个轴向贯通的销轴孔，基体3的销轴7插在上述销轴孔内并保持间隙配合，当基体3的右端面与孔板4的左端面贴合时，销轴7的端面与圆柱形凸台8的端面共面；圆柱形凸台8的直径小于第二加载块2法兰盘中心盲孔的内径，当孔板4的右端面与第二加载块2法兰盘的端面贴合时，圆柱形凸台8插入第二加载块2法兰盘的中心盲孔内，圆柱形凸台8的端面与上述中心盲孔底面之间的间隙t=0~0.15mm;在孔板4上有沿圆周均布的螺紋孔，这些螺紋孔的数量与第二加载块2法兰盘上的螺钉孔相同并且位置对应，通过孔板紧固螺钉5将孔板4固定在第二加载块2的法兰盘上，孔板4的右端面与第二加载块2法兰盘的端面对合。本实用新型的优点是可实现对涂层高结合强度的准确测量，克服了传统测试方法结合强度最大测试值只能在10幅Pa以下的局限性。本实用新型中，销轴7的端面面积为拉脱面积，圆柱形凸台8的端面面积为涂层面积，由于拉脱面积远小于涂层面积，所以使粘结剂与加载块之间的结合力远大于涂层与基体之间的结合力，从而避免了测试时粘结剂与加载块之间被拉脱。当拉脱面积与涂层面积比例为1:60时，理论上最大能够测量出60倍粘结剂的最大结合强度，就E-7胶而言，等于能够测量高达6000MPa左右的结合强度。因此本实用新型大大提高了涂层结合强度的测量范围，满足了新的高性能涂层制备工艺的需求。图1是国标规定的B种测试方法中拉伸试件的结构示意图。图中的涂层9和粘结剂IO是测试前现场喷涂的，并非拉伸试件本身的结构。图中表示已经喷涂涂层9和粘结剂10以后拉伸试件的状态。图2是本实用新型的结构示意图。图中的涂层9和粘结剂IO是测试前现场喷涂的，并非拉伸试件本身的结构。图中表示已经喷涂涂层9和粘结剂10以后拉伸试件的状态。具体实施方式下面对本实用新型做进一步详细说明。参见图2，用于涂层结合强度测试的拉伸试件，包括第一加载块l、第二加载块2和位于第一加载块1和第二加载块2之间的基体3,第一加载块1和第二加载块2为外形相同的台阶轴，在第一加载块1的左端和第二加载块2的右端各有一个与万能液压力学性能测试仪连接的径向通孔，基体3包括一个圆板，该圆板的直径与第一加载块1和第二加载块2大直径段的直径相等，其特征在于，(1)第一加载块1的右段大直径段为法兰盘，第一加载块1法兰盘的端面为平面，在第一加载块1法兰盘上有沿圆周均布的2~4个螺钉孔;第二加载块2的左段大直径段为法兰盘，第二加载块2法兰盘的端面中心有一个盲孔，该盲孔的底面为平行于第二加载块2法兰盘端面的平面，在第二加载块2法兰盘上有沿圆周均布的2~4个螺钉孔；(2)在基体3的右端面的中心有一个垂直于该端面的销轴7,销轴7与基体3同轴；在基体3上有沿圆周均布的螺紋孔，这些螺紋孔的数量与第一加载块1法兰盘上的螺钉孔相同并且位置对应，通过基体紧固螺钉6将基体3固定在第一加载块1的法兰盘上；(3)有一个孔板4，它是直径与基体3相同的圆板，在孔板4的右端面的中心有一个垂直于该端面的圆柱形凸台8，该圆柱形凸台8的端面平行于孔板4的右端面，在孔板4的中心有一个轴向贯通的销轴孔，基体3的销轴7插在上述销轴孔内并保持间隙配合，当基体3的右端面与孔板4的左端面贴合时，销轴7的端面与圆柱形凸台8的端面共面；圆柱形凸台8的直径小于第二加载块2法兰盘中心盲孔的内径，当孔板4的右端面与第二加载块2法兰盘的端面贴合时，圆柱形凸台8插入第二加载块2法兰盘的中心盲孔内，圆柱形凸台8的端面与上述中心盲孔底面之间的间隙t=0~0.15mm;在孔板4上有沿圆周均布的螺紋孔，这些螺紋孔的数量与第二加载块2法兰盘上的螺钉孔相同并且位置对应，通过孔板紧固螺钉5将孔板4固定在第二加载块2的法兰盘上，孔板4的右端面与第二加载块2法兰盘的端面对合。为了保证粘结剂与加载块的结合力，基体3销轴7的端面面积与孔板4圆柱形凸台8的端面面积的比例ti=1:180。为了提高测量的精度，销轴7的直径d大于等于3mm。本实用新型的使用方法是(1)首先将基体3上的销轴7与孔板4的销轴孔间隙配合起来，如图3所示，销轴7和圆柱形凸台8的端面即为喷涂面。按照国标规定的程序向上述喷涂面喷涂涂层，涂层厚度h-O.15mm~0.35mm。(2)喷涂完毕后，将基体3组装到第一加载块1法兰盘上，之后在已经喷涂的涂层表面涂胶，然后将孔板4组装到第二加载块2法兰盘上，保证第二加载块2的盲孔底面与上述涂胶涂层表面对合，组成完整的拉伸试件。之后，将拉伸试件放入保温箱中使粘结剂固化。(3)取出固化好的试件，使用万能液压力学性能测试仪进行涂层结合强度的测量。实施例当凸台8的端面直径为40mm.销轴7的端面直径为d时，下表给出本实用新型的7个实施例的主要参数。单位mm。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求1、用于涂层结合强度测试的拉伸试件，包括第一加载块[1]、第二加载块[2]和位于第一加载块[1]和第二加载块[2]之间的基体[3]，第一加载块[1]和第二加载块[2]为外形相同的台阶轴，在第一加载块[1]的左端和第二加载块[2]的右端各有一个与万能液压力学性能测试仪连接的径向通孔，基体[3]包括一个圆板，该圆板的直径与第一加载块[1]和第二加载块[2]大直径段的直径相等，其特征在于，(1)第一加载块[1]的右段大直径段为法兰盘，第一加载块[1]法兰盘的端面为平面，在第一加载块[1]法兰盘上有沿圆周均布的2～4个螺钉孔；第二加载块[2]的左段大直径段为法兰盘，第二加载块[2]法兰盘的端面中心有一个盲孔，该盲孔的底面为平行于第二加载块[2]法兰盘端面的平面，在第二加载块[2]法兰盘上有沿圆周均布的2～4个螺钉孔；(2)在基体[3]的右端面的中心有一个垂直于该端面的销轴[7]，销轴[7]与基体[3]同轴；在基体[3]上有沿圆周均布的螺纹孔，这些螺纹孔的数量与第一加载块[1]法兰盘上的螺钉孔相同并且位置对应，通过基体紧固螺钉[6]将基体[3]固定在第一加载块[1]的法兰盘上；(3)有一个孔板[4]，它是直径与基体[3]相同的圆板，在孔板[4]的右端面的中心有一个垂直于该端面的圆柱形凸台[8]，该圆柱形凸台[8]的端面平行于孔板[4]的右端面，在孔板[4]的中心有一个轴向贯通的销轴孔，基体[3]的销轴[7]插在上述销轴孔内并保持间隙配合，当基体[3]的右端面与孔板[4]的左端面贴合时，销轴[7]的端面与圆柱形凸台[8]的端面共面；圆柱形凸台[8]的直径小于第二加载块[2]法兰盘中心盲孔的内径，当孔板[4]的右端面与第二加载块[2]法兰盘的端面贴合时，圆柱形凸台[8]插入第二加载块[2]法兰盘的中心盲孔内，圆柱形凸台[8]的端面与上述中心盲孔底面之间的间隙t＝0～0.15mm；在孔板[4]上有沿圆周均布的螺纹孔，这些螺纹孔的数量与第二加载块[2]法兰盘上的螺钉孔相同并且位置对应，通过孔板紧固螺钉[5]将孔板[4]固定在第二加载块[2]的法兰盘上，孔板[4]的右端面与第二加载块[2]法兰盘的端面对合。2、根据权利要求l所述的用于涂层结合强度测试的拉伸试件，其特征在于，基体[3]销轴[7]的端面面积与孔板[4]圆柱形凸台[8]的端面面积的比例ti-l:180,销轴[7]的直径d大于等于3mm。专利摘要本实用新型用于涂层结合强度测试的拉伸试件属于热喷涂
技术领域：
，涉及对用于涂层结合强度测试的拉伸试件的改进。它包括第一加载块[1]、第二加载块[2]和位于第一加载块[1]和第二加载块[2]之间的基体[3]，其特征在于，在基体[3]的右端面的中心有一个垂直于该端面的销轴[7]；有一个孔板[4]，在孔板[4]的右端面的中心有一个垂直于该端面的圆柱形凸台[8]，销轴[7]插在孔板[4]的销轴孔内，销轴[7]的端面与圆柱形凸台[8]的端面共面；圆柱形凸台[8]插入第二加载块[2]法兰盘的中心盲孔内。本实用新型可实现对涂层高结合强度的准确测量，克服了传统测试方法结合强度最大测试值只能在100MPa以下的局限性。文档编号G01N19/04GK201355343SQ200820183268公开日2009年12月2日申请日期2008年12月24日优先权日2008年12月24日发明者李其连,李淑青,杨伟华,纯王申请人:中国航空工业第一集团公司北京航空制造工程研究所