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Fischer Marketing Team | 23. April 2020

Scratch Test : Comment tester et évaluer les résultats ?

Acheter pas cher revient Ă  acheter deux fois: ce proverbe britannique est particuliĂšrement vrai pour les outils. C'est pourquoi les outils de coupe professionnels sont recouverts de matĂ©riaux durs pour rĂ©duire la friction et l'usure. Qu'il s'agisse de montres ou de bijoux plaquĂ©s or, les produits revĂȘtus doivent ĂȘtre testĂ©s pour les propriĂ©tĂ©s adhĂ©sives et cohĂ©sives de leur revĂȘtement afin de garantir qu'ils conservent leurs qualitĂ©s dĂ©coratives ou fonctionnelles. 

Le Scratch Testing est un important processus de contrĂŽle de la qualitĂ© en laboratoire, qui simule le stress qu'un revĂȘtement subit dans une utilisation quotidienne.Dans une expĂ©rience type, un indenteur en diamant avec une pointe arrondie (Rockwell) est tirĂ© Ă  travers l'Ă©chantillon Ă  une vitesse constante.La rayure rĂ©sultante sur la surface fournit des informations sur le comportement du revĂȘtement dans la vie rĂ©elle. 

Charges constantes et progressives

Le FISCHERSCOPEÂź ST200 et ST30 sont les Scratch Tests les plus vendus de Fischer. Ces instruments offrent plusieurs modes de mesure pour couvrir un large Ă©ventail d'applications. Par exemple, la force exercĂ©e par l'indenteur sur la surface peut ĂȘtre constante ou progressive selon l'application.

Un Scratch Test avec une force constante appliquĂ©e est gĂ©nĂ©ralement utilisĂ© pour dĂ©terminer la duretĂ© ou la rĂ©sistance aux rayures. Pour la plupart des applications, le mode progressif est utilisĂ©. Dans ce cas, la force agissant sur la surface est augmentĂ©e de façon progressivee ou linĂ©aire.

En mode progressif, l'indenteur commence Ă  gratter avec une charge initiale trĂšs faible. À mesure que la force augmente, il pĂ©nĂštre progressivement dans la couche. Lorsque la profondeur de pĂ©nĂ©tration augmente, la contrainte du matĂ©riau augmente Ă©galement. Cela se produit jusqu'Ă  ce qu'une certaine force - la charge critique Lc â€“ soit atteinte, c'est la force qui provoque la dĂ©faillance du matĂ©riau.  À ce stade, des fissures se forment et le revĂȘtement peut s'Ă©cailler.

Pour que le test soit significatif, la charge doit ĂȘtre choisie correctement. Si elle est trop faible, le revĂȘtement ne sera pas suffisamment sollicitĂ©. Si la charge est trop Ă©levĂ©e, l'indenteur pourrait ĂȘtre endommagĂ©.

Les ST 200 et ST30 offrent une large gamme de charges possibles de 0,1 Ă  200N et 0,1 Ă  30N respectivement pour mesurer les couches de matĂ©riaux durs et mous. Avec des couches de matĂ©riaux durs comme le nitrure de titane ou le carbone de type diamant (DLC), des charges supĂ©rieures Ă  30 - 50 N sont souvent nĂ©cessaires pour dĂ©clencher un Ă©caillage ou une spallation Ă  grande Ă©chelle. Avec des matĂ©riaux plus mous comme les peintures, de faibles forces sont utilisĂ©es car ces revĂȘtements font gĂ©nĂ©ralement dĂ©faut Ă  des forces faibles.

Evaluation des résultats : Comparative et visuelle

Le Scratch Test est une procĂ©dure comparative qui repose sur des mesures de rĂ©fĂ©rence. Les Ă©valuations initiales sont toujours effectuĂ©es visuellement. Sous un microscope Ă  haute rĂ©solution, l'examinateur dĂ©termine Ă  quelle force les premiĂšres fissures se sont formĂ©es, ou quand le revĂȘtement s'est dĂ©chirĂ©.

En plus de l'Ă©valuation au microscope, les ST 200 et ST30 enregistrent Ă©galement les Ă©missions acoustiques (le bruit du matĂ©riau lorsqu'il est rayĂ©) et la force tangentielle (la rĂ©sistance que le matĂ©riau exerce contre l'indenteur). Les signes de dĂ©faillance du matĂ©riau comprennent une Ă©mission acoustique plus Ă©levĂ©e ou un changement de couleur lorsque le revĂȘtement est retirĂ©. 

L'interface utilisateur intuitive du logiciel WIN-SCU résume les trois paramÚtres en une seule étape d'évaluation: l'image microscopique, le signal acoustique et la variation de la force tangentielle. Cela permet de définir les charges critiques en quelques clics.

Carbone de type diamant (DLC)

  • Épaisseur de couche typique: 1 - 5 ÎŒm sur l'acier, autres mĂ©taux et semi-conducteurs
  • LC1: Les premiĂšres fissures se produisent gĂ©nĂ©ralement Ă  des forces comprises entre 10 et 15 N
  • ModĂšles frĂ©quents des dommages : fissures ouvertes dans le sens de la rayure

Nitrure de titane (TiN)

  • Épaisseur de couche typique: 1 - 5 ÎŒm sur diffĂ©rents types d'acier
  • LC1: Les premiĂšres fissures se produisent gĂ©nĂ©ralement Ă  des forces autour de 8 N
  • ModĂšles frĂ©quents des dommages : les fissures se dĂ©veloppent au bord de la piste de rayures et pointent principalement vers l'extĂ©rieur 

Peinture automobile

  • Épaisseur de couche typique: 50 ÎŒm, avec plusieurs couches de peinture superposĂ©es sur les mastics et les carrosseries de voitures
  • LC1: Les premiĂšres fissures se produisent gĂ©nĂ©ralement Ă  des forces comprises entre 5 et 10 N
  • Motifs frĂ©quents des dommages: les fissures courent le long de la trace indentĂ©e et ont la forme d'un pin

Fischer propose une solution d'assurance qualité complÚte

Le FISCHERSCOPEÂź ST200 et ST30 sont les solutions idĂ©ales pour tester les propriĂ©tĂ©s cohĂ©sives et adhĂ©sives des revĂȘtements. Avec notre systĂšme de Nanoindentation et appareils de Fluorescence X, Fischer offre une solution d'assurance qualitĂ© complĂšte pour les revĂȘtements au nitrure de titane (TiN), au carbone de type diamant (DLC) et aux peintures automobiles.

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