Jump to the content of the page
Fischer Marketing Team | 23. 四月 2020

划痕試驗:如何測試和評估結果?

便宜無好貨: 這句諺語對工具來說尤其正確。這就是為什麼專業的切削工具要塗上硬質材料以減少摩擦和磨損。無論是鍍金手錶還是珠寶,有塗層的產品都必須測試其塗層的附著力和結合力,以確保它們保持其裝飾性或功能性。 

划痕測試是一個重要的品質控制過程,它模擬塗層在實驗室環境下的日常使用中的受力狀況。在划痕測試過程中,一個金剛石尖端的壓頭(羅克韋爾)以恒定的速度劃過樣品。表面產生的划痕提供了塗層在現實工作環境中的性能資訊。 

恒定載荷和漸進式載荷

FISCHERSCOPE® ST200 和 ST30 是Fischer最暢銷的划痕測試儀。這些儀器提供多種測量模式,以涵蓋廣泛的應用。例如,壓頭施加在樣品表面的載荷可以是恒定的,也可以是漸進的,具體取決於應用。

通常使用施加恒定載荷的划痕測試來確定划痕硬度或耐劃傷性。對於大多數應用,會使用漸進模式。 在這種情況下,作用在表面上的載荷將線性增加。

在漸進模式下,壓頭會以一個非常低的初始載荷開始。隨著載荷的增加,它將逐漸壓入鍍層中。隨著壓入深度的增加,材料應力也隨之增大。直到達到某個載荷-臨界載荷Lc-時材料開始失效。此時,裂紋開始出現,塗層開始從基材剝落。

為了使測試有意義,必須正確選擇載荷。如果太低,則對塗層施加的載荷不足。如果載荷過高,壓頭可能會損壞。

ST200和ST30別提供0.1至200N和0.1至30N的載荷範圍,以測量硬材料層和軟材料層。對於像氮化鈦或類金剛石(DLC)這樣的硬質材料層,通常需要高於30-50N的測試載荷來觸發大規模的碎屑或裂紋。而對於較軟的材料,如油漆,則使用低載荷,因為這些塗層通常在較低的力下就會失效。

評價結果:比較和直觀

划痕測試是一種基於參考測量的比較程式。 初評估一般是以視覺方式進行的。在高解析度的顯微鏡下,測試員能確定在多少載荷下形成了第一道裂紋,或者塗層是何時剝落的。

除了透過顯微鏡觀察,ST200和ST30還能記錄聲發射(材料劃傷時發出的噪音)和切向力(材料對壓頭施加的阻力)。當塗層被剝落時,材料失效的跡象包括了更高的聲發射或顏色的變化。 

WIN-SCU軟體直觀的使用者介面在一次測試中匯總了所有三個參數:顯微鏡拍攝的圖像、聲發射信號和切向力的變化曲線。這使得操作者只需點擊幾下滑鼠就可以定義臨界載荷。

類金剛石(DLC)

  • 典型層厚:鋼鐵、其他金屬和半導體基材上1–5μm
  • LC1:第一次裂紋通常出現在10到15N的載荷下
  • 常見的損傷形式:裂紋向划痕方向展開

氮化鈦(TiN)

  • 典型層厚:各種鋼材上1–5μm
  • LC1:各種初始裂紋通常發生在8N左右的載荷下
  • 常見的損傷形式:裂紋在划痕痕跡的邊緣發展,且大多向外 

汽車漆

  • 典型層厚:50 μm, 填充物和車體上多層疊加的油漆
  • LC1:第一次裂紋通常發生在5到10N之間的載荷下
  • 常見的損傷形式:裂紋沿著划痕延伸,形狀像一棵松樹

Fischer提供完整的品質保證解決方案

FISCHERSCOPE® ST200和 ST30 是測試塗層黏結性能的理想解決方案。與我們的 奈米壓痕儀X射線螢光測厚儀一起, Fischer為氮化鈦(TiN)、類金剛石(DLC)塗層和汽車塗料提供完整的品質保證解決方案。

請立即聯繫我們進行免費展示!

給我們留下您的評論
通過提交此表格,我確認我已閱讀並理解 隱私政策
Jump to the top of the page