Устройство для измерения адгезионной прочности покрытия

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АДГЕЗИОННОЙ ПРОЧНОСТИ ПОКРЫТИЯ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Авторы Андреев Михаил Анатольевич Макаревич Евгений Петрович Суворов Анатолий Николаевич Мойсейчик Анатолий Николаевич Маркова Людмила Владимировна Кузнецова Татьяна Анатольевна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) Устройство для измерения адгезионной прочности покрытия, включающее в себя основание, установленный на нем с возможностью перемещения объектный стол с образцом, узел регистрации усилия царапания с тензодатчиком, узел нагружения, снабженный шаговым двигателем, обеспечивающим приложение усилия нагружения на тензодатчик по заданному закону, индентор, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит систему регистрации сигналов акустической эмиссии, возбуждаемой в процессе взаимодействия индентора с образцом, причем датчик акустической эмиссии расположен непосредственно над индентором. 64682010.08.30 Полезная модель относится к устройствам для исследования физико-механических характеристик покрытий методом склерометрии, в частности для измерения прочности сцепления покрытия с основой. Известно устройство 1, содержащее основание, объектный стол с возможностью перемещения относительно индентора, узел нагружения объекта индентором с постоянным усилием нагружения (посредством сменных грузов) и узел регистрации усилия царапания(скрайбирования). Недостатком являются ограниченные возможности (ступенчатая регулировка усилия нагружения, невозможность его изменения в процессе скрайбирования) и относительно невысокая точность исследований (оценивается только усилие царапания за счет использования механотропного датчика). Наиболее близким, по мнению заявителя, по технической сущности и назначению к заявляемому является устройство 2, включающее в себя основание, установленный на нем с возможностью перемещения объектный стол, узел нагружения с возможностью изменения усилия нагружения, индентор, узел регистрации усилия царапания с датчиком,регистрирующим датчиком служит тензодатчик, а узел нагружения снабжен шаговым двигателем, обеспечивающим приложение усилия нагружения на тензодатчик по заданному закону. Недостатком устройства является невозможность измерения прочности сцепления покрытия с основой. Задачей полезной модели является расширение технических возможностей устройства измерение с высокой точностью величины прочности сцепления покрытия с основой. Указанный результат достигается за счет того, что известное устройство, включающее в себя основание, установленный на нем с возможностью перемещения объектный стол с образцом, узел регистрации усилия царапания с тензодатчиком, узел нагружения, снабженный шаговым двигателем, обеспечивающим приложение усилия нагружения на тензодатчик по заданному закону, индентор, дополнительно содержит систему регистрации сигналов акустической эмиссии, возбуждаемой в процессе взаимодействия индентора с образцом, причем датчик акустической эмиссии расположен непосредственно над индентором. Технический результат выражается в обеспечении поступления на датчик неискаженного сигнала о разрушении исследуемого материала покрытия и в возможности приложения большой нормальной нагрузки на индентор. Сущность технического решения поясняется чертежами на фиг. 1 и 2. Балансировочный рычаг 1 с встроенным с одной стороны индентором 2 с системой регистрации сигналов акустической эмиссии и жестко закрепленным с другой стороны тензодатчиком 10 представляет собой уравновешенное равноплечное коромысло и может поворачиваться вокруг горизонтальной оси 6, установленной в проушинах 7 основания 5. Усилие нагружения к незакрепленному (свободному) концу тензодатчика 10 прикладывается с помощью узла нагружения 8 и регистрируется узлом регистрации усилия царапания 9. Равноплечность уравновешенного рычага 1 обеспечивает приложение усилия нагружения,равного по величине приложенному к тензодатчику, через индентор 2 к образцу 3, закрепленному на объектном столе 4, совершающем возвратно-поступательное движение. Система регистрации сигналов акустической эмиссии 11 состоит (фиг. 2) из корпуса пластмассового 12, изолятора 13, втулки прижимной пластмассовой 14, датчика акустической эмиссии 15. Блок 16 предназначен для регистрации и анализа сигналов акустической эмиссии. Устройство работает следующим образом. На поверхности объектного стола 4 закрепляется исследуемый образец 3. К незакрепленному (свободному) концу тензодатчика 10 с помощью узла нагружения 8 прикладывается начальное усилие нагружения. Усилие нагружения, воздействующее на незакрепленный 2(свободный) конец тензодатчика 10, отклоняет его на некоторый угол, пропорциональный приложенному усилию нагружения, вызывая при этом рассогласование тензомоста. Электрический сигнал рассогласования, пропорциональный величине приложенного усилия нагружения, передается на узел регистрации усилия царапания 9, где отображается и фиксируется. Включается механизм возвратно-поступательного движения объектного стола 4 с образцом 3. Усилие нагружения, приложенное к закрепленному на рычаге 1 тензодатчику 10, с помощью равноплечного уравновешенного коромысла передается через индентор 2 на исследуемый образец 3. Индентор 2 перемещается по образцу 3, оставляя на нем след в виде царапины, глубина и форма которой зависит от величины приложенного усилия,физико-механических характеристик исследуемого покрытия и других факторов. В момент взламывания покрытия акустический сигнал от индентора 2 через акустический датчик 15 поступает на блок регистрации и анализа сигналов акустической эмиссии 16,анализируется, обрабатывается и фиксируется. Таким образом, применение системы регистрации акустической эмиссии позволяет измерить величину прочности сцепления покрытия с основой. Высокая точность измерения гарантируется расположением датчика акустической эмиссии непосредственно над индентором, что обеспечивает поступление на датчик неискаженного сигнала о разрушении исследуемого материала покрытия, при этом нормальная нагрузка на индентор может быть достаточно большой без опасения повредить датчик акустической эмиссии, поскольку усилие нагружения не передается непосредственно на датчик. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3