Метод на тестирање за дебелина на оксиден филм и тврдост на компоненти од алуминиумски легури за автомобили

Анодниот оксиден филм на деловите од алуминиумските легури на автомобилите делува како слој од оклоп на нивната површина. Тој формира густ заштитен слој на површината на алуминиумската легура, зголемувајќи ја отпорноста на корозија на деловите и продолжувајќи го нивниот век на траење. Во меѓувреме, оксидниот филм има висока тврдост, што може да ја подобри отпорноста на абење на површината на алуминиумската легура.

Анодниот оксиден филм од алуминиумска легура се карактеризира со релативно мала дебелина и релативно висока тврдост. Потребно е да се избере опрема за тестирање соодветна за микротврдост за да се избегне оштетување на слојот од вдлабнувачот. Затоа, препорачуваме користење на микро Викерсов тестер на тврдост со тест сила од 0,01-1 kgf за да се тестира неговата тврдост и дебелина. Пред Викерсовиот тест на тврдост, од работното парче што треба да се тестира треба да се направи примерок. Потребната опрема е машина за металографско монтирање (овој чекор може да се изостави ако работното парче има две рамни површини) за монтирање на работното парче во примерок со две рамни површини, а потоа користете металографска машина за мелење и полирање за мелење и полирање на примерокот додека не се постигне светла површина. Машината за монтирање и машината за мелење и полирање се прикажани на сликата подолу:

1. Чекори за подготовка на примерокот (применливо за тестирање на тврдост и дебелина)

1.1 Земање примероци: Исечете примерок од приближно 10 mm × 10 mm × 5 mm од компонентата што треба да се тестира (избегнувајќи ја областа на концентрација на стрес на компонентата) и осигурајте се дека површината за тестирање е оригиналната површина на оксидниот филм.

1.2 Монтирање: Монтирајте го примерокот со топол материјал за монтирање (на пр., епоксидна смола), изложувајќи ја површината на оксидниот филм и пресекот (пресекот е потребен за тестирање на дебелината) за да се спречи деформација на примерокот за време на мелењето.

1.3 Брусење и полирање: Прво, извршете влажно брусење чекор-по-чекор со шмиргла 400#, 800# и 1200#. Потоа полирајте со пасти за дијамантско полирање од 1μm и 0,5μm. Конечно, осигурајте се дека површината помеѓу оксидниот филм и подлогата е без гребнатини и јасно видлива (пресекот се користи за набљудување на дебелината).

2. Метод на тестирање: Викерсов метод на микротврдост (HV)

2.1 Основен принцип: Користете дијамантски пирамидален вовлекувач за да нанесете мало оптоварување (обично 50-500 g) на површината на филмот за да создадете вдлабнатина и пресметајте ја тврдоста врз основа на дијагоналната должина на вдлабнатината.

2.2 Клучни параметри: Товарот мора да одговара на дебелината на филмот (изберете оптоварување < 100 g кога дебелината на филмот е < 10 μm за да се избегне вдлабнување кое продира во подлогата)

Клучот е да се избере оптоварување што одговара на дебелината на филмот и да се спречи прекумерно оптоварување да навлезе во оксидниот филм, што би предизвикало измерените резултати да ја вклучат вредноста на тврдоста на подлогата од алуминиумска легура (тврдоста на подлогата е многу помала од онаа на оксидниот филм).

Ако дебелината на оксидниот филм е 5-20 μm: Изберете оптоварување од 100-200 g (на пр., 100 gf, 200 gf), а дијаметарот на вдлабнување мора да се контролира во рамките на 1/3 од дебелината на филмот (на пример, за дебелина на филм од 10 μm, дијагоналата на вдлабнување ≤ 3,3 μm).

Ако дебелината на оксидниот филм е < 5μm (ултратенок филм): Изберете оптоварување под 50g (на пр., 50gf) и мора да се користи објектив со големо зголемување (40x или поголем) за да се набљудува вдлабнувањето за да се избегне пенетрација.

При спроведување на тест за тврдост, се повикуваме на стандардот: ISO 10074:2021 „Спецификација за тврди анодни оксидни премази на алуминиум и алуминиумски легури“, кој јасно ги специфицира силите за тестирање и опсезите на тврдост што треба да се користат при мерење на различни видови оксидни премази со микро Викерсов тестер на тврдост. Деталните спецификации се прикажани во табелата подолу:

Табела: Прифатливи вредности за Викерсов тест за микротврдост

Забелешка: За оксидни филмови со дебелина поголема од 50 μm, нивните вредности на микротврдост се релативно ниски, особено надворешниот слој на филмот.

2.3 Мерки на претпазливост:

За истата компонента, треба да се измерат 3 точки во секоја од 3 различни области, а просечната вредност од 9-те точки на податоци треба да се земе како конечна тврдост за да се избегне влијанието на локалните дефекти на филмот врз резултатите.
Доколку на работ на вдлабнатината се појават „пукнатини“ или „заматени површини“, тоа укажува дека оптоварувањето е преголемо и го пробило слојот на филмот. Оптоварувањето треба да се намали и тестот треба да се повтори.