Para los efectos de esta norma, se aplican los siguientes términos y definiciones:
La prueba de rayado consiste en introducir un indentador de geometría conocida a través de un sistema de recubrimiento-sustrato. En esta prueba, el indentador es de material, tamaño y geometría conocidos, como un indentador de diamante de cono Rockwell. La prueba se realiza sobre una longitud específica bajo una carga constante. Si se retira el recubrimiento del sustrato, se puede evaluar la adhesión del sistema de recubrimiento-sustrato y comparar su nivel con combinaciones similares. Si el fallo se produce únicamente en un recubrimiento cerámico proyectado térmicamente, la cohesión inherente de los recubrimientos es evidente. Si no se observa ningún fallo, se puede aumentar la carga de prueba hasta que se produzca el fallo del recubrimiento. En el apéndice estándar (Apéndice A) se describen los diversos modos de fallo del recubrimiento durante la prueba de rayado.
Durante las pruebas de rayado, pueden formarse grietas como resultado de las tensiones de tracción generadas detrás de la indentación, lo que equilibra las tensiones de fricción compresiva en la parte frontal. La formación de grietas se puede detectar mediante un sensor de emisión acústica instalado en el soporte de la indentación de la máquina de pruebas de rayado. Además, se puede monitorizar la fuerza tangencial entre la indentación y la superficie de ensayo para obtener más información sobre las condiciones de fallo. Esta fuerza tangencial, a menudo denominada incorrectamente fuerza de fricción, resulta tanto de la fricción entre la indentación y la muestra de ensayo como de la fuerza de arado necesaria para deformar el sistema de recubrimiento-sustrato.
Una máquina de ensayo de rayado es una herramienta que aplica tanto la carga normal como la fuerza motriz para sujetar firmemente el penetrador y producir rayados. Generalmente, se utiliza un resorte de desplazamiento para lograr el programa de carga seleccionado. Los conjuntos accionados magnéticamente son igualmente adecuados. La máquina de ensayo de rayado generalmente consiste en un penetrador de diamante montado rígidamente con una geometría de diamante cónica Rockwell. Actualmente, se recomienda un penetrador de diamante con un radio de punta de 20 μm. La máquina de ensayo de rayado utilizada debe calibrarse de acuerdo con los procedimientos descritos en la norma ISO 20502.
El tamaño de la muestra para la prueba de rayado varía porque las máquinas de prueba de rayado tienen diferentes soportes de muestra. Generalmente se recomienda un tamaño de muestra de 20 x 20 mm² . Después de la pulverización, los recubrimientos se cortan perpendicularmente a la superficie del recubrimiento y se incrustan en un material adecuado y se pulen. Utilizando procedimientos metalográficos estándar, la sección transversal de los recubrimientos debe pulirse a un máximo de 0,5 µm antes de la prueba de rayado (norma ISO 4287). Dado que las muestras pueden ser sensibles al calor o la presión, se recomienda incrustarlas en un medio de montaje frío como resina acrílica. Generalmente no es necesaria la impregnación al vacío. Antes de la prueba de rayado, la muestra de prueba debe limpiarse con alcohol o acetona y dejarse secar para eliminar contaminantes superficiales como aceite, grasa y humedad. Debe evitarse dejar huellas dactilares en el área de prueba. Se debe obtener la siguiente información del fabricante del recubrimiento: material y espesor del sustrato, y material y espesor del recubrimiento.
Las pruebas de rayado requieren la interacción entre el penetrador y la muestra, la cual puede ser sensible a las condiciones ambientales. Por lo tanto, se debe monitorear y controlar la temperatura y la humedad relativa para garantizar la repetibilidad. Las condiciones ambientales recomendadas son: 22 °C ± 2 °C y 50 % ± 5 % de humedad relativa.
Tras la prueba de rayado, se determina el porcentaje de cada modo de fallo presente mediante las imágenes capturadas. Los modos de fallo típicos, como la ausencia de grietas, las grietas cohesivas y las grietas adhesivas, se muestran en el apéndice estándar (Apéndice A). La presencia de grietas adhesivas indica un fallo por adherencia en la interfaz entre el recubrimiento y otro componente del sistema recubrimiento-sustrato (capa de unión/sustrato o capa de acabado/capa de unión), mientras que las grietas dentro del recubrimiento indican un fallo cohesivo. Si ambos tipos de fallo están presentes en un grupo de muestra, se considera válido un modo de fallo si representa más del 30 % de los fallos observados. Se muestran ejemplos de fallos en la tabla titulada "Ejemplo de evaluación del modo de fallo".
Nuestra organización, que lleva años apoyando a empresas de todos los sectores mediante una amplia gama de actividades de prueba, medición, análisis y evaluación, cuenta con un sólido equipo de empleados que siguen de cerca los avances científicos y tecnológicos globales y se mejoran constantemente. En este contexto, también ofrecemos servicios de prueba conforme a la norma ISO 27307: Proyección térmica: Evaluación de la adhesión y la cohesión de recubrimientos cerámicos de proyección térmica mediante ensayo de rayado transversal.
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