Aux fins de la présente norme, les termes et définitions suivants s'appliquent :
L'essai de rayure consiste à faire passer un pénétrateur de géométrie connue à travers un système revêtement-substrat. Dans cet essai, le pénétrateur est de matériau, de taille et de géométrie connus, comme un pénétrateur diamant à cône Rockwell. L'essai est réalisé sur une longueur spécifiée sous une charge constante. Si le revêtement est retiré du substrat, l'adhérence du système revêtement-substrat peut être évaluée et comparée à celle de combinaisons similaires. Si la rupture se produit uniquement dans un revêtement céramique déposé par projection thermique, la cohésion intrinsèque des revêtements est évidente. En l'absence de rupture, la charge d'essai peut être augmentée jusqu'à la rupture du revêtement. Différents modes de rupture de revêtement lors des essais de rayure sont décrits dans l'annexe standard (annexe A).
Lors des essais de rayure, des fissures peuvent se former sous l'effet des contraintes de traction générées derrière l'empreinte, ce qui permet de compenser les contraintes de frottement en compression à l'avant. La formation de fissures peut être détectée par un capteur d'émission acoustique installé dans le porte-empreinte de la machine d'essai de rayure. De plus, la force tangentielle entre l'empreinte et la surface d'essai peut être surveillée pour fournir des informations complémentaires sur les conditions de rupture. Cette force tangentielle, souvent appelée à tort force de frottement, résulte à la fois du frottement entre l'empreinte et l'éprouvette et de la force de labourage nécessaire à la déformation du système revêtement-substrat.
Une machine d'essai de rayures est un outil permettant d'appliquer à la fois la charge normale et la force motrice pour maintenir fermement le pénétrateur et produire des rayures. Un déplacement par ressort est généralement utilisé pour obtenir la charge sélectionnée. Les ensembles à entraînement magnétique conviennent également. La machine d'essai de rayures est généralement constituée d'un pénétrateur diamanté monté rigidement, de géométrie conique Rockwell. Actuellement, un pénétrateur diamanté d'un rayon de pointe de 20 μm est recommandé. La machine d'essai de rayures utilisée doit être étalonnée conformément aux procédures décrites dans la norme ISO 20502.
La taille des échantillons pour les essais de rayure varie selon les machines, car les porte-échantillons diffèrent. Une surface de 20 x 20 mm² est généralement recommandée . Après pulvérisation, les revêtements sont découpés perpendiculairement à leur surface, enrobés dans un matériau approprié et polis. Conformément aux procédures métallographiques standard, la section transversale des revêtements doit être polie jusqu'à une rugosité maximale de 0,5 µm avant l'essai de rayure (norme ISO 4287). Les échantillons étant sensibles à la chaleur et à la pression, l'enrobage dans un milieu de montage froid, tel qu'une résine acrylique, est recommandé. L'imprégnation sous vide n'est généralement pas nécessaire. Avant l'essai de rayure, l'échantillon doit être nettoyé à l'alcool ou à l'acétone et séché afin d'éliminer les contaminants de surface tels que l'huile, la graisse et l'humidité. Il convient d'éviter toute trace de doigts dans la zone d'essai. Les informations suivantes doivent être obtenues auprès du fabricant du revêtement : matériau et épaisseur du substrat, et matériau et épaisseur du revêtement.
Les tests de rayure nécessitent une interaction entre le pénétrateur et l'échantillon, qui peut être sensible aux conditions environnementales. Par conséquent, la température et l'humidité relative doivent être surveillées et contrôlées pour garantir la répétabilité. Les conditions environnementales recommandées sont : 22 °C ± 2 °C et 50 % ± 5 % d'humidité relative.
Après l'essai de rayure, le pourcentage de chaque mode de défaillance présent est déterminé à l'aide des images capturées. Les modes de défaillance typiques, notamment l'absence de fissures, les fissures cohésives et les fissures adhésives, sont présentés dans l'annexe standard (annexe A). Une défaillance adhésive est indiquée par la présence de fissures à l'interface entre le revêtement et un autre composant du système revêtement-substrat (couche de liaison/substrat ou couche de finition/couche de liaison), tandis que des fissures à l'intérieur du revêtement indiquent une défaillance cohésive. Si les deux types de défaillance sont présents dans un échantillon, un mode de défaillance est considéré comme valide s'il représente plus de 30 % des défaillances observées. Des exemples de défaillances sont présentés dans le tableau intitulé « Exemple d'évaluation des modes de défaillance ».
Notre organisation, qui accompagne depuis des années des entreprises de tous secteurs grâce à un large éventail d'activités de test, de mesure, d'analyse et d'évaluation, s'appuie sur une équipe performante qui suit de près les avancées scientifiques et technologiques mondiales et s'améliore constamment. Dans ce contexte, nous proposons également des services de test conformes à la norme ISO 27307 Projection thermique - Évaluation de l'adhérence et de la cohésion des revêtements céramiques projetés thermiquement par essai de rayure transversale.
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