Испытание на адгезию нанесенного покрытия

В автомобильной промышленности испытания на адгезию клеевых покрытий подразумевают оценку того, насколько прочно клеевое покрытие (сухая пленочная смазка, твердое смазочное покрытие или антифрикционное клеевое покрытие) прилегает к подложке (обычно металлическим или эластомерным деталям). Эти покрытия представляют собой тонкие слои твердой смазки, наносимые на автомобильные компоненты, такие как уплотнительные кольца, прокладки, подшипники, крепежные элементы, скользящие детали или компоненты двигателя и трансмиссии. Эти покрытия снижают трение, предотвращают износ, обеспечивают смазку там, где масло и консистентная смазка недоступны, и часто обеспечивают защиту от коррозии.

В автомобильной промышленности надежная адгезия имеет решающее значение, поскольку плохая адгезия может привести к отслоению покрытия, повышенному износу, шуму (например, скрипу внутренних деталей) или функциональному отказу под воздействием вибрации, перепадов температуры, химических веществ или механических нагрузок.

В автомобильной промышленности используются стандартные методы испытаний адгезии покрытий, часто адаптированные из стандартов на краски и покрытия, со специфическими требованиями к сухим смазочным материалам. К распространенным методам испытаний адгезии для сцепленных покрытий относятся:

• Тест с использованием клейкой ленты с поперечным разрезом (поперёк линии): это наиболее распространённый экспресс-метод качественного тестирования. Как правило, для проведения тестов используется стандарт «ASTM D3359 Стандартные методы испытаний для измерения адгезии с помощью клейкой ленты». Иногда используется стандарт «ISO 2409 Краски и лаки — Тест с поперечным разрезом».

В ходе испытаний на подложку с покрытия наносится сетчатый рисунок (сетка из надрезов). Поверх сетки наклеивается самоклеящаяся лента, которая затем быстро снимается.

Рейтинг варьируется от 5B (отлично, износ отсутствует) до 0B (плохо, износ не менее 65 процентов). Поставщики автомобильных комплектующих обычно требуют минимальный рейтинг 4B-5B.

Этот метод испытаний используется для контроля качества производимых деталей (например, эластомерных уплотнений, крепежных элементов).

• Испытание на прочность сцепления (на растяжение): это количественный метод определения прочности сцепления. Как правило, испытания проводятся в соответствии со стандартами «ASTM D4541 Стандартный метод испытания для определения прочности на растяжение покрытий с использованием портативного оборудования для испытания на адгезию» и «ISO 4624 Краски и лаки — Испытание на прочность сцепления».

В ходе испытаний к покрытой поверхности прикрепляется испытательная тележка. Переносная машина для испытаний на растяжение прикладывает возрастающую растягивающую силу до тех пор, пока не произойдет разрушение. Результат измеряется в фунтах на квадратный дюйм (psi) или мегапаскалях (МПа), и регистрируется характер разрушения (например, адгезионное разрушение на границе раздела покрытие-подложка, когезионное разрушение внутри покрытия).

Этот метод предпочтителен в случаях, когда требуются высокие числовые значения (например, для ответственных скользящих компонентов в автомобильной промышленности).

• Другие сопутствующие тесты (иногда в сочетании):
• Стандартный метод испытаний ASTM D6677 для оценки адгезии ножа.
• ASTM D2197 — это стандарт для испытаний на адгезию органических покрытий методом соскабливания.
• Испытания на отслаивание или испытания на сдвиг: (для конкретных применений в качестве связующих смазочных материалов).
• Воздействие окружающей среды + адгезия (тепло, влажность, солевой туман, жидкости): широко используется в автомобильной промышленности для имитации реальной долговечности.

На практике производители оригинального автомобильного оборудования и поставщики первого уровня (например, для тормозных систем, уплотнителей дверей, деталей двигателя) включают эти испытания в свои процессы утверждения материалов. Хорошая адгезия гарантирует, что нанесенное покрытие выдержит весь срок службы автомобиля, не отслаиваясь и не теряя своих смазочных свойств.

Определение удлинения адгезионного покрытия на эластомерных уплотнениях — это специализированный метод испытаний, используемый в автомобильной и уплотнительной промышленности для оценки того, насколько хорошо адгезионное покрытие прилегает к эластомерной подложке (например, уплотнительным кольцам, радиальным сальникам или другим резино-эластомерным уплотнениям) при растяжении или удлинении детали.

Это особенно важно для эластомерных уплотнений, поскольку они подвергаются значительной деформации во время сборки (натяжение) и эксплуатации (динамическое движение, сжатие или термическое расширение). Плохая адгезия может привести к растрескиванию, отслаиванию или расслоению покрытия под нагрузкой, что увеличивает трение, износ, шум или приводит к выходу уплотнения из строя.

Традиционные испытания на адгезию (например, испытание на поперечное растяжение по стандарту ASTM D3359 или испытание на растяжение по стандарту ASTM D4541) хорошо работают на жестких поверхностях, но менее репрезентативны для гибких эластомеров. Эластомерные материалы могут растягиваться на 100-500% и более до разрушения, поэтому адгезию необходимо оценивать в аналогичных условиях напряжения, чтобы имитировать реальные нагрузки (например, типичное удлинение уплотнительного кольца составляет 1-5%, но может достигать более высоких значений во время сборки или растяжения).

Испытание подтверждает, что покрытие может растягиваться и возвращаться в исходное состояние вместе с эластомером без нарушения адгезии (растрескивания покрытия), потери адгезии (отслоения от поверхности) или чрезмерного отслаивания/шелушения.

Типичная процедура испытания на адгезию при растяжении в эластомерных герметиках выглядит следующим образом:

• Подготовка образцов: Используются реальные производственные детали (например, образцы уплотнительных колец или прокладок с покрытием) или стандартизированные тестовые детали (односторонние полоски эластомера в форме гантели с покрытием). Нанесенное покрытие должно быть полностью отверждено в соответствии со спецификациями производителя покрытия.
• Испытание на растяжение/напряжение: Образец устанавливается на машину для испытаний на растяжение (универсальную испытательную машину), способную к контролируемому растяжению. Деталь растягивается до определенного процента удлинения (например, 50 процентов, 100 процентов или до предела материала, обычно в соответствии с пределом удлинения эластомера, полученным из стандарта ASTM D412). Образец удерживается при заданном удлинении в течение определенного периода времени или подвергается циклическим испытаниям (например, многократным циклам растяжения-релаксации для имитации многократной деформации).
• Оценка адгезии:
• Визуальный осмотр (наиболее распространенный метод): растянутая поверхность осматривается на наличие трещин, отслоений, шелушения или отслоения покрытия. Оценка обычно проводится качественно (например, «прошел/не прошел») или полуколичественно (например, процент поврежденной площади).
• Тест с использованием самоклеящейся ленты после растяжения: Самоклеящаяся лента (ASTM D3359) наносится на деформированный/растянутый участок и удаляется с него для проверки удаления частиц покрытия. Процесс удаления сравнивается с фотографическими стандартами.
• Микроскопическое или увеличенное исследование: проверьте наличие микротрещин или отслоения краев.
• Функциональный контроль: В некоторых случаях измеряются изменения коэффициента трения или толщины покрытия после удлинения.
• Критерии приемки (типичные требования автомобильной промышленности):
• Не должно быть видимых трещин, расслоений или отслоений (не более небольшого процента, например, не более 5-10 процентов).
• Покрытие должно оставаться целым и функциональным после растяжения, эквивалентного нагрузке при монтаже или эксплуатации.
• Как правило, оценка проводится в сочетании с воздействием факторов окружающей среды (тепло, жидкости, старение) до и после удлинения.

Этот метод позволяет нанесенному покрытию выдерживать присущую эластомеру гибкость без ущерба для эффективности сухой смазки в автомобильной промышленности, например, в уплотнениях трансмиссий, уплотнительных кольцах топливных систем или динамических уплотнениях валов.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентной и опытной командой, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и помогает в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем предприятиям услуги по тестированию адгезии покрытий.