ISO 27307 Hodnotenie adhézie a súdržnosti keramických povlakov nanášaných žiarovým striekaním priečnym vrypovým testom

Norma Medzinárodnej organizácie pre normalizáciu (ISO) „ISO 27307 Tepelné striekanie – Hodnotenie adhézie a súdržnosti tepelne striekaných keramických povlakov priečnym vrypovým testom“ opisuje metódu hodnotenia adhézie a súdržnosti tepelne striekaných keramických systémov povlak-substrát priečnym vrypovým testom. Táto medzinárodná norma je vhodná pre tepelne striekané keramické povlaky s hrúbkou od 50 μm do viac ako 1 000 μm. Je tiež vhodná na testovanie keramických povlakov nanesených inými procesmi striekania, ako je striekanie za studena a aerosólové nanášanie.

Na účely tohto štandardu platia nasledujúce pojmy a definície:

• Adhézia sa vzťahuje na stav, v ktorom sú povlaky a podkladový substrát držané pohromade medzifázovými silami, ktoré môžu pozostávať z valenčných síl alebo vzájomne sa prelínajúcich síl, alebo oboch.
• Súdržnosť sa vzťahuje na pevnosť spoja medzi konštrukčnými prvkami v vozovkách.

Skúška poškriabaním zahŕňa prevlečenie vtlačovacieho telesa so známou geometriou cez systém povlaku a substrátu. Pri tejto skúške je vtlačovacie teleso zo známeho materiálu, veľkosti a geometrie, ako napríklad Rockwellov kužeľový diamantový vtlačovací teleso. Skúška sa vykonáva na určenej dĺžke pri konštantnom zaťažení. Ak sa povlak odstráni zo substrátu, je možné posúdiť priľnavosť systému povlaku a substrátu a úroveň priľnavosti je možné porovnať s podobnými kombináciami systémov povlaku a substrátu. Ak k poruche dôjde iba v tepelne nastriekanom keramickom povlaku, je zrejmá inherentná súdržnosť povlakov. Ak sa nepozoruje žiadne zlyhanie, skúšobné zaťaženie sa môže zvyšovať, až kým nedôjde k poruche povlaku. Rôzne režimy zlyhania povlaku počas skúšky poškriabaním sú uvedené v štandardnom dodatku (Dodatok A).

Počas testovania vrypom sa môžu trhliny tvoriť v dôsledku ťahových napätí generovaných za vtlačkom, ktoré môžu vyrovnať tlakové trecie napätia v prednej časti. Tvorbu trhlín je možné detegovať pomocou snímača akustickej emisie inštalovaného v držiaku vtlačku zariadenia na testovanie vrypom. Okrem toho je možné monitorovať tangenciálnu silu medzi vtlačkom a testovaným povrchom, aby sa získali ďalšie informácie o podmienkach poruchy. Táto tangenciálna sila, často nesprávne označovaná ako trecia sila, je výsledkom trenia medzi vtlačkom a testovanou vzorkou a sily orania potrebnej na deformáciu systému povlak-substrát.

Stroj na skúšku vrypmi je nástroj používaný na aplikáciu normálového zaťaženia aj hnacej sily na pevné uchytenie vtlačovacieho telesa a vytvorenie vrypov. Na dosiahnutie zvoleného zaťažovacieho režimu sa zvyčajne používa pružinové posunutie. Magneticky poháňané zostavy sú rovnako vhodné. Stroj na skúšku vrypmi sa zvyčajne skladá z pevne namontovaného diamantového vtlačovacieho telesa s kužeľovou geometriou diamantu podľa Rockwella. V súčasnosti sa odporúča diamantové vtlačovacie teliesko s polomerom hrotu 20 μm. Použitý stroj na skúšku vrypmi musí byť kalibrovaný v súlade s postupmi uvedenými v norme ISO 20502.

^{Veľkosť vzorky na skúšku poškriabaním sa líši, pretože stroje na skúšku poškriabaním majú rôzne držiaky vzoriek. Vo všeobecnosti sa odporúča} veľkosť vzorky 20 x 20 mm² . Po nastriekaní sa nátery narežú kolmo na povrch náteru, zaliajú sa do vhodného materiálu a vyleštia. Pri použití štandardných metalografických postupov by sa mal prierez náterov pred skúškou poškriabaním vyleštiť na maximálne 0,5 µm (norma ISO 4287). Keďže vzorky môžu byť citlivé na teplo alebo tlak, odporúča sa zaliatie do chladného montážneho média, ako je akrylová živica. Vákuová impregnácia vo všeobecnosti nie je potrebná. Pred skúškou poškriabaním by sa mala testovacia vzorka očistiť alkoholom alebo acetónom a nechať uschnúť, aby sa odstránili povrchové nečistoty, ako je olej, mastnota a vlhkosť. V testovacej oblasti by sa malo zabrániť odtlačkom prstov. Od výrobcu náteru by sa mali získať nasledujúce informácie: materiál a hrúbka substrátu a materiál a hrúbka náteru.

Skúška vtieraním vyžaduje interakciu medzi vtlačovacím telieskom a vzorkou, čo môže byť citlivé na podmienky prostredia. Preto by sa mala monitorovať a kontrolovať teplota a relatívna vlhkosť, aby sa zabezpečila opakovateľnosť. Odporúčané podmienky prostredia sú: 22 stupňov Celzia plus/mínus 2 stupne Celzia a 50 percent plus/mínus 5 percent relatívnej vlhkosti.

Po skúške poškriabaním sa pomocou zachytených snímok určí percento každého prítomného režimu poruchy. Typické režimy poruchy vrátane absencie trhlín, kohéznych trhlín a adhéznych trhlín sú uvedené v štandardnom dodatku (Dodatok A). Adhézne zlyhanie je indikované prítomnosťou trhlín na rozhraní medzi náterom a inou zložkou systému náter-substrát (spojovací náter/substrát alebo vrchný náter/spojovací náter), zatiaľ čo trhliny v nátere svedčia o kohéznom zlyhaní. Ak sú v skupine vzoriek prítomné oba typy porúch, režim poruchy sa považuje za platný, ak predstavuje viac ako 30 percent pozorovaných porúch. Príklady porúch sú uvedené v tabuľke s názvom „Príklad vyhodnotenia režimu poruchy“.

Naša organizácia, ktorá už roky podporuje podniky vo všetkých sektoroch prostredníctvom širokej škály testovacích, meracích, analytických a hodnotiacich aktivít, sa môže pochváliť silným tímom zamestnancov, ktorí pozorne sledujú globálny vývoj vo vede a technike a neustále sa zlepšujú. V tejto súvislosti poskytujeme aj testovacie služby v súlade s normou ISO 27307 Tepelné striekanie - Hodnotenie adhézie a súdržnosti keramických povlakov nanášaných teplom priečnym vrypovým testom.