Metallkatteid on mitut tüüpi. Erinevad katted nõuavad mikrokõvaduse testimisel erinevaid katsejõude ja katsejõude ei saa kasutada juhuslikult. Selle asemel tuleks katsed läbi viia vastavalt standardites soovitatud katsejõu väärtustele. Täna tutvustame peamiselt terasele kantud tsinkkatte või tsink-alumiinium-magneesiumisulamist katete mikro-Vickersi kõvaduse testimist.
1. Tsinkkatte (või alumiinium-magneesiumkatte) kvaliteetsete metallograafiliste proovide ettevalmistamine on esimene samm katte testimisel. Tsinkkatte proovide ettevalmistamine hõlmab mitut etappi, sealhulgas proovide võtmist, kinnitamist ning eellihvimist ja poleerimist. Selliste proovide ettevalmistamise eesmärk on lihvida tooriku ristlõikepind siledaks ja tasaseks pinnaks, mis võimaldab Vickersi süvendeid selgelt visualiseerida, hõlbustades süvendite mõõtmete täpset mõõtmist kõvaduse väärtuste saamiseks.
2. Tsinkkattekihtide kõvaduse testimiseks: kuna tsinkkattekiht on suhteliselt paksu, saab kõvaduskatseid teha erinevate katsejõududega. Samal proovil on väiksem katsejõud, mida väiksem on rakendatav katsejõud, seda väiksem on süvendi suurus; vastupidi, mida suurem on katsejõud, seda suurem on süvendi suurus. Kui süvendi ümber olev kate näitab pragunemise või deformatsiooni märke, tuleks valida väiksem katsejõud. Seda protsessi korratakse seni, kuni Vickersi süvendi ümber olev kate jääb suhteliselt terveks ja deformatsioonita – see katsejõu tase on proovi jaoks sobiv.
2.1 Erinevad kattekihi paksused vastavad konkreetsetele katsejõu vahemikele, mis on oluline katsetulemuste moonutamise vältimiseks. Järgnevalt on toodud viide katsejõu valikuks tavaliste katete (tsinkimine, kroomimine) jaoks, mida saab kasutada mikro-Vickersi kõvadusmõõturite (HV) puhul:
| Katte tüüp | Kate Paksus (μm) | Soovita Testijõud (gf) | Vastav HV-skaala | Peamised ettevaatusabinõud |
| Tsink Plaatimine | 5 ~ 15 | 25 ~ 50 | HV0,025, HV0,05 | Tsinkimine on suhteliselt pehme (tavaliselt HV50–150); väike jõud hoiab ära liigse taandumise. |
| Tsink Plaatimine | 15 ~ 50 | 50 ~ 100 | HV0,05, HV0,1 | Paksuse suurenedes saab jõudu vastavalt suurendada, et tagada selged taandeservad. |
| Kroom Plaatimine | 1 ~ 5 | 10 ~ 25 | HV0,01, HV0,025 | Kõva kroomi (HV800–1200) kõvadus on kõrge; väike jõud hoiab ära indenteri kahjustused. |
| Kroom Plaatimine | 5 ~ 20 | 25 ~ 100 | HV0,025, HV0,1 | Kui paksus on > 10 μm, tasakaalustab HV0.1force täpsuse ja efektiivsuse. |
| Komposiit Kate | <5 | ≤25 | HV0,01, HV0,025 | Tsink-nikkel-sulamite ja kroom-nikkel-sulamite sarnaste katete puhul tuleb rangelt vältida mõlkide tungimist kattesse. |
2.2 Muud olulised mõjutavad tegurid
Lisaks paksusele mõjutavad katsejõu valikut veel järgmised kaks tegurit ning neid tuleb hinnata tegelike stsenaariumide põhjal:
Katte kõvaduse vahemik:
Pehmed katted (nt tsinkkate, HV < 200): Kui katsetusjõud on liiga väike, võivad katte plastse deformatsiooni tõttu jäljed hägustuda. Soovitatav on valida soovitatava vahemiku ülemine piir (nt paksus 10 μm, katsetusjõud 50 gf).
Kõvad katted (nt kroomkate, HV > 800): kõrge kõvadus põhjustab väikeseid süvendeid, seega ei tohiks katsejõud olla liiga väike (näiteks paksuse 5 μm korral valige katsejõud 25 gf), et süvendi diagonaali mõõtmisviga ei ületaks ±5%.
2.3 Standardite ja spetsifikatsioonide nõuded
Erinevatel tööstusharudel on selged standardid. Näiteks:
Autotööstuses kasutatakse laialdaselt standardit ISO 14577 (instrumentaalne takerdumiskatse), mis võimaldab jõu väärtust vastavalt katte paksusele reguleerida;
Üldine tööstusharu viitab standardile ASTM E384, mis nõuab, et taande diagonaal oleks ≤ 1/2 katte paksusest ja ≥ 10 korda suurem kui taandeotsa raadius (otsaefekti vältimiseks).
Kokkuvõtteks võib öelda, et metallkatete mikro-Vickersi kõvaduse testimiseks kasutatava katsejõu valik peaks järgima loogikat „kõigepealt paksus, seejärel kõvaduse reguleerimine ja standardi garantii“:
Esmalt määrake katsejõu vahemik katte paksuse põhjal (vt ülaltoodud tabelit);
Reguleerige jõu väärtust vastavalt katte kõvadusele (valige pehmete katete puhul ülemine piir ja kõvade katete puhul alumine piir);
Lõpuks viige testitulemuste kehtivuse tagamiseks vastavusse valdkonna standarditega (nt ISO 14577 ja ASTM E384).
Postituse aeg: 03.09.2025
