Autode alumiiniumisulamist komponentide oksiidkile paksuse ja kõvaduse katsemeetod

Autode alumiiniumisulamist osade anoodne oksiidkile toimib nende pinnal soomuskihina. See moodustab alumiiniumisulami pinnale tiheda kaitsekihi, suurendades osade korrosioonikindlust ja pikendades nende kasutusiga. Samal ajal on oksiidkilel kõrge kõvadus, mis võib parandada alumiiniumisulami pinna kulumiskindlust.

Alumiiniumsulamist anoodoksiidkilele on iseloomulik suhteliselt väike paksus ja suhteliselt kõrge kõvadus. Kilekihi kahjustamise vältimiseks stantsimismasina poolt on vaja valida mikrokõvadusele sobiv testimisseade. Seetõttu soovitame kõvaduse ja paksuse testimiseks kasutada mikro-Vickersi kõvadusmõõturit, mille katsejõud on 0,01–1 kgf. Enne Vickersi kõvaduse testi tuleb testitav toorik valmistada prooviks. Vajalik on metallograafiline kinnitusmasin (selle etapi võib vahele jätta, kui toorikul on kaks tasast pinda), et kinnitada toorik kahe tasase pinnaga proovile, seejärel kasutada metallograafilist lihvimis- ja poleerimismasinat proovi lihvimiseks ja poleerimiseks, kuni saavutatakse läikiv pind. Kinnitusmasin ja lihvimis- ja poleerimismasin on näidatud alloleval joonisel:

1. Proovi ettevalmistamise etapid (kehtib kõvaduse ja paksuse testimisel)

1.1 Proovi võtmine: Lõigake testitavast komponendist umbes 10 mm × 10 mm × 5 mm suurune proov (vältides komponendi pingekontsentratsiooni piirkonda) ja veenduge, et testitav pind on oksiidkile algne pind.

1.2 Kinnitamine: Kinnitage proov kuuma kinnitusmaterjaliga (nt epoksüvaik), paljastades oksiidkile pinna ja ristlõike (ristlõige on vajalik paksuse testimiseks), et vältida proovi deformatsiooni lihvimise ajal.

1.3 Lihvimine ja poleerimine: Esmalt teostage samm-sammult märglihvimine 400#, 800# ja 1200# liivapaberiga. Seejärel poleerige 1 μm ja 0,5 μm teemantpoleerimispastadega. Lõpuks veenduge, et oksiidikihi ja aluspinna vaheline piirpind oleks kriimustusteta ja selgelt nähtav (ristlõiget kasutatakse paksuse jälgimiseks).

2. Katsemeetod: Vickersi mikrokareduse meetod (HV)

2.1 Põhiprintsiip: Kasutage teemantpüramiidikujulist treileri, et kile pinnale väike koormus (tavaliselt 50–500 g) peale kanda, et tekitada taane, ja arvutage kõvadus taande diagonaali pikkuse põhjal.

2.2 Põhiparameetrid: Koormus peab vastama kile paksusele (valige koormus < 100 g, kui kile paksus on < 10 μm, et vältida aluspinnale tungivat taanet).

Peamine on valida koormus, mis vastab kile paksusele ja hoiab ära liigse koormuse tungimise oksiidkilesse, mis põhjustaks alumiiniumisulamist aluspinna kõvaduse väärtuse kaasamist mõõtmistulemustesse (aluspinna kõvadus on palju madalam kui oksiidkilel).

Kui oksiidkile paksus on 5–20 μm: valige koormus 100–200 g (nt 100 gf, 200 gf) ja taande läbimõõtu tuleb kontrollida kile paksuse 1/3 piires (näiteks 10 μm paksuse kile korral on taande diagonaal ≤ 3,3 μm).

Kui oksiidkile paksus on < 5 μm (üliõhuke kile): valige koormus alla 50 g (nt 50 gf) ja läbitungimise vältimiseks tuleb süvendi jälgimiseks kasutada suure suurendusega objektiivi (40x või suurem).

Kõvadustesti läbiviimisel lähtume standardist ISO 10074:2021 „Alumiiniumil ja alumiiniumisulamitel olevate kõvade anoodoksiidkatete spetsifikatsioon“, mis määrab selgelt kindlaks katsejõud ja kõvadusvahemikud, mida tuleb kasutada erinevat tüüpi oksiidkatete mõõtmisel mikro-Vickersi kõvadusmõõturiga. Üksikasjalikud spetsifikatsioonid on esitatud allolevas tabelis:

Tabel：Vickersi mikrokõvaduskatse vastuvõetavad väärtused

Märkus: Oksiidkilede puhul, mille paksus on üle 50 μm, on nende mikrokareduse väärtused suhteliselt madalad, eriti kile väliskihi puhul.

2.3 Ettevaatusabinõud:

Sama komponendi puhul tuleks mõõta 3 punkti igas 3 erinevas piirkonnas ja 9 andmepunkti keskmine väärtus tuleks võtta lõpliku kõvadusena, et vältida kohalike kile defektide mõju tulemustele.
Kui süvendi servale ilmuvad „praod“ või „hägused liidesed“, näitab see, et koormus on liiga suur ja tunginud läbi kilekihi. Koormust tuleks vähendada ja katse uuesti läbi viia.