一种覆层陶瓷耐磨性测试装置及耐磨性测试方法

摘要

本发明公开了一种覆层陶瓷耐磨性测试装置及耐磨性测试方法，用在精细陶瓷覆层耐磨性装置及耐磨性测试方法。虽然很少有覆层受到单一磨损过程,但是这样的耐磨损覆层可以在他们的表现发挥决定性的作用。因此,耐磨损陶瓷覆层的正确选择可以帮助适用于磨损起着主要的保护膜的作用，本装置目的是提供一种方法来测量的耐磨性(磨损率)。在已知平面或表面曲率半径覆层陶瓷进行测试,仅适用于均匀覆层。错误可能发生如果测试是用于非均匀涂层。细节分析治疗确定曲面上涂层的磨损率。覆层的测试产生渗透,它可以提供磨损系数为涂层和底物从一个测试系列。虽然测试是为了允许定量测量磨损系数,它可以适应作为一个质量控制测试使用的组件。

说明书

技术领域

本发明涉及精细陶瓷覆层耐磨性测试技术领域，具体为一种覆层陶瓷耐磨性测试装置及耐磨性测试方法。

背景技术

为检测精细陶瓷(先进陶瓷、先进技术耐磨的陶瓷)覆层耐磨性，提高精细陶瓷(先进陶瓷、先进技术耐磨的陶瓷)覆层耐磨性，，制造覆层陶瓷成品之前需要对覆层的耐磨性能进行测试，以保证生产出来的覆层陶瓷满足要求；并且，通过对覆层的耐磨性进行评估，有助于开发出更加耐磨的覆层陶瓷结构，最终在生产覆层陶瓷时使耐磨性能大幅度提高。

覆层陶瓷包含陶瓷镶釉陶瓷金属化，陶瓷镶釉是在陶瓷上镶釉层。陶瓷金属化，陶瓷金属化是在陶瓷表面牢固地粘附一层金属薄膜，使之实现陶瓷和金属间的焊接，现有钼锰法、镀金法、镀铜法、镀锡法、镀镍法、LAP法(激光后金属镀)等多种陶瓷金属化工艺。覆层陶瓷的耐磨性越来越重要，提升覆层的耐磨性可提高覆层陶瓷生产工艺，提升覆层陶瓷性能。实际生产中处因覆层脱落导致成批产品损坏。为此，我们提出一种覆层陶瓷耐磨性测试装置及耐磨性测试方法。

发明内容

本发明的目的在于提供本发明公开一种精细陶瓷(先进陶瓷、先进技术耐磨的陶瓷)覆层耐磨性装置及耐磨性测试方法，可以同时模拟测试球摩擦覆层陶瓷以此来检验造覆层陶瓷生产制造的耐磨性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种覆层陶瓷耐磨性测试装置，包括：

测试球：球通常是25mm～40mm直径的淬火钢，球表面硬度200Hv30800Hv30之间，所述测试球表面涂抹有耐磨剂，所述耐磨剂为金刚石研磨膏与无水乙醇混配的悬浮液，采用1μm金刚砂与无水乙醇(浓度比为1：4)混合研磨剂

传动轴：连接测试球，带动测试球至少300转每分钟；

测试基座：固定测试覆层陶瓷样品；

支撑台：加载载荷，均匀施加力；

重力装置：恒定重力通过杠杆给支撑台施加力；

杠杆；固定在支点上。

优选的，所述测试基座固定覆层陶瓷，测试球压在测试样上，测试球可旋转，加载载荷。

优选的，所述测试基座开放式。

优选的，所述耐磨剂也可以在试验过程中滴在测试球与覆层陶瓷的接触面上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中在已知平面或表面曲率半径覆层陶瓷进行测试,仅适用于均匀覆层。错误可能发生如果测试是用于非均匀涂层。细节分析治疗确定曲面上涂层的磨损率。覆层的测试产生渗透,它可以提供磨损系数为涂层和底物从一个测试系列。虽然测试是为了允许定量测量磨损系数,它可以适应作为一个质量控制测试使用的组件，本装置可以通过测试的参数精确计算出磨损率，方便对材料的把控。

附图说明

图1为一种覆层陶瓷耐磨性测试装置结构示意图一；

图2为一种覆层陶瓷耐磨性测试装置结构示意图二；

图3球型磨坑结构俯视图；

图4球型磨坑横截面结构图。

图中：1、测试球；2、测试样品；3、传动轴；4、支撑台；5、负载；6、重力装置；7、支点；8、杠杆；9、测试基座；A、球型坑直径，B、基体球型凹坑直径，H、球型凹坑深度。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，一种覆层陶瓷耐磨性测试装置及耐磨性测试方法，其特征在于，包含：

测试球1：球通常是25mm～40mm直径的淬火钢，球表面硬度200Hv30800Hv30之间；测试球1可用于约50个单独的凹坑，这取决于使用的精确条件要求。经常检查测试球1,以确保能继续产生可以接受的坑。如果这样的检查出现任何异常成坑的行为，应该替换测试球1；

传动轴3：连接测试球1，带动测试球1至少300转每分钟；

测试基座9：固定测试覆层陶瓷样品；

支撑台4；

加载载荷，均匀施加力；

研磨剂：研磨剂为金刚石研磨膏与无水乙醇混配的悬浮液，采用1μm金刚砂与无水乙醇浓度比为1：4混合研磨剂。

研磨剂可以在涂在测试球1表面，也可以在试验过程中将研磨剂不断滴在研磨钢球与覆层陶瓷的接触面上。

重力装置6：恒定重力通过杠杆8给支撑台4施加力；

杠杆8；固定在支点7上；

测试基座9固定覆层陶瓷，测试球1压在测试样上，测试球1可旋转，加载载荷。测试样品2通过摩擦产生球形凹坑。

测试基座9开放式，更方便快捷更换样品，测试球1可便捷替换，正常运行发现测试球1是可用于约50个单独的凹坑，测试前检查测试球1以确保能继续产生可以接受的坑。如果这样的检查出现任何异常成坑的行为，应该替换测试球1。

耐磨剂，使用不同的研磨剂介质会产生不同的磨损率，结果不应进行比较除非他们是在相同条件下产生的陨石坑中获得。使用的研磨剂应在整个试验中保持均匀。这可以通过搅拌研磨剂来完成连续或通过添加稳定剂。

参阅图3和图4，先将测试球1旋转压在覆层陶瓷和一个研磨剂被送入接触区。产生了一个球形凹陷，并测量了这种凹陷的大小。当不发生穿孔的涂层，覆层的磨损率可以从一个单一的火山口。当覆层发生穿孔时，覆层和基体的磨损率可以通过制造一系列这样的凹坑，并测量它们的尺寸计算出来。1、无覆层陶瓷穿孔计算方法：

磨损的体积，V，磨损，为HBvR

R是球的半径；

B是凹坑直径；

h是凹坑的深度。

Archard磨损方程与磨损量的正常负荷N，和距离S，

V＝K

Kc:覆层的磨损率。

通过替代B的测量值，R和S，以米，和N，牛顿，在方程(3)。将结果报告为至少三个独立的测量的平均值。

2、覆层陶瓷穿孔计算方法：

s是球被球移动距离；

n为负载(5)荷载；

Vc是覆层磨损体积；

Vs是基体磨损体积；

Ks是基体磨损率；

Kc是覆层磨损率。

VC和VS可以从以下的近似方程计算：

其中A和B是分别在衬底和涂层的陨石坑的直径。

在t覆层层厚度，

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。