9. Bố cục luận án
3.4.2.Phương pháp xác định độ bền bám trượt của lớp phủ (τBtr )
a, Mẫu đo: Mẫu đo độ bền bám trượt của lớp phủ với thép nền cũng được lựa chọn thực hiện theo tiêu chuẩn JIS-H-8664 [1, 92] với kích thước mẫu và sơ đồ nguyên lý đo như (hình 3.14).
Hình 3.14. Mẫu thử đo độ bền bám trượt theo JIS-H-8664 [1, 92]
Mẫu đo được làm từ vật liệu thép 16Mn, sau khi gia công bề mặt phủ của mẫu được tạo nhám bằng máy phun hạt mài, độ nhám đạt Rz = 71±2µm. Tiếp theo lớp phủ được tạo trên mẫu có chiều dày tối thiểu 1mm (Ø42+0,2mm) như (hình 3.15a). Chế độ phun tạo lớp phủ mẫu được thực hiện theo bảng quy hoạch thực nghiệm đã định.
a, Ảnh mẫu sau khi phủ b, Đồ gá và mẫu thử được gá đặt trên máy Hình 3.15. Mẫu và đồ gá mẫu được lắp trên máy nén
a, Lắp trục dẫn vào khuôn. b, Lắp mẫu thử vào trục dẫn. c, Đặt bạc ép lên mẫu.
b, Chế tạo đồ gá đo mẫu thử bám trượt: Để có được kết quả đo chính xác, một vấn đề quan trọng là phương pháp đo cần được đảm bảo khi đo được nén đúng tâm cho mẫu thử. Dựa trên kích thước và kết cấu của mẫu đo, bộ đồ gá đo mẫu được thiết kế và sau khi chế tạo đạt được (hình 3.16).
c, Quy trình đo mẫu trên máy: Để xác định độ bền bám trượt của lớp phủ với thép nền, ta tiến hành lắp ráp mẫu với đồ gá theo sơ đồ (hình 3.14) và thứ tự thực hiện các bước như (hình 3.16). Sau khi lắp ráp, tiến hành đặt và điều chỉnh đồ gá vào đúng tâm của đầu trục nén của máy như (hình 3.15b). Dưới tác dụng lực nén của máy, hệ thống máy tính được kết nối sẽ tự động vẽ ra biểu đồ đường đặc tính như (hình 3.17), biểu đồ đường đặc tính biểu diễn giá trị lực nén từ khi bắt đầu cho tới khi lớp phủ bung ra khỏi mẫu thép nền.
Hình 3.17. Biểu đồ lực nén mẫu thử khi đo độ bền bám trượt lớp phủ
Quan sát trên biểu đồ cũng cho thấy đường đặc tính được chia thành 3 giai đoạn, giai đoạn đầu (I) đường đặc tính là một đường thẳng nằm ngang song song
và trùng với trục hoành, đây là khoảng thời gian chưa có lực tác dụng lên mẫu thử. Ở giai đoạn (II) đường đặc tính là một đường cong đi lên, đây là giai đoạn đầu trục máy nén bắt đầu tiếp xúc với bạc ép của đồ gá và lúc này bắt đầu xuất hiện lực. Giai đoạn (III) lực nén tăng đều và nhanh đến một giá trị lớn nhất rồi giảm về 0, nhìn vào đường đặc tính của giai đoạn này cũng cho ta thấy đường đặc tính gần như tuyến tính, điều đó chứng tỏ rằng độ bền bám trượt của lớp phủ với thép nền là tương đối đều và ổn định cho tới khi lớp phủ bị bong trượt ra khỏi mẫu thép nền như (hình 3.18).
Hình 3.18. Ảnh chụp mẫu thử sau khi đo độ bền bám trượt
Độ bền bám trượt (τBtr) được xác định theo công thức (3.2):
τBtr = P
F ; (MPa) (3.2)
Trong đó: τBtr - Độ bền bám trượt lớp phủ (MPa). P - Lực nén (N).
F - Diện tích xung quanh lớp phủ tiếp xúc với mẫu (mm2)
F = π.d.h (3.3)
Ở đây: d - đường kính ngoài của mẫu thép nền (mm). h - chiều cao mẫu (mm).
Diện tích lớp phủ kiểm tra trong nghiên cứu này F ≈ 1030 (mm2)