ТОЧНЫЕ ПРИБОРЫ / С 2005 ГОДА400-8127-833

APPLICATION WORKFLOW

Полный процесс оценки сечений покрытий и диффузионных слоёв

Полная демонстрация оценки сечений покрытий и диффузионных слоёв: отбор перпендикулярным сечением, холодная запрессовка для защиты от нагрева и сохранения кромки, шлифовка и полировка на малой скорости и лёгком давлении, измерение толщины в металлографическом микроскопе (GB/T 6462, ASTM B487), выбор нагрузки микротвёрдости по правилу «диагональ — 1/10 толщины покрытия», наблюдение пористости и сцепления на границе раздела.

01Отбор и резка02Запрессовка03Шлифовка и пол…04Обработка пове…05Измерение и на…06Измерение микр…07Обработка данн…08Регистрация и …
Process overview: advance step by step and confirm each stage before moving on.
Отбор и резка
Запрессовка
Шлифовка и полировка
Обработка поверхности
Измерение и наблюдение в металлографическом микроскопе

Применимые образцы и цели

Процесс применим к оценке сечений термически напылённых покрытий, гальванических и химических осадков, PVD/CVD-покрытий и поверхностных слоёв модификации (азотирование, хромирование и т. п.). Цель — на строго перпендикулярном сечении измерить толщину и равномерность покрытия, наблюдать пористость, сцепление на границе раздела и дефекты, определить микротвёрдость покрытия и границы раздела и комплексно оценить качество покрытия.

Полный процесс

  1. Отбор и резка

    Сечение вырезают перпендикулярно поверхности покрытия. Хрупкие покрытия (керамические напылённые) и тонкие осадки режут только прецизионным отрезным станком на малой скорости; направление резки — от покрытия к основе, чтобы покрытие не отслоилось от растяжения.

  2. Запрессовка

    Применяется только холодная запрессовка (эпоксидной смолой с низким тепловыделением и низкой усадкой), чтобы температура и давление термопрессовки не повредили покрытие; в смолу добавляют керамический или стеклянный наполнитель и обеспечивают обхват кромки — это предохраняет от скругления кромки и выкрашивания покрытия при шлифовке и полировке. Многослойные тонкие покрытия можно зажать и запрессовать целиком.

  3. Шлифовка и полировка

    Ключ — малая скорость и лёгкое давление. SiC-бумагами шлифуют ступенчато от P400 до P2000, на каждом шаге поворачивая образец на 90°, этапы короткие; алмазная полировка 3 мкм и 1 мкм; хрупкие покрытия в конце коротко полируют 0.05 мкм коллоидным кремнезёмом. Постоянно проверяйте, чтобы кромка покрытия не отслаивалась, трещины не росли и не появлялось затянутости.

  4. Обработка поверхности

    Толщину, пористость и сцепление наблюдают только в нетравленом состоянии; локальное травление подходящим травителем применяют лишь когда нужно проявить строение слоёв (например границы осадков, структуру диффузионного слоя).

  5. Измерение и наблюдение в металлографическом микроскопе

    Толщину измеряют металлографическим микроскопом с окуляр-микрометром или анализом изображений: по сечению равномерно выбирают не менее 10 положений, измеряют локальную толщину и за результат принимают среднее и минимальное значения. В том же поле наблюдают поры, неоплавленные частицы, оксидные прослойки и сцепление на границе раздела; пористость количественно определяют анализом изображений как процент площади.

  6. Измерение микротвёрдости

    Отпечатки Виккерса или Кнупа наносят в средней части по толщине покрытия; нагрузку выбирают так, чтобы диагональ не превышала 1/10 толщины покрытия, а край отпечатка отстоял от границы раздела и от поверхности не менее чем на 2.5 диагонали. При необходимости по сечению строят градиент твёрдости у границы раздела, наблюдая переход «покрытие — основа».

  7. Обработка данных и заключение

    Сводят среднее и минимальную толщину, пористость, среднюю твёрдость и описание состояния границы раздела и сравнивают с требованиями чертежа или технологической спецификации.

  8. Регистрация и отчёт

    Отчёт прилагает общий вид сечения и локальные микрофотографии, схему положений измерения толщины, положения и таблицы отпечатков твёрдости; указывают технологию покрытия и систему материалов.

Ключевые контрольные точки

  • Все измерения толщины — только на строго перпендикулярных сечениях; косой срез завышает толщину.
  • Проникновение смолы холодной запрессовки в открытые поры покрытия — нормальное явление; пористость перепроверяйте с учётом состояния без пропитки.
  • Выкрашивание кромки при шлифовке — самая частая причина брака в оценке покрытий; заметив его, сразу остановитесь и приготовьте образец заново.
  • Для тонких покрытий (менее 50 мкм) предпочтителен индентор Кнупа с меньшей нагрузкой, чтобы отпечаток не пробил покрытие и не попал под влияние основы.
  • Отпечатки у границы раздела располагайте по обе стороны, не ставя их на саму линию раздела.
  • Перед количественной оценкой пористости зафиксируйте единый порог сегментации, чтобы исключить манипуляцию результатом настройкой порога.

Типичные отклонения и меры

  • Скругление кромки покрытия занижает отсчёт толщины: усильте защитный наполнитель у кромки и перешлифуйте с меньшим давлением.
  • Хрупкое покрытие выкрашивается при резке: снизьте подачу, возьмите тонкий отрезной круг и заходите со стороны покрытия.
  • Рост трещин от отпечатка мешает отсчёту: снизьте нагрузку и перейдите на индентор Кнупа либо фиксируйте состояние трещин отдельно.
  • Поры, заполненные полировальным агентом, выглядят плотными: тщательно промойте и высушите после полировки, при необходимости сравните с вакуумной пропиткой.
  • Загрязнение границы раздела не видно: наблюдайте в тёмном поле или методом дифференциального интерференционного контраста либо слегка протравите зону границы.

Ссылочные стандарты

  • GB/T 6462 Металлические и оксидные покрытия. Измерение толщины микроскопическим методом
  • ISO 1463 Металлические и оксидные покрытия. Измерение толщины покрытия микроскопическим методом
  • ASTM B487 Стандартный метод определения толщины металлических и оксидных покрытий микроскопическим исследованием поперечного сечения
  • ASTM E2109 Стандартные методы определения площадной пористости термически напылённых покрытий
  • ISO 4516 Металлические покрытия. Испытания микротвёрдости по Виккерсу и Кнупу

Выше приведён пример методики для обсуждения метода и технологической проработки, а не фактические данные заказчика; конкретный план контроля, места отбора и приёмочные пределы определяются по оценке образца и согласованным сторонами регламентам.

Учебные материалы MICROCRE · режим уточняйте по оценке образца и регламенту работ.

LET’S TALK ABOUT YOUR SAMPLE

Начните с образца — и найдите подходящее решение.

Связаться с инженером ↗
✧ Продуктовый ассистент