Metoda ispitivanja debljine oksidnog filma i tvrdoće komponenti aluminijskih legura automobila

Anodni oksidni film na dijelovima aluminijskih legura automobila djeluje poput sloja oklopa na njihovoj površini. Formira gusti zaštitni sloj na površini aluminijske legure, povećavajući otpornost dijelova na koroziju i produžavajući njihov vijek trajanja. U međuvremenu, oksidni film ima visoku tvrdoću, što može poboljšati otpornost površine aluminijske legure na habanje.

Anodni oksidni film aluminijske legure karakterizira relativno mala debljina i relativno visoka tvrdoća. Potrebno je odabrati opremu za ispitivanje pogodnu za mikro tvrdoću kako bi se izbjeglo oštećenje sloja filma utiskivačem. Stoga preporučujemo korištenje mikro Vickersovog testera tvrdoće sa ispitnom silom od 0,01-1 kgf za ispitivanje tvrdoće i debljine. Prije Vickersovog testa tvrdoće, obradak koji se testira mora se pretvoriti u uzorak. Potrebna oprema je metalografska mašina za montažu (ovaj korak se može izostaviti ako obradak ima dvije ravne površine) za montažu obradka u uzorak s dvije ravne površine, a zatim se uzorak brusi i polira metalografskom mašinom za brušenje i poliranje dok se ne postigne sjajna površina. Mašina za montažu i mašina za brušenje i poliranje prikazane su na slici ispod:

1. Koraci pripreme uzorka (primjenjivo za ispitivanje tvrdoće i debljine)

1.1 Uzorkovanje: Izrežite uzorak dimenzija približno 10 mm × 10 mm × 5 mm s komponente koja se testira (izbjegavajući područje koncentracije napona komponente) i osigurajte da je površina za testiranje originalna površina oksidnog filma.

1.2 Montiranje: Montirajte uzorak vrućim montažnim materijalom (npr. epoksidnom smolom), otkrivajući površinu oksidnog filma i poprečni presjek (poprečni presjek je potreban za ispitivanje debljine) kako biste spriječili deformaciju uzorka tokom brušenja.

1.3 Brušenje i poliranje: Prvo, izvršite postepeno mokro brušenje brusnim papirima granulacije 400#, 800# i 1200#. Zatim polirajte dijamantskim pastama za poliranje granulacije 1 μm i 0,5 μm. Na kraju, provjerite da je spoj između oksidnog filma i podloge bez ogrebotina i jasno vidljiv (presjek se koristi za posmatranje debljine).

2. Metoda ispitivanja: Vickersova metoda mikrotvrdoće (HV)

2.1 Osnovni princip: Koristite dijamantski piramidalni utiskivač da biste primijenili malo opterećenje (obično 50-500 g) na površinu filma kako biste stvorili udubljenje i izračunali tvrdoću na osnovu dijagonalne dužine udubljenja.

2.2 Ključni parametri: Opterećenje mora odgovarati debljini filma (odaberite opterećenje < 100 g kada je debljina filma < 10 μm kako biste izbjegli prodiranje udubljenja u podlogu)

Ključno je odabrati opterećenje koje odgovara debljini filma i spriječiti prodiranje prekomjernog opterećenja u oksidni film, što bi uzrokovalo da izmjereni rezultati uključuju vrijednost tvrdoće podloge od aluminijske legure (tvrdoća podloge je mnogo niža od tvrdoće oksidnog filma).

Ako je debljina oksidnog filma 5-20μm: Odaberite opterećenje od 100-200g (npr. 100gf, 200gf), a promjer udubljenja mora biti kontroliran unutar 1/3 debljine filma (na primjer, za debljinu filma od 10μm, dijagonala udubljenja ≤ 3,3μm).

Ako je debljina oksidnog filma < 5μm (ultra tanki film): Odaberite opterećenje ispod 50g (npr. 50gf) i mora se koristiti objektiv s velikim uvećanjem (40x ili većim) za posmatranje udubljenja kako bi se izbjeglo prodiranje.

Prilikom provođenja ispitivanja tvrdoće, pozivamo se na standard: ISO 10074:2021 „Specifikacija za tvrde anodne oksidne prevlake na aluminijumu i aluminijskim legurama“, koji jasno specificira ispitne sile i raspone tvrdoće koji se koriste pri mjerenju različitih vrsta oksidnih prevlaka mikro Vickersovim testerom tvrdoće. Detaljne specifikacije prikazane su u donjoj tabeli:

Tabela：Vrijednosti prihvatanja za Vickersov test mikrotvrdoće

Napomena: Za oksidne filmove debljine veće od 50 μm, vrijednosti mikrotvrdoće su relativno niske, posebno vanjski sloj filma

2.3 Mjere opreza:

Za istu komponentu, treba izmjeriti 3 tačke u svakom od 3 različita područja, a prosječnu vrijednost 9 tačaka podataka treba uzeti kao konačnu tvrdoću kako bi se izbjegao uticaj lokalnih defekata filma na rezultate.
Ako se na rubu udubljenja pojave "pukotine" ili "zamućene površine", to ukazuje na to da je opterećenje preveliko i da je prodrlo kroz sloj filma. Opterećenje treba smanjiti i ponoviti ispitivanje.