Njia ya Upimaji wa Unene wa Filamu ya Oksidi na Ugumu wa Vipengele vya Aloi ya Alumini ya Magari

Filamu ya oksidi ya anodi kwenye sehemu za aloi ya alumini ya magari hufanya kazi kama safu ya kinga kwenye uso wao. Inaunda safu nene ya kinga kwenye uso wa aloi ya alumini, ikiongeza upinzani wa kutu wa sehemu hizo na kupanua maisha yao ya huduma. Wakati huo huo, filamu ya oksidi ina ugumu mkubwa, ambao unaweza kuboresha upinzani wa uchakavu wa uso wa aloi ya alumini.

Filamu ya oksidi ya anodi ya aloi ya alumini ina sifa ya unene mdogo na ugumu wa juu kiasi. Ni muhimu kuchagua vifaa vya upimaji vinavyofaa kwa ugumu mdogo ili kuepuka uharibifu wa safu ya filamu na kiashiria. Kwa hivyo, tunapendekeza kutumia kipima ugumu cha Vickers chenye nguvu ya majaribio ya 0.01-1 kgf ili kupima ugumu na unene wake. Kabla ya jaribio la ugumu wa Vickers, kipande cha kazi kinachopaswa kupimwa kinahitaji kutengenezwa kuwa sampuli. Vifaa vinavyohitajika ni mashine ya kupachika metallografiki (hatua hii inaweza kuachwa ikiwa kipande cha kazi kina nyuso mbili tambarare) ili kupachika kipande cha kazi kwenye sampuli yenye nyuso mbili tambarare, kisha tumia mashine ya kusaga na kung'arisha metallografiki kusaga na kung'arisha sampuli hadi uso mkali upatikane. Mashine ya kupachika na mashine ya kusaga na kung'arisha zinaonyeshwa kwenye mchoro hapa chini:

1. Hatua za Maandalizi ya Mfano (Inatumika kwa Upimaji wa Ugumu na Unene)

1.1 Sampuli: Kata sampuli ya takriban 10mm × 10mm × 5mm kutoka kwa sehemu itakayojaribiwa (kuepuka eneo la mkazo wa sehemu), na uhakikishe kuwa uso wa majaribio ndio uso asili wa filamu ya oksidi.

1.2 Kuweka: Weka sampuli kwa nyenzo ya kupachika yenye moto (km, resini ya epoksi), ikifunua uso wa filamu ya oksidi na sehemu tambarare (sehemu tambarare inahitajika kwa ajili ya upimaji wa unene) ili kuzuia ubadilikaji wa sampuli wakati wa kusaga.

1.3 Kusaga na Kung'arisha: Kwanza, fanya kusaga kwa maji hatua kwa hatua kwa kutumia sandpaper za 400#, 800#, na 1200#. Kisha ng'arisha kwa kutumia vibandiko vya kung'arisha almasi vya 1μm na 0.5μm. Hatimaye, hakikisha kiolesura kati ya filamu ya oksidi na sehemu ya chini ya ardhi hakina mikwaruzo na kinaonekana wazi (sehemu ya msalaba inatumika kwa uchunguzi wa unene).

2. Mbinu ya Upimaji: Njia ya Ugumu wa Vickers (HV)

2.1 Kanuni Kuu: Tumia kielekezi cha piramidi ya almasi kuweka mzigo mdogo (kawaida 50-500g) kwenye uso wa filamu ili kuunda kielekezi, na uhesabu ugumu kulingana na urefu wa mlalo wa kielekezi.

2.2 Vigezo Muhimu: Mzigo lazima ulingane na unene wa filamu (chagua mzigo < 100g wakati unene wa filamu < 10μm ili kuepuka kuingia ndani kwa sehemu ya chini)

Jambo la msingi ni kuchagua mzigo unaolingana na unene wa filamu na kuzuia mzigo kupita kiasi kupenya kwenye filamu ya oksidi, jambo ambalo lingesababisha matokeo yaliyopimwa kujumuisha thamani ya ugumu wa substrate ya aloi ya alumini (ugumu wa substrate ni mdogo sana kuliko ule wa filamu ya oksidi).

Ikiwa unene wa filamu ya oksidi ni 5-20μm: Chagua mzigo wa 100-200g (km, 100gf, 200gf), na kipenyo cha kuingia ndani lazima kidhibitiwe ndani ya 1/3 ya unene wa filamu (kwa mfano, kwa unene wa filamu ya 10μm, mlalo wa kuingia ndani ≤ 3.3μm).

Ikiwa unene wa filamu ya oksidi ni < 5μm (filamu nyembamba sana): Chagua mzigo chini ya 50g (km, 50gf), na lenzi ya lenzi yenye ukuzaji wa hali ya juu (mara 40 au zaidi) lazima itumike kuchunguza mbonyeo ili kuepuka kupenya.

Tunapofanya jaribio la ugumu, tunarejelea kiwango: ISO 10074:2021 “Vipimo vya Mipako ya Oksidi ya Anodi Ngumu kwenye Alumini na Aloi za Alumini”, ambacho hubainisha wazi nguvu za majaribio na safu za ugumu zinazopaswa kutumika wakati wa kupima aina mbalimbali za mipako ya oksidi kwa kutumia kipima ugumu cha Vickers vidogo. Vipimo vya kina vinaonyeshwa kwenye jedwali hapa chini:

Jedwali: Thamani za kukubalika kwa jaribio la ugumu mdogo wa Vickers

Kumbuka: Kwa filamu za oksidi zenye unene zaidi ya 50 μm, thamani zao ndogo za ugumu ni za chini kiasi, hasa safu ya nje ya filamu.

2.3 Tahadhari:

Kwa sehemu hiyo hiyo, pointi 3 zinapaswa kupimwa katika kila moja ya maeneo 3 tofauti, na wastani wa thamani ya pointi 9 za data unapaswa kuchukuliwa kama ugumu wa mwisho ili kuepuka athari za kasoro za filamu za ndani kwenye matokeo.
Ikiwa "nyufa" au "violesura vilivyofifia" vitaonekana kwenye ukingo wa sehemu ya kuingilia, inaonyesha kwamba mzigo ni mkubwa sana na umeingia kwenye safu ya filamu. Mzigo unapaswa kupunguzwa na jaribio linapaswa kufanywa tena.