热喷涂涂层性能检测方法

热喷涂涂层性能检测方法

热喷涂涂层在实际应用中对基体起到重要的保护作用，为确定涂层的性能和效果，检测显得尤为重要。

热喷涂涂层的性能由于影响着所防护材料的使用性能而备受关注。涂层的性能取决于喷涂设备、材料、工艺等多种因素。涂层性能的检测评估涉及很多检测方法，就一般的电弧喷涂层而言，涂层性能主要包括了涂层物理性能（如外观、密度、厚度、金相等）、力学性能（如结合强度、耐磨性、残余应力等）和化学性能（如化学成分、耐蚀性、耐热性、电化学性等）。在实际工作中并不要求电弧喷涂涂层一定要测试上述所有性能，而是要根据不同的目的来选择不同的测试项目。

涂层性能测试所涉及的国家标准

为了可靠地评价电弧喷涂涂层质量的优劣，准确测定涂层性能是否达到工艺、设计或者使用上的预期要求，需要一套比较准确的涂层质量和性能检测的方法。当然，最有效的方式就是采用现有的国家标准。表列出了现有的一些国家标准。

热喷涂涂层的测试方法

1.涂层显微金相组织

由于涂层与基体是两种截然不同的材料，硬度可能相差很大，磨制试样时需要特别谨慎。涂层试样的要求与一般金相试样有所不同，制备过程中要特别注意不能破坏涂层中微粒的组织结构，尽量避免涂层粒子在磨制试样时脱落下来。显微金相结构的分析主要包括两个步骤：样品制备和观察分析。具体步骤如下：

（1）取样：样品的选择应符合国家标准GB/T13289金属显微组织检测方法规定进行，用细砂轮、线切割机或者火焰切割等方法截取一定尺寸具有研究价值的部位，且应保持所观察部位的组织不改变。

（2）样品制备：样品镶嵌，磨、抛以及腐蚀，均应按照GB/GT3298规定进行。

（3）组织结构分析步骤：将准备好的组织结构试样置于载物台上；将显微镜开关开启，打开光源，调整好照明电源使之对中；装上选好的物镜、目镜以及相应的观察方法。显微镜功能一般有6种，如明视场、暗视场、偏振光、干涉、微分干涉衬度、显微硬度；用粗细调焦钮对样品进行聚焦，同时调整好孔径和视场光栏大小，至目镜筒内观察到清晰的组织图像为止；选择好物象视场，用转换钮转向摄影系统，装上底片即可曝光拍照。

（4）样品的保存：对于涂层样品应放置在干燥器内（内有硅胶）。

2.涂层结合强度测试方法

该性能测试根据国标G9 8642-88 （热喷涂层结合强度的测定）进行。拉伸试样的材质是普通的Q235钢，经车削加工而成。具体试验步骤如下：将试样对偶件A、B喷砂处理，将试件端面A均匀地喷上待测结合强度的涂层，厚度约为0.8mm，然后用E-7胶将试件A、B件粘合，并将A试件置于B试件之上，使其同轴，经过100℃、1h加热固化以后，将试件夹在试验机夹具上，以1m/min的速度进行拉伸，记下拉断时所施加的载荷大小，同时观察拉断时，试件端面涂层的剥落情况。

用下式计算结合强度：

式中，σb—涂层得结合强度，N/mm2；

F—试样破裂的最大载荷，N；

A0—试验的涂层面积，mm2。

3.涂层硬度测试方法

涂层硬度的测量方法主要包括宏观硬度的测试和微观硬度的测试两种，通常对应用于工程中的喷涂涂层进行宏观硬度的测试。国家标准GB/T 9790-1988《金属覆盖层及其他有关覆盖层维氏和努氏显微硬度试验》明确规定了金属涂层表面洛式硬度的检测方法。

（1）试验设备：数字式显微硬度计。

（2）试样制备：试样的基体材料是尺寸为45mm×45mm×5mm的普通20g钢，表面涂层厚度为0.5mm。

（3）试验过程：将表面喷有涂层的试样，制备成金相试样，放置在数字式显微硬度计的载物台上，施加载荷，记录下刻度盘上的硬度值。测量时选用的载荷为100gf，停留时间为10s，测试该涂层的显微硬度值。由于涂层本身组织不均匀，易产生偏析，在测试中出现高硬度和低硬度值，因此至打5个压痕点，然后取平均值。产品的洛氏硬度均通过维氏硬度查表换算得到。