一種涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種采用沖擊法與聲發(fā)射檢測(cè) 技術(shù)相結(jié)合的涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 熱噴涂是現(xiàn)代材料表面處理技術(shù)中一種重要技術(shù)，廣泛應(yīng)用于航天、兵器、動(dòng)力設(shè) 備、運(yùn)輸設(shè)備等制造方面。目前的涂層性能檢驗(yàn)指數(shù)主要根據(jù)使用要求定制，如燒蝕試驗(yàn)， 抗熱震試驗(yàn)、抗磨損試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)、顯微硬度試驗(yàn)、拉伸試驗(yàn)等。
[0003] 涂層結(jié)合強(qiáng)度是評(píng)價(jià)涂層質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，測(cè)量涂層結(jié)合強(qiáng)度的方法多達(dá)上 百種，其中最常用的有拉伸法、劃痕法、彎曲法、剪切法等，然而該些方法各有利弊，如拉伸 法不能測(cè)量比膠粘劑自身結(jié)合強(qiáng)度大的涂層，劃痕法主要適用于厚度在7umW下的涂層， 彎曲法適合測(cè)量結(jié)合強(qiáng)度較弱的各類涂層，剪切法無(wú)法測(cè)量較薄的涂層。此外，上述方法皆 需在特定實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行，無(wú)法實(shí)現(xiàn)工地現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。
[0004] 因此，目前亟需找到一種能夠克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷且能夠具有快速、高效、準(zhǔn) 確的新的涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量方法，能夠?qū)崿F(xiàn)工地現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量方法，解決了現(xiàn)有測(cè)量方法通用性差的 缺陷，提供了一種可測(cè)量任何圖層結(jié)合強(qiáng)度的方法，并且具有測(cè)量通用性好的優(yōu)點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明還有一個(gè)目的是解決了聲發(fā)射信號(hào)探測(cè)過(guò)程中信號(hào)干擾大的缺陷，提供了 消除信號(hào)干擾的的方法，更準(zhǔn)確的測(cè)量出涂層的結(jié)合強(qiáng)度。
[0007] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案為；
[000引一種涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量方法，包括如下步驟：
[0009] 步驟一、將壓頭尖端與待測(cè)試樣表面緊貼，將聲發(fā)射探測(cè)儀的探頭通過(guò)真空禪合 劑與待測(cè)試樣表面緊密粘貼；
[0010] 步驟二、使1kg重的落鍵自壓頭正上方300mm高處自由下落，沖擊壓頭，進(jìn)而使壓 頭沖擊待測(cè)試樣，誘導(dǎo)涂層失效，并使用聲發(fā)射探測(cè)儀對(duì)整個(gè)沖擊過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，采集 沖擊過(guò)程的聲發(fā)射信號(hào)；所述落鍵底部與所述壓頭頂部設(shè)置有緩沖材料，W減少所述落鍵 碰撞壓頭時(shí)產(chǎn)生的噪聲；
[0011] 步驟S、采集聲發(fā)射信號(hào)，所述聲發(fā)射信號(hào)隨時(shí)間變化關(guān)系可表示為：
[001 引x(t) =Asin(?0t)e-at，
[0013] 其中A和分別表示瞬態(tài)彈性波的幅值和頻率，a為衰減因子，t為時(shí)間，e為歐 拉數(shù)；
[0014] 將所述聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，得到
[0015]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一、將壓頭尖端與待測(cè)試樣表面緊貼，將聲發(fā)射探測(cè)儀的探頭通過(guò)真空耦合劑與 待測(cè)試樣表面緊密粘貼； 步驟二、使Ikg重的落錘自壓頭正上方300mm高處自由下落，沖擊壓頭，進(jìn)而使壓頭沖 擊待測(cè)試樣，誘導(dǎo)涂層失效，并使用聲發(fā)射探測(cè)儀對(duì)整個(gè)沖擊過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，采集沖擊 過(guò)程的聲發(fā)射信號(hào)；所述落錘底部與所述壓頭頂部設(shè)置有緩沖材料，以減少所述落錘碰撞 壓頭時(shí)產(chǎn)生的噪聲； 步驟三、采集聲發(fā)射信號(hào)，所述聲發(fā)射信號(hào)隨時(shí)間變化關(guān)系可表示為： x(t) =A sin (ω 〇t) e_at, 其中A和ω ^分別表示瞬態(tài)彈性波的幅值和頻率，a為衰減因子，t為時(shí)間，e為歐拉數(shù)； 將所述聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，得到
對(duì)幅值譜Χ(ω)進(jìn)行形態(tài)學(xué)開(kāi)閉和閉開(kāi)平均運(yùn)算，得到濾波后的信號(hào)X' (ω)，并利用 最小二乘法擬合對(duì)t (ω)進(jìn)行擬合，最后結(jié)合相位信息進(jìn)行傅里葉逆變換，得到降噪后 的聲發(fā)射信號(hào)。 步驟四、對(duì)降噪后的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行分析，判斷涂層結(jié)合強(qiáng)度；聲發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度越高， 涂層結(jié)合強(qiáng)度越差，聲發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度越低，涂層結(jié)合強(qiáng)度越好。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量方法，其特征在于，所述聲發(fā)射探測(cè)儀的 前置放大器增益為40dB，所述聲發(fā)射探測(cè)儀采集聲發(fā)射信號(hào)的門檻值為55dB。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量方法，其特征在于，所述聲發(fā)射探測(cè)儀采 集的聲發(fā)射信號(hào)為聲發(fā)射能量計(jì)數(shù)信號(hào)；且能量計(jì)數(shù)小于1000,涂層結(jié)合強(qiáng)度相當(dāng)好；能 量計(jì)數(shù)為1000~2500,涂層結(jié)合強(qiáng)度好；能量計(jì)數(shù)為2500~6000,涂層結(jié)合強(qiáng)度較好；能 量計(jì)數(shù)為6000~10000,涂層結(jié)合強(qiáng)度差，能量計(jì)數(shù)大于10000,涂層結(jié)合強(qiáng)度很差。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量方法，其特征在于，所述聲發(fā)射探測(cè)儀采 集的聲發(fā)射信號(hào)為聲發(fā)射波形電壓值信號(hào)；且波形電壓小于IV，涂層結(jié)合強(qiáng)度相當(dāng)好；波 形電壓為1~4V，涂層結(jié)合強(qiáng)度好；波形電壓為4~8V，涂層結(jié)合強(qiáng)度較好；波形電壓為 8~9V，涂層結(jié)合強(qiáng)度差；波形電壓為大于9V，涂層結(jié)合強(qiáng)度很差。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量方法，其特征在于，所述聲發(fā)射探測(cè)儀采 集的聲發(fā)射信號(hào)為聲發(fā)射幅值信號(hào)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述的涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量方法，其特征在于，所述壓頭壓頭 為90°金剛石壓頭、120°金剛石壓頭和120°硬質(zhì)合金鋼壓頭中的一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量方法，其特征在于，所述探頭與壓頭尖端 的距離為15_~30mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量方法，其特征在于，所述落錘下表面與所 述壓頭上表面設(shè)置有緩沖層，以減小碰撞噪聲。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量方法，包括如下步驟：步驟一、使用壓頭沖擊待測(cè)試樣，誘導(dǎo)涂層失效；步驟二、使用聲發(fā)射探測(cè)儀對(duì)整個(gè)沖擊過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，采集沖擊過(guò)程的聲發(fā)射信號(hào)；步驟三、對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行分析處理，根據(jù)聲發(fā)射信號(hào)的強(qiáng)度，判斷涂層結(jié)合強(qiáng)度。即聲發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度越高，涂層結(jié)合強(qiáng)度越差；聲發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度越低，涂層結(jié)合強(qiáng)度越好。本發(fā)明提供的涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)量方法，檢測(cè)過(guò)程高效、快速，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)檢測(cè)，并且能夠很據(jù)測(cè)量的聲發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度的大小，定量或半定量的得出涂層結(jié)合強(qiáng)度的大小。
【IPC分類】G01N19-04
【公開(kāi)號(hào)】CN104865183
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510319574
【發(fā)明人】王海軍, 劉明, 王晶晨, 楊振凱, 董天順
【申請(qǐng)人】中國(guó)人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年6月11日