[发明专利]用于在面式涂覆的试样上产生和测量应力裂纹腐蚀的雕刻装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于在面式试样(1)上执行检验方法和测量方法的方法，其中，借助雕刻装置(4)的旋转雕刻头(3)将机械负载引入到试样表面(2)中，其中，雕刻头(3)以限定的挤压力至少挤入到施加在试样(1)上的层系统(5)中，其中，使旋转的雕刻头(3)沿试样表面(2)并且相对于试样(1)移动，以便通过层系统(5)的塑性变形和/或脆性断裂在试样表面(2)上产生至少一个雕刻槽(6)，并且，通过光学方法测量引入到试样表面(2)中的至少一个雕刻槽(6)，以便分析评价层系统(5)在基体(11)上的层附着性。本发明还涉及一种用于执行这种方法的雕刻装置(4)。

技术领域

本发明涉及一种用于在面式地施加上去的层系统上产生和测量应力裂纹腐蚀的方法，所述层系统具有与基体表面邻接的界面。本发明还涉及一种用于执行这种方法的雕刻装置。

背景技术

从一般的现有技术中已知用于测量具有涂层的产品上的层附着性的方法，其中，该涂层由具有薄涂层的基底材料组成。涂层可以是工具的或机械系统的部件的具有防磨损保护目的的涂层。此外，这类涂层可以构造为防腐涂保护层或装饰性涂层，其中，该涂层借助喷射技术或涂布方法或者借助电镀或等离子涂层方法施加到产品上。作为用于测量涂层层附着性的测量方法例如已知：根据VDI准则3198借助洛氏压痕法、根据DIN EN 1071-3的划痕测试或泰伯磨耗试验(Taber-Abraser)来测量层附着性。借助用于测量层附着性的测量方法在层-基底界面上产生机械负载，以便在层覆品质不足时引起涂层的剥离。借助光学方法来审定机械负载的位置，并且借助比较目录主观地评估剥离的视觉外观。

发明内容

从前面所提及的现有技术出发，本发明的任务是：进一步改进用于在面式涂覆的试样上产生和测量应力裂纹腐蚀的雕刻装置和方法，尤其提供对试样的应力裂纹腐蚀进行简单的面式检验。

根据本发明的方法用于在面式涂覆的试样上产生和测量应力裂纹腐蚀，所述试样具有基体和在其上施加的层系统，所述基体具有基体表面，所述层系统具有与基体表面邻接的界面，根据该方法，借助雕刻装置的可旋转的雕刻头向试样表面中引入机械负载，其中，雕刻头以恒定的挤压力和恒定的旋转速度至少部分地挤入到层系统中。接着，使旋转的雕刻头以恒定的移动速度沿着试样表面并且相对于试样运动，并且通过层系统的塑性变形和/或脆性断裂在试样表面上产生至少一个雕刻槽。然后，通过光学方法测量所述引入到试样表面中的至少一个雕刻槽，以便分析评价层系统在基体上的层附着性。换句话说，首先将雕刻头通过驱动单元置于具有优选恒定的旋转速度的旋转中并且接着以恒定的挤压力压在样本表面上。随后，以恒定的移动速度在试样表面上引导雕刻头，由此在试样中出现雕刻槽。替代地，也可以使在其上固定有试样的试验台移位。优选，在这种情况下，试验台是可三维定位的，以便使试样向旋转雕刻头方向以及在台平面中在任何方向上移动，以便产生至少一个雕刻槽。

优选，借助控制单元来监视和控制雕刻头的挤压力和旋转速度以及试验台或雕刻头的移动速度。因此，借助控制单元可以在试样表面的较大的面积上产生一个或多个雕刻槽，以便在之后借助光学方法来求取基体表面与层系统之间的界面中的层系统层附着性。挤压力选择为这样大，使得基体至少部分地露出，然而避免过大的塑性变形。最大机械应力有利地存在于层系统与基体之间的界面附近。优选，挤压力在0.1N与5N之间的范围内。雕刻头的旋转速度优选为最少5,000转/分钟和最大30,000转/分钟。雕刻头或试验台的移动速度取决于层系统的层厚度，其中，移动速度随层厚度的增加而下降。替代地，也可以随着层厚度的增加使用更大的雕刻头。移动速度优选在1cm/s与10cm/s之间。

换句话说，可以借助该方法通过对试样表面进行大面积的分析来分析层系统与基体的剥离。在此有利的是，能够以低的花费在应力裂纹腐蚀和剥离方面对试样执行面式检验，其中，此外对试样几何形状仅提出低要求。因此，试样表面构造为平的。

此外，可以通过适当匹配雕刻装置在高温和/或低温时执行用于产生和测量应力裂纹腐蚀的方法。换句话说，可以借助这种雕刻装置来执行层系统的高温附着性和低温附着性的测量。