[发明专利]一种涂层结合强度测试样品的快速制样装置及方法

说明书

本发明公开了一种涂层结合强度测试样品的快速制样装置及方法，包括基座、挡板和弹簧套筒加压机构，基座上设有定位凹槽，挡板和弹簧套筒加压机构沿定位凹槽长度方向依次间隔布置，工作时基体块和加载块依次布置于挡板和弹簧套筒加压机构之间的定位凹槽内。本发明实现了在保证制样成品精度的前提下提高制样速度，提高了制样成品的一致性。

技术领域

本发明涉及涂层材料及喷涂工艺技术领域，具体涉及一种涂层结合强度测试样品的快速制样装置及方法。

背景技术

在表面工程应用中，涂层被广泛采用以达到防护基体材料的目的。对于实际应用中的涂层/基体材料，其服役寿命很大程度上取决于涂层的寿命，而涂层最典型的失效模式是剥落，因此涂层/基体材料的界面结合强度对其整体的服役寿命有很大影响。基于涂层结合强度在实际应用中的重要性，对其进行表征和评价就显得十分必要。

根据热喷涂-抗拉结合强度的测定标准(GBT 8642-2002)，其试样形状为Φ25mm或Φ40mm的圆柱。制样过程中，要避免产生任何弯曲载荷，涂层表面于试样轴垂直，试样的基体块和加载块要同轴。

热喷涂-抗拉结合强度的测定标准中强调了制样的粘接程序以及粘接后试样如何放置直至粘接剂完全固化的整个过程，都要遵从粘接剂生产厂家所规定的使用规范。以常用的粘接剂E-7胶为例，其对铝、铜、钢、陶瓷、玻璃等材料都有良好的粘接力，广泛应用于涂层的拉伸结合强度测试中，其最佳固化条件：接触压力0.05MPa，100℃下3小时固化。

目前常用的涂层结合强度试样的制备方法是在Φ25mm不锈钢圆柱一个端面上喷上涂层，然后将涂层与另一个Φ25mm不锈钢圆柱端面通过E-7胶粘接在一起。但制样过程中，试样长度不完全一致、试样的基体块和加载块要求同轴、E-7胶固化时的接触压力要达到0.05Mpa这三个因素影响了制样精度和速度，目前已知的制样方法在精度和速度上各有取舍、妥协，很难在保证精度的前提下提高速度，也没法实现快速制样的同时保证制样成品的一致性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种涂层结合强度测试样品的快速制样装置及方法，实现了在保证制样成品精度的前提下提高制样速度，解决制样的精度问题，提高了制样成品的一致性。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种涂层结合强度测试样品的快速制样装置，包括基座、挡板和弹簧套筒加压机构，基座上设有定位凹槽，挡板和弹簧套筒加压机构沿定位凹槽长度方向依次间隔布置，工作时基体块和加载块依次布置于挡板和弹簧套筒加压机构之间的定位凹槽内；弹簧套筒加压机构对加载块施加一定的轴向压力，使加载块压紧基体块于挡板上。

按照上述技术方案，弹簧套筒加压机构包括弹簧套筒、凸轮杆和加压顶杆，弹簧套筒、加压顶杆和凸轮杆依次沿定位凹槽长度方向布置，弹簧套筒布置于挡板和凸轮杆之间，加压顶杆的一端与弹簧套筒连接，凸轮杆布置于加压顶杆的另一端外侧，凸轮杆通过旋转轴支座与基座连接，凸轮杆绕旋转轴支座转动，凸轮杆上的凸轮端带动加压顶杆沿定位凹槽轴向挤压弹簧套筒，弹簧套筒沿轴向压紧加载块及基体块。

按照上述技术方案，弹簧套筒包括外套筒和伸缩套，伸缩套与外套筒一端套接，加压顶杆与外套筒的另一端套接，加压顶杆与伸缩套之间设有弹簧。

按照上述技术方案，凸轮通过旋转轴与旋转轴支座铰接，凸轮绕旋转轴转动，凸轮的旋转轴心和基体块及加载块的轴心垂直相交。

按照上述技术方案，挡板通过紧固螺丝与基座连接，定位凹槽上沿长度方向设有长孔，紧固螺丝设置于长孔内；紧固螺丝未锁紧情况下挡板可沿长孔来回移动，螺丝锁紧情况下挡板在基座上的位置固定。

按照上述技术方案，定位凹槽为V型凹槽；即基座为V型槽基座。

按照上述技术方案，V型槽夹角为90°，V型槽一端中心开长孔。