划痕仪使用说明书

WS-2005涂层附着力自动划痕仪

使用说明书

一.概述

近二十多年来,耐磨、防腐涂层特别是各种功能涂层在工业、农业、国防、航天科技上得到广泛应用,收到了很大的经济效益和社会效益。而任何涂层要发挥其功能的前提是附着强度的高低。附着强度不高的涂层,谈论其它质量指标是没有意义的，涂层附着强度的检验,就成了涂层产品供需双方首先关注的问题。涂层附着强度的检验方法有很多,如摩擦抛光试验,钢球滚光试验,粘接-剥离试验,锉刀试验,划线划格试验和划痕试验等,其中划痕试验是目前检验硬质涂层最常用也是较好的一种检验方法。它是用具有光滑圆锥顶尖的标准金刚石划针,在逐渐增加载荷下刻划涂层表面,直至涂层被破坏,涂层破坏时所加的载荷称为临界载荷,并以此作为涂层与基体附着强度的度量。

二．仪器工作原理

涂层附着力划痕试验仪运用声发射检测技术、摩擦力检测技术及微机自控技术，通过自动加载机构将负荷连续加至划针（金刚石压头）上，同时移动试样，使划针刻划涂层表面。通过各传感器获取划痕时的声发射信号、载荷的变化量、摩擦力的变化量，输入计算机进行数据转换，将测量结果绘制成图形，最终得到涂层与基体的结合强度（涂层破坏瞬间的临界载荷）。

涂层附着力划痕试验仪有两种检测模式,一种是利用声发射方法,主要适用于0.5-100um 的硬质涂层的检测。当划针将涂层划破或剥落时会发出微弱的声信号,此时载荷即为涂层的临界载荷,由此可得到涂层与基底的临界载荷值。另一种是摩擦力方法，是对涂层与基底的摩擦系数差别较大的材料的测试,划针将涂层划破或脱落时,摩擦力将发生较大变化,摩擦力曲线会产生拐点,以此判定涂层的临界载荷值，此方法主要用于较软涂层。

三．仪器的测量方法

1.声发射测量方式：

计算机控制系统按设定的加载载荷、加载速率和划痕长度，自动连续加载，随着金刚石划针施加于样品表面载荷的不断增大和样品的连续移动，检测出划痕过程中样品表面涂层破损剥落时产生的声发射信号，同时绘制出声发射信号与载荷变化的对应曲线。

2．摩擦力测量方法：

当涂层较软或与基底摩擦系数差别较大时，在载荷的作用下，金刚石划针划开表面涂层与基底接触时，摩擦力将发生突变或出现拐点。该方法适用于软质或较薄涂层。

3.恒载荷测量方法：

自动加载金刚石锥尖至样品表面到设定载荷值后，再启动试样平行往复移动。样品移动过程中，载荷值不变。该方法适用于较厚涂层。

4. 静载荷测量方法：

随着金刚石划针施加于样品表面的载荷不断增大至设定值，不移动样品，使划针在样品表面保持静止压力一定的时间。该方法适用于检测涂层承受静止压力的能力。

四.仪器主要技术指标

加荷范围: 0.01～200N 自动连续加荷,精度0.1N

划痕长度: 2～10mm自动

加载速率: 10～100N/min

测量范围：0.5～100μm

摩擦力测量范围：0.5～1000g （或2000g）

加载压头：金刚石。锥角120度，尖端半经Ｒ＝0.2mm

显微镜： 100倍

测试操作：键盘操作，微机控制

五.仪器结构

1．测量控制系统原理图略

2．主控箱前面板操作元件安装图

1．风扇 2．电源开关 3．电源指示灯 5. 声发射基线调零旋钮

6.载荷调零旋钮

7.摩擦力调零旋钮

六．仪器使用操作说明

1、准备工作

(1)检查仪器是否良好接地。

(2)各接线插头是否正确，接触良好。

(3)机架平台放置要平稳、牢靠。

(4)调整好主机加载横梁固定镙钉的松紧。

(5)将被测样品清洗干净。

2、开机

（1）检查整机接线准确无误后，打开计算机电源。在计算机界面或进入windowsXP资源管理器窗口,在驱动器D盘下“WS-划痕仪”目录中找到WS-****.exe 执行文件。双击鼠标，运行并打开程序界面。

（2）打开仪器控制箱电源，此时控制箱电源灯亮。预热十分钟。

3、主控窗体各功能键使用说明

主控窗体如下：

(1)设定按钮：用于输入初始试验参数。用鼠标左键单击【设定】按钮，弹出参数设定窗口如下：

每次打开参数输入窗口，将显示上一次储存的参数。如要重新输入或修改参数，用鼠标箭头指向要修改的文本框，单击左键，光标在文本框中闪动，用键盘输入修改值。只输入数值，不输入单位。试验参数设置完成后，用鼠标单击【确定】按钮，返回主控窗体。

实验控制参数

a．样品编号：被测样品的编号。

b．加载载荷：试验总的加载量，单位为牛顿。一般应为整数值10、20、30、～100、120、140、～200。

C．加载速率：仪器自动加载荷的速率，单位为 N/min(牛顿/分钟) 。设定输入的参数最好为整数值，10、20、30、～90、100、120等。

注意：载荷值设定为100N以下时，加载速率与加载载荷值应一致，载荷值为100～200N 范围时，加载速率最大为100N/min。

d．划痕长度：测试中试样沿X轴方向的移动长度，单位为mm（毫米）。一般为整数值，加载载荷为10～40N时，划痕长度应为3mm，加载载荷为40～80N时，划痕长度应为4mm，加载载荷为80～100N时，划痕长度应为5mm，加载载荷为100～150N时，划痕长度应为5～7mm，加载载荷为150～200N时，划痕长度应为6～10mm左右。运行方式为动载方式时为有效值，恒载荷、静载荷方式时为无效值。

e．恒载长度：在恒载荷运行方式下划痕的长度，单位为mm（毫米）。一般应为整数值，1、2～10。设定长度的方法同划痕长度。动载荷、静载荷方式时为无效值。

f．往复次数：恒载荷运行方式时，往复次数指在恒定载荷值下划痕的往复次数。动载荷、