涂層結合力的定量檢驗方法比較復雜、繁瑣、,且一般不能直接在噴涂件上進行,但定量檢驗可以提供一定的測量數據,對于檢驗和比較各種涂層的結合力,比定性檢驗更準確涂層結合強度是涂層單位面積上的結合力。涂層結合強度有拉伸強度、剪切強度和壓縮強度,分別由拉伸試驗、剪切試驗和壓縮試驗來測定。
拉伸試驗法
涂層拉伸強度是涂層承受法線方向(垂直于涂層表面)拉伸應力的極限能力,這是評定涂層結合力的最重要指標。試驗中,利用試驗工具或設備使試樣承受垂直于涂層表面的拉伸力,直至試樣被拉開,即涂層剝離,記下破壞時的載荷,以試樣的斷面積除此載荷值,即可計算出涂層的拉伸強度。如下式:
根據試驗設備與試樣的不同,拉伸試驗有各種不同的具體方法。以下列舉幾種。
1. 拉拔試驗
如圖11_5_3所示,在試樣A的中心部位開孔,使活塞9與中心孔滑配合,并使試樣A的頂面與活塞上端面處于同一平面后進行噴涂,然后從下面支撐住試樣,垂直向下拉拔活塞,直至活塞與試樣端面的涂層破壞。
此種形狀的試樣適用于模擬平面噴涂件的結合強度試驗。此種試驗中,即使活塞與試樣的滑配合精度很高,在兩者的平面間也會形成橋狀涂層而引起應力集中,成為開裂的薄弱部位,因此,這種方法得出的測定值偏低。
此外,對于軸類等圓柱形噴涂件,可如圖11_5_4所示,在圓柱形試件A上開孔,使活塞g通過,并使活塞的上表面曲率與圓柱試件的曲率相同,形成同一曲面后進行噴涂,然后從下面支撐住圓柱試件,垂直向下拉拔活塞B,直至活塞上表面涂層被破壞,測出受力,再根據活塞斷面積,即可計算出涂層的結合強度。
2. 使用粘合劑的拉拔試驗
如圖11_5_5所示,對圓柱形試樣A的端面進行粗糙處理后進行噴涂,制成試驗所要求的涂層,涂層厚度依要求而定(最小厚度一般不小于0.4mm)。同時在同等材料和尺寸的圓柱形試樣g的端面進行粗化處理,在試樣A的涂層面和9的粗化面上,各涂上一層薄而均勻的粘合劑,將試樣A置于試樣9上,使軸心重合,并加以適當壓力使其充分粘合,勿使氣泡殘留在粘合劑中,溢出的粘合劑應清除,待固化后進行拉拔試驗。
試驗所用設備可選能夠滿足靜態加裁條件的任何類型的拉伸試驗機。試驗所用夾具如圖11_5_6和圖11_5_7所示。圖11_5_8所示的試樣A與9均在非粘合面端面中心加工成.票孔,以使旋入專門的拉伸夾具。圖11_5_7所示的試樣A是把試樣A的下端面經噴砂處理后與試件g的涂層面以粘合劑粘接,用圓柱割圓刀具繞試件進行凹割,然后用專用夾具c夾住,在拉伸試驗機上進行試驗。
試驗后,用試樣A的斷面積去除涂層破壞時的拉伸裁荷,即為涂層的結合強度。此種使用粘合劑的拉拔試驗,不適于具有粘合劑強度以上的結合強度的涂層。（相關儀器：拉力試驗機）
3.機械剝離試驗法
將一根一定規格的棒狀試樣除一端面外全部絕緣,然后在棒的端面電鍍,要求鍍層有足夠厚度并使鍍層橫向發展到超出絕緣層之外。然后將試樣機械加工成鍍層在棒端有一徑向擴散的凸臺,凸臺下表面與棒端原端面處在同一平面內。加工后的試樣,置于一単配的圓筒形夾具上,用專用試驗機對試樣向下加荷載,直至試樣棒端鍍層剝離。根據剝離所需拉力和鍍層的面積,即可計算出鍍層的結合強度。
4.直線章拉試驗法
直線章拉試驗可直接在鍍件上進行。首先在試件鍍層表面,用一非導體墊國固定在被測部位上,并在墊國以外的鍍層表面加以絕緣層,然后在墊國以內的鍍層上電鑄鈷或其它金屬,經一定時間,在該鍍層上沿墊國內壁形成一個金屬結瘤,電鑄結束后取下墊國,除去絕緣層,將鑄有金屬結瘤的試件置于專用的張力測試機上,以機械力將般層牽拉至斷裂見圖11_5_10。根據般層剝離時用力的大小及般層結合面積可計算出般層的結合強度。
直線章拉試驗可直接在鍍件上進行。首先在試件鍍層表面,用一非導體墊國固定在被測部位上,并在墊國以外的鍍層表面加以絕緣層,然后在墊國以內的鍍層上電鑄鈷或其它金屬,經一定時間,在該鍍層上沿墊國內壁形成一個金屬結瘤,電鑄結束后取下墊國,除去絕緣層,將鑄有金屬結瘤的試件置于專用的張力測試機上,以機械力將般層牽拉至斷裂見圖11_5_10。根據般層剝離時用力的大小及般層結合面積可計算出般層的結合強度。
