Kaedah Pengujian untuk Ketebalan dan Kekerasan Filem Oksida Komponen Aloi Aluminium Automobil

Filem oksida anodik pada bahagian aloi aluminium automobil bertindak seperti lapisan perisai pada permukaannya. Ia membentuk lapisan pelindung yang padat pada permukaan aloi aluminium, meningkatkan rintangan kakisan bahagian dan memanjangkan hayat perkhidmatannya. Sementara itu, filem oksida mempunyai kekerasan yang tinggi, yang boleh meningkatkan rintangan haus permukaan aloi aluminium.

Filem oksida anodik aloi aluminium dicirikan oleh ketebalan yang agak kecil dan kekerasan yang agak tinggi. Adalah perlu untuk memilih peralatan ujian yang sesuai untuk kekerasan mikro bagi mengelakkan kerosakan pada lapisan filem oleh indentor. Oleh itu, kami mengesyorkan penggunaan penguji kekerasan mikro Vickers dengan daya ujian 0.01-1 kgf untuk menguji kekerasan dan ketebalannya. Sebelum ujian kekerasan Vickers, bahan kerja yang hendak diuji perlu dijadikan sampel. Peralatan yang diperlukan ialah mesin pelekap metalografi (langkah ini boleh diabaikan jika bahan kerja mempunyai dua permukaan rata) untuk memasang bahan kerja ke dalam sampel dengan dua permukaan rata, kemudian gunakan mesin pengisaran dan penggilap metalografi untuk mengisar dan menggilap sampel sehingga permukaan yang cerah dicapai. Mesin pelekap dan mesin pengisaran & penggilap ditunjukkan dalam rajah di bawah:

1. Langkah Penyediaan Sampel (Berkenaan untuk Pengujian Kekerasan dan Ketebalan)

1.1 Pensampelan: Potong sampel kira-kira 10mm × 10mm × 5mm daripada komponen yang hendak diuji (elakkan kawasan kepekatan tegasan komponen), dan pastikan permukaan ujian adalah permukaan asal filem oksida.

1.2 Pemasangan: Pasang sampel dengan bahan pemasangan panas (contohnya, resin epoksi), dedahkan permukaan filem oksida dan keratan rentas (keratan rentas diperlukan untuk ujian ketebalan) untuk mengelakkan ubah bentuk sampel semasa pengisaran.

1.3 Pengisaran dan Penggilapan: Pertama, lakukan pengisaran basah langkah demi langkah dengan kertas pasir 400#, 800#, dan 1200#. Kemudian, gilap dengan pes penggilap berlian 1μm dan 0.5μm. Akhir sekali, pastikan antara muka antara filem oksida dan substrat bebas calar dan kelihatan jelas (keratan rentas digunakan untuk pemerhatian ketebalan).

2. Kaedah Pengujian: Kaedah Mikrokekerasan Vickers (HV)

2.1 Prinsip Teras: Gunakan indentor piramid berlian untuk mengenakan beban kecil (biasanya 50-500g) pada permukaan filem untuk mencipta lekukan, dan kirakan kekerasan berdasarkan panjang pepenjuru lekukan.

2.2 Parameter Utama: Beban mesti sepadan dengan ketebalan filem (pilih beban < 100g apabila ketebalan filem < 10μm untuk mengelakkan lekukan menembusi substrat)

Kuncinya adalah untuk memilih beban yang sepadan dengan ketebalan filem dan mencegah beban berlebihan daripada menembusi filem oksida, yang akan menyebabkan keputusan yang diukur merangkumi nilai kekerasan substrat aloi aluminium (kekerasan substrat jauh lebih rendah daripada filem oksida).

Jika ketebalan filem oksida ialah 5-20μm: Pilih beban 100-200g (cth., 100gf, 200gf), dan diameter lekukan mesti dikawal dalam lingkungan 1/3 daripada ketebalan filem (contohnya, untuk ketebalan filem 10μm, pepenjuru lekukan ≤ 3.3μm).

Jika ketebalan filem oksida < 5μm (filem ultra nipis): Pilih beban di bawah 50g (cth., 50gf), dan kanta objektif pembesaran tinggi (40x atau lebih tinggi) mesti digunakan untuk memerhati lekukan bagi mengelakkan penembusan.

Semasa menjalankan ujian kekerasan, kami merujuk kepada piawaian: ISO 10074:2021 “Spesifikasi untuk Salutan Oksida Anodik Keras pada Aluminium dan Aloi Aluminium”, yang menyatakan dengan jelas daya ujian dan julat kekerasan yang akan digunakan semasa mengukur pelbagai jenis salutan oksida dengan penguji kekerasan mikro Vickers. Spesifikasi terperinci ditunjukkan dalam jadual di bawah:

Jadual：Nilai penerimaan untuk ujian mikrokekerasan Vickers

Nota: Bagi filem oksida dengan ketebalan lebih besar daripada 50 μm, nilai mikrokekerasannya agak rendah, terutamanya lapisan luar filem.

2.3 Langkah berjaga-jaga:

Bagi komponen yang sama, 3 titik perlu diukur di setiap 3 kawasan yang berbeza, dan nilai purata bagi 9 titik data hendaklah diambil sebagai kekerasan akhir bagi mengelakkan kesan kecacatan filem setempat pada keputusan.
Jika "rekahan" atau "antara muka kabur" muncul di tepi lekukan, ia menunjukkan bahawa beban terlalu besar dan telah menembusi lapisan filem. Beban harus dikurangkan dan ujian harus dijalankan semula.