Η μεμβράνη οξειδίου της ανόδου στα εξαρτήματα από κράμα αλουμινίου του αυτοκινήτου λειτουργεί σαν ένα στρώμα θωράκισης στην επιφάνειά τους. Σχηματίζει ένα πυκνό προστατευτικό στρώμα στην επιφάνεια του κράματος αλουμινίου, ενισχύοντας την αντοχή στη διάβρωση των εξαρτημάτων και παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής τους. Παράλληλα, η μεμβράνη οξειδίου έχει υψηλή σκληρότητα, η οποία μπορεί να βελτιώσει την αντοχή στη φθορά της επιφάνειας του κράματος αλουμινίου.
Η μεμβράνη ανοδικού οξειδίου από κράμα αλουμινίου χαρακτηρίζεται από σχετικά μικρό πάχος και σχετικά υψηλή σκληρότητα. Είναι απαραίτητο να επιλεγεί εξοπλισμός δοκιμής κατάλληλος για μικροσκληρότητα, ώστε να αποφευχθεί η πρόκληση ζημιάς στο στρώμα της μεμβράνης από τον εγκοπτήρα. Επομένως, συνιστούμε τη χρήση ενός μικροελεγκτή σκληρότητας Vickers με δύναμη δοκιμής 0,01-1 kgf για να ελέγξετε τη σκληρότητα και το πάχος της. Πριν από τη δοκιμή σκληρότητας Vickers, το προς δοκιμή τεμάχιο πρέπει να μετατραπεί σε δείγμα. Ο απαιτούμενος εξοπλισμός είναι μια μεταλλογραφική μηχανή τοποθέτησης (αυτό το βήμα μπορεί να παραλειφθεί εάν το τεμάχιο έχει δύο επίπεδες επιφάνειες) για να τοποθετηθεί το τεμάχιο σε ένα δείγμα με δύο επίπεδες επιφάνειες και στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί μια μεταλλογραφική μηχανή λείανσης και στίλβωσης για να λειανθεί και να γυαλιστεί το δείγμα μέχρι να επιτευχθεί μια φωτεινή επιφάνεια. Η μηχανή τοποθέτησης και η μηχανή λείανσης και στίλβωσης φαίνονται στο παρακάτω σχήμα:
1. Βήματα προετοιμασίας δείγματος (Ισχύει για δοκιμές σκληρότητας και πάχους)
1.1 Δειγματοληψία: Κόψτε ένα δείγμα περίπου 10mm × 10mm × 5mm από το εξάρτημα που πρόκειται να ελεγχθεί (αποφεύγοντας την περιοχή συγκέντρωσης τάσης του εξαρτήματος) και βεβαιωθείτε ότι η επιφάνεια δοκιμής είναι η αρχική επιφάνεια της μεμβράνης οξειδίου.
1.2 Τοποθέτηση: Τοποθετήστε το δείγμα με θερμό υλικό στερέωσης (π.χ. εποξειδική ρητίνη), εκθέτοντας την επιφάνεια και τη διατομή της μεμβράνης οξειδίου (η διατομή απαιτείται για τη δοκιμή πάχους) για να αποτρέψετε την παραμόρφωση του δείγματος κατά την άλεση.
1.3 Λείανση και στίλβωση: Αρχικά, εκτελέστε βήμα προς βήμα υγρή λείανση με γυαλόχαρτα 400#, 800# και 1200#. Στη συνέχεια, γυαλίστε με πάστες γυαλίσματος με διαμάντια 1μm και 0,5μm. Τέλος, βεβαιωθείτε ότι η διεπαφή μεταξύ της μεμβράνης οξειδίου και του υποστρώματος είναι χωρίς γρατσουνιές και καθαρά ορατή (η διατομή χρησιμοποιείται για την παρατήρηση του πάχους).
2. Μέθοδος δοκιμής: Μέθοδος μικροσκληρότητας Vickers (HV)
2.1 Βασική Αρχή: Χρησιμοποιήστε ένα εργαλείο εσοχής με διαμαντένια πυραμίδα για να εφαρμόσετε ένα μικρό φορτίο (συνήθως 50-500g) στην επιφάνεια της μεμβράνης για να δημιουργήσετε μια εσοχή και υπολογίστε τη σκληρότητα με βάση το διαγώνιο μήκος της εσοχής.
2.2 Βασικές παράμετροι: Το φορτίο πρέπει να ταιριάζει με το πάχος της μεμβράνης (επιλέξτε φορτίο < 100g όταν το πάχος της μεμβράνης < 10μm για να αποφύγετε τη διείσδυση εσοχών στο υπόστρωμα)
Το κλειδί είναι να επιλέξετε ένα φορτίο που να ταιριάζει με το πάχος της μεμβράνης και να αποτρέψετε τη διείσδυση υπερβολικού φορτίου στην μεμβράνη οξειδίου, η οποία θα είχε ως αποτέλεσμα τα μετρούμενα αποτελέσματα να περιλαμβάνουν την τιμή σκληρότητας του υποστρώματος από κράμα αλουμινίου (η σκληρότητα του υποστρώματος είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή της μεμβράνης οξειδίου).
Εάν το πάχος της μεμβράνης οξειδίου είναι 5-20μm: Επιλέξτε ένα φορτίο 100-200g (π.χ., 100gf, 200gf) και η διάμετρος εσοχής πρέπει να ελέγχεται εντός του 1/3 του πάχους της μεμβράνης (για παράδειγμα, για πάχος μεμβράνης 10μm, η διαγώνιος εσοχής ≤ 3,3μm).
Εάν το πάχος της μεμβράνης οξειδίου είναι < 5μm (εξαιρετικά λεπτή μεμβράνη): Επιλέξτε φορτίο κάτω των 50g (π.χ., 50gf) και πρέπει να χρησιμοποιηθεί αντικειμενικός φακός υψηλής μεγέθυνσης (40x ή μεγαλύτερος) για την παρατήρηση της εσοχής, ώστε να αποφευχθεί η διείσδυση.
Κατά τη διεξαγωγή δοκιμής σκληρότητας, αναφερόμαστε στο πρότυπο: ISO 10074:2021 «Προδιαγραφές για σκληρές ανοδικές επιστρώσεις οξειδίου σε αλουμίνιο και κράματα αλουμινίου», το οποίο καθορίζει με σαφήνεια τις δυνάμεις δοκιμής και τα εύρη σκληρότητας που πρέπει να χρησιμοποιούνται κατά τη μέτρηση διαφόρων τύπων επιστρώσεων οξειδίου με ένα μικρομετρικό σκληρόμετρο Vickers. Οι λεπτομερείς προδιαγραφές παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα:
Πίνακας: Τιμές αποδοχής για τη δοκιμή μικροσκληρότητας Vickers
| Κράμα | Μικροσκληρότητα / HV0.05 |
| Τάξη 1 | 400 |
| Κλάση 2(α) | 250 |
| Κλάση 2(β) | 300 |
| Κλάση 3(α) | 250 |
| Κλάση 3(β) | Προς συμφωνία |
Σημείωση: Για μεμβράνες οξειδίων με πάχος μεγαλύτερο από 50 μm, οι τιμές μικροσκληρότητάς τους είναι σχετικά χαμηλές, ειδικά το εξωτερικό στρώμα της μεμβράνης.
2.3 Προφυλάξεις:
Για το ίδιο εξάρτημα, θα πρέπει να μετρηθούν 3 σημεία σε καθεμία από τις 3 διαφορετικές περιοχές και η μέση τιμή των 9 σημείων δεδομένων θα πρέπει να ληφθεί ως η τελική σκληρότητα, ώστε να αποφευχθεί η επίδραση των τοπικών ελαττωμάτων της μεμβράνης στα αποτελέσματα.
Εάν εμφανιστούν «ρωγμές» ή «θολές επιφάνειες» στην άκρη της εσοχής, αυτό υποδηλώνει ότι το φορτίο είναι πολύ μεγάλο και έχει διεισδύσει στο στρώμα της μεμβράνης. Το φορτίο θα πρέπει να μειωθεί και η δοκιμή θα πρέπει να επαναληφθεί.
Ώρα δημοσίευσης: 08 Σεπτεμβρίου 2025
