RU2675668C1 - Method of increasing accuracy of measuring wear rate - Google Patents
Method of increasing accuracy of measuring wear rate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2675668C1 RU2675668C1 RU2017139178A RU2017139178A RU2675668C1 RU 2675668 C1 RU2675668 C1 RU 2675668C1 RU 2017139178 A RU2017139178 A RU 2017139178A RU 2017139178 A RU2017139178 A RU 2017139178A RU 2675668 C1 RU2675668 C1 RU 2675668C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- abrasion
- coating
- wear
- test sample
- thickness
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 239000002966 varnish Substances 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 19
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 1
- 238000013277 forecasting method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000012925 reference material Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/56—Investigating resistance to wear or abrasion
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к испытаниям материалов на износ и может быть использовано при оценке износостойкости и при выборе технологий упрочнения деталей с требуемым эксплуатационным ресурсом.The invention relates to tests of materials for wear and can be used to assess the wear resistance and the choice of technology for hardening parts with the required operational resource.
Известны способы определения износостойкости твердых сплавов (Авт. свид. №268720, МПК G01n, опубл. 10.04.1970), стойкости режущего инструмента (Авт. свид. №1033929, МПК G01N 3/58, опубл. 07.08.1983), способы прогнозирования эпюры износа поверхности трения (Авт. свид. №1515097, МПК G01N 3/56, опубл. 15.10.1989), в которых параметры износа оценивают по величине магнитной проницаемости испытываемого образца или по величине фона амплитуд независимого внутреннего трения или получают эпюру износа путем воздействия на поверхность образца лазерным излучением.Known methods for determining the wear resistance of hard alloys (Aut. Certificate. No. 268720, IPC G01n, publ. 04/10/1970), the resistance of the cutting tool (Aut. Certificate. No. 1033929, IPC
Однако, известные способы не позволяют определить степень и характер износа деталей сложной геометрической формы и получать эпюры износа.However, the known methods do not allow to determine the degree and nature of wear of parts of complex geometric shapes and to obtain diagrams of wear.
Известен также способ определения износостойкости покрытий (Патент РФ №2303773, МПК G01N 3/56, опубл. 27.07.2007). При данном способе используют образец из эталонного материала и наносят на рабочую поверхность гальваническим способом покрытие имеющее другой цвет и при истирании по цвету образца судят о результатах износа. Недостатком этого способа является невозможность точного определения характера износа в разных местах образца, а лишь производится только визуальная оценка износа. Известен способ оценки относительной износостойкости материала (Патент РФ №2315284, МПК G01N 19/02, опубл. 20.01.2008). В данном способе испытывают два идентичных образца, один из которых истирают до полного изнашивания упрочненного слоя. Затем сравнивают образцы, определяют их линейные размеры и рассчитывают относительную износостойкость. Недостатком данного способа является невозможность определения характера износа образца неправильной геометрической формы. Известен способ определения износостойкости (Патент РФ N 2433384, МПК G01 №3/56, опубл. 10.11.2011), где используют образцы конической, пирамидальной или призматической формы и истирают их вершиной о плоскую поверхность. Недостатком здесь также является невозможность определения характера износа образца неправильной геометрической формы. Известны способы испытаний и оценки износостойкости материалов (Патент РФ №2522832, МПК G01N 3/56, опубл. 20.07.2014; Патент РФ №2526223, МПК G01N 3/56, опубл. 20.08.2014), где также испытываются плоские образцы и невозможно испытывать образцы неправильной геометрической формы. Известен способ определения износостойкости материалов упрочняющих покрытий рабочих органов сельхозмашин (Патент РФ N 2618604, МПК G01N 3/56, опубл. 04.05.2017), где на почворежущую деталь (зубья диска, зубья бороны) наносят различные упрочняющие покрытия и истирание производят в естественной среде различных почв. Недостатком данного способа является невозможность определения характера износа почворежущей детали в разных точках ее рабочей поверхности. Кроме этого этот известный способ требует длительного времени для проведения истирания почворежущих деталей и последующей оценки и сравнения их износостойкости.There is also a method of determining the wear resistance of coatings (RF Patent No. 2303773, IPC
Известен также способ исследования сопротивления износу или истиранию (Патент РФ №2536119, МПК G01N 3/56, опубл. 20.12.2014), при котором на испытываемый образец напыляют поверхность трения слоями износостойких покрытий различного цвета и по мере износа визуально и с помощью измерительной аппаратуры определяют характер и степень износа.There is also a method of researching the resistance to wear or abrasion (RF Patent No. 2536119, IPC G01N 3/56, publ. 12/20/2014), in which a friction surface is sprayed on the test specimen with layers of wear-resistant coatings of various colors and visually and using measuring equipment as they wear. determine the nature and extent of wear.
Однако, известный способ, принятый за прототип, не позволяет с достаточной точностью определить степень и характер износа деталей сложной геометрии при различной степени износа локальных областей ориентируясь на различные цвета покрытий. При этом толщина слоя покрытия предлагается в известном способе в интервале от 100 мм до 20 мкм. Кроме того, здесь напыляют от 10 до 100 слоев с чередующими контрастирующими цветами, а между слоями напыляют слой хрома и производят периодические наблюдения за процессом истирания.However, the known method adopted for the prototype does not allow to determine with sufficient accuracy the degree and nature of the wear of parts of complex geometry with different degrees of wear of local areas, focusing on different colors of coatings. Moreover, the thickness of the coating layer is proposed in the known method in the range from 100 mm to 20 μm. In addition, from 10 to 100 layers with alternating contrasting colors are sprayed here, and a layer of chromium is sprayed between the layers and periodic monitoring of the abrasion process is performed.
Данный способ не обеспечивает точность измерения толщины покрытия в разных точках поверхности детали и возможности построения эпюр нормальных давлений для всей рабочей поверхности детали сложной геометрической формы.This method does not ensure the accuracy of measuring the thickness of the coating at different points on the surface of the part and the ability to plot normal pressures for the entire working surface of the part of complex geometric shape.
Кроме этого, известный способ требует длительного времени для проведения истирания и периодических наблюдений за цветовой характеристикой поверхности детали.In addition, the known method requires a long time for attrition and periodic observations of the color characteristics of the surface of the part.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение точности измерения величин износа для различных точек рабочей поверхности детали с возможностью построения эпюр нормальных давлений, а так же сокращения сроков наблюдений при получении конечных результатов.The technical problem to which the claimed invention is directed is to increase the accuracy of measuring wear values for various points of the workpiece surface with the possibility of plotting normal pressure plots, as well as reducing the observation time when obtaining final results.
Поставленная техническая задача решается тем, что в способе определения износостойкости покрытий на рабочую поверхность исследуемого образца наносят материал испытываемого покрытия с пониженной износостойкостью и изнашивают его путем истирания. Перед изнашиванием производят механическую полировку поверхности образца, ее обезжиривают и обезвоживают, затем на нее напыляют слой лакокрасочного покрытия с пониженной износостойкостью и сканируют толщину слоя полученного покрытия магнитоиндукционным способом, измеряя тем самым толщину покрытия в разных точках поверхности детали, а после изнашивания покрытия повторно сканируют толщину слоя покрытия в тех же самых точках и по полученной разнице в размерах оценивают величины действовавших нормальных давлений в разных точках поверхности детали. При этом используют направляющий кондуктор для определения точек измерения толщины слоя покрытия до и после истирания. Кроме этого изнашивание производят путем перемещения исследуемого образца в абразивной среде подобной реальным условиям последующей эксплуатации. Перемещают образец в замкнутой абразивной среде барабанной формы, при этом чередуя заглубление, нормированное движение образца в абразивной среде и выглубление адекватно условиям реальной эксплуатации. По результатам истирания исследуемого образца производят повторное измерение толщины слоя покрытия и строят эпюры нормальных давлений, учитывая разные точки поверхности детали. По графикам полученных эпюр анализируют характер изменения нормальных давлений и назначают технологии, а так же выбирают наплавочные материалы для упрочнения, ориентируясь при этом на требуемый эксплуатационный ресурс. Последовательность анализа заключается в одновременном учитывании следующих компонентов - показателей износостойкости среды, ожидаемой в условиях реальной эксплуатации (наличие в грунтах или почве абразивных частиц, посредством которых происходит изнашивание, чаще это полевые шпаты или SiO2), нагруженности той или иной части детали (величины реальных значений нормальных давлений); назначение технологии упрочнения (выбор размеров толщин слоя упрочнения в тех или иных локальных частях детали).The stated technical problem is solved by the fact that in the method for determining the wear resistance of coatings, the material of the test coating with reduced wear resistance is applied to the working surface of the test sample and wear it out by abrasion. Before wear, the surface of the sample is mechanically polished, degreased and dehydrated, then a layer of paint coating with reduced wear resistance is sprayed onto it and the thickness of the coating layer is scanned by the magneto-induction method, thereby measuring the thickness of the coating at different points of the surface of the part, and after the coating is worn, the thickness is re-scanned the coating layer at the same points and the resulting difference in size estimate the values of the operating normal pressures at different points of rotation Nost details. In this case, a guide conductor is used to determine the points of measurement of the thickness of the coating layer before and after abrasion. In addition, wear is produced by moving the test sample in an abrasive medium similar to the actual conditions of subsequent operation. The sample is moved in a closed drum-shaped abrasive medium, while alternating deepening, normalized movement of the sample in the abrasive medium and deepening are adequate to the conditions of actual use. According to the results of abrasion of the test sample, a repeated measurement of the thickness of the coating layer is made and plots of normal pressures are constructed, taking into account different points on the surface of the part. According to the graphs of the obtained diagrams, the nature of the change in normal pressures is analyzed and technologies are prescribed, and surfacing materials are also selected for hardening, focusing on the required operational resource. The analysis sequence consists in simultaneously taking into account the following components - indicators of the wear resistance of the medium expected under actual conditions of use (the presence of abrasive particles in the soil or soil through which wear occurs, most often feldspars or SiO 2 ), the load of one or another part of the part (real values normal pressure values); purpose of the hardening technology (selection of sizes of thicknesses of the hardening layer in certain local parts of the part).
На Фиг. 1 изображено круговое перемещение образца в замкнутой абразивной среде.In FIG. 1 shows the circular movement of the sample in a closed abrasive medium.
На Фиг. 2 показано измерение толщины слоя покрытия магнитоиндукционным способом.In FIG. 2 shows a measurement of the thickness of a coating layer by a magneto-induction method.
Перед изнашиванием производят механическую полировку поверхности исследуемого образца 1, дополнительно ее обезжиривают и обезвоживают. Затем напыляют на поверхность покрытие 2 с пониженной износостойкостью и сканируют толщину слоя покрытия магнитоиндукционным способом зондом 3. Сканирование производят до и после истирания исследуемого образца 1, сохраняя одни и те же координаты с помощью направляющего кондуктора 4. Процесс истирания исследуемого образца 1 производят в замкнутой абразивной среде барабанной формы 5 с валом 6, на котором с помощью стоек 7 присоединялся испытываемый образец 1. По результатам измерения строят эпюры нормальных давлений и после их анализа выбирают состав наплавочных материалов и технологии их нанесения, ориентируясь при этом на требуемый эксплуатационный ресурс.Before wear, the surface of the
Использование заявленного способа обеспечивает значительное повышение точности измерения величин износа в разных участках исследуемого образца сложной геометрической формы, возможность исследования характера износа по эпюрам нормальных давлений, а так же значительно сокращает сроки проведения испытаний.Using the inventive method provides a significant increase in the accuracy of measuring wear values in different parts of the test specimen of complex geometric shape, the possibility of studying the nature of wear on the diagrams of normal pressures, and also significantly reduces the test time.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017139178A RU2675668C1 (en) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | Method of increasing accuracy of measuring wear rate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017139178A RU2675668C1 (en) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | Method of increasing accuracy of measuring wear rate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2675668C1 true RU2675668C1 (en) | 2018-12-21 |
Family
ID=64753590
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017139178A RU2675668C1 (en) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | Method of increasing accuracy of measuring wear rate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2675668C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2716496C1 (en) * | 2019-02-08 | 2020-03-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет" | Method of assessing material wear resistance |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1696965A1 (en) * | 1989-08-07 | 1991-12-07 | Институт сверхтвердых материалов АН УССР | Method for diagnosing friction pair |
US20130174638A1 (en) * | 2012-01-11 | 2013-07-11 | Sumitomo Wiring Systems, Ltd. | Method of testing wear resistance of wire covering material |
RU2644440C1 (en) * | 2016-12-26 | 2018-02-12 | Владимир Павлович Бирюков | Method for determination of coating wear resistance |
-
2017
- 2017-11-10 RU RU2017139178A patent/RU2675668C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1696965A1 (en) * | 1989-08-07 | 1991-12-07 | Институт сверхтвердых материалов АН УССР | Method for diagnosing friction pair |
US20130174638A1 (en) * | 2012-01-11 | 2013-07-11 | Sumitomo Wiring Systems, Ltd. | Method of testing wear resistance of wire covering material |
RU2644440C1 (en) * | 2016-12-26 | 2018-02-12 | Владимир Павлович Бирюков | Method for determination of coating wear resistance |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2716496C1 (en) * | 2019-02-08 | 2020-03-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет" | Method of assessing material wear resistance |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102927933B (en) | Method of measuring surface roughness by using confocal laser scanning microscope | |
RU2644440C1 (en) | Method for determination of coating wear resistance | |
RU2675668C1 (en) | Method of increasing accuracy of measuring wear rate | |
Garcia-Martin et al. | Measurement of hardness increase for shot-peened austenitic TX304HB stainless steel tubes with electromagnetic Non-Destructive testing | |
Sharma | Analysis of Non-destructive Testing for Improved Inspection and Maintenance Strategies | |
Szala | Application of computer image analysis software for determining incubation period of cavitation erosion–preliminary results | |
Le Roux et al. | A methodology and new criteria to quantify the adhesive and abrasive wear damage on a die radius using white light profilometry | |
Perez et al. | Combination of mechanical and optical profilometry techniques for concrete surface roughness characterisation | |
Yeom et al. | A study on evaluation method for micro defects on surface based on leaky Rayleigh wave | |
CZARNECKI et al. | A nondestructive method of investigating the morphology of concrete sur-faces by means of newly designed 3D scanner | |
CA3004218C (en) | X-ray based fatigue inspection of downhole component | |
Raude et al. | Advances in carbon steel weld inspection using tangential eddy current array | |
Jankauskas et al. | Steel abrasive wear forecasting by wearing surfaces microgeometric parameters | |
Scott et al. | Method for quantifying percentage wood failure in block-shear specimens by a laser scanning profilometer | |
Stępień et al. | The study on influence of the method of handling of measuring head on measurement results obtained with the use of a portable profilometer | |
JP2019128161A (en) | Analysis method, analysis program, and analysis apparatus | |
RU2453827C1 (en) | Method to determine depth of surface corrosion of metal structures | |
Dwivedi et al. | Characterization of Engineered Surfaces | |
Błaszczyk et al. | Investigations of reconstruction of passivation layer on stainless steel surface using AFM-based techniques | |
Dwivedi et al. | Inspection and Testing of Weld Joint: Destructive Testing: Tensile, Bend, Hardness, Toughness, Fracture Toughness. Non-destructive Testing: Dye Penetrant, Magnetic Particle, Ultrasonic Testing | |
Algernon et al. | NDT validation facility at the Florida Department of Transportation | |
RU2725902C1 (en) | Method of determining hardness of composite heterogeneous materials | |
KR100610415B1 (en) | Method for testing scratch resistance of painting film | |
Ignatovich et al. | Assessment of the structural-deformation inhomogeneity of a thin surface layer of materials by the method of scratching | |
Hassan et al. | Testing of Coatings |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201111 |