Automobilen aluminiozko aleazioen osagaien oxido-filmaren lodiera eta gogortasuna probatzeko metodoa

Automobilen aluminiozko aleaziozko piezen gaineko oxido anodozko filmak armadura geruza baten antzera jokatzen du haien gainazalean. Babes-geruza trinko bat sortzen du aluminiozko aleazioaren gainazalean, piezen korrosioarekiko erresistentzia hobetuz eta haien bizitza erabilgarria luzatuz. Bitartean, oxidozko filmak gogortasun handia du, eta horrek aluminiozko aleazioaren gainazalaren higadura-erresistentzia hobetu dezake.

Aluminio aleaziozko oxido anodiko filmak lodiera nahiko txikia eta gogortasun nahiko altua ditu ezaugarri. Mikrogogortasunerako egokia den proba-ekipoa aukeratu behar da, indentadoreak film-geruza kaltetu ez dezan. Hori dela eta, 0,01-1 kgf-ko proba-indarra duen mikro Vickers gogortasun-probatzaile bat erabiltzea gomendatzen dugu gogortasuna eta lodiera probatzeko. Vickers gogortasun-proba egin aurretik, probatu beharreko pieza lagin bihurtu behar da. Beharrezko ekipamendua muntatzeko makina metalografiko bat da (urrats hau kendu daiteke piezak bi gainazal lauak baditu) pieza bi gainazal lauko lagin batean muntatzeko, eta ondoren artezteko eta leuntzeko makina metalografiko bat erabili lagina artezteko eta leuntzeko gainazal distiratsua lortu arte. Muntatzeko makina eta artezteko eta leuntzeko makina beheko irudian ageri dira:

1. Laginaren prestaketa-urratsak (gogortasun- eta lodiera-probetarako aplikagarriak)

1.1 Laginketa: Moztu probatu beharreko osagaitik 10 mm × 10 mm × 5 mm inguruko lagin bat (osagaiaren tentsio-kontzentrazio-eremua saihestuz), eta ziurtatu proba-gainazala oxido-filmaren jatorrizko gainazala dela.

1.2 Muntaketa: Muntatu lagina muntaketa-material beroarekin (adibidez, epoxi erretxina), oxido-filmaren gainazala eta zeharkako sekzioa agerian utziz (zeharkako sekzioa beharrezkoa da lodiera-probak egiteko), laginaren deformazioa saihesteko ehotzean zehar.

1.3 Artezketa eta leuntzea: Lehenik eta behin, egin urratsez urrats artezketa hezea 400#, 800# eta 1200# lixa-paperekin. Ondoren, leundu 1μm eta 0.5μm-ko diamantezko leuntzeko pastekin. Azkenik, ziurtatu oxido-filmaren eta substratuaren arteko interfazea marradurarik gabe eta argi ikusten dela (zeharkako sekzioa erabiltzen da lodiera behatzeko).

2. Proba metodoa: Vickers mikrogogortasunaren metodoa (HV)

2.1 Oinarrizko printzipioa: Erabili diamantezko piramide-indentadorea karga txiki bat (normalean 50-500 g) aplikatzeko filmaren gainazalean indentazio bat sortzeko, eta kalkulatu gogortasuna indentazio horren diagonalaren luzeraren arabera.

2.2 Parametro nagusiak: Kargak filmaren lodierarekin bat etorri behar du (hautatu < 100g-ko karga bat filmaren lodiera < 10μm denean, substratuan koska ez sartzeko)

Gakoa filmaren lodierarekin bat datorren karga bat hautatzea eta gehiegizko karga oxido-filmean sartzea saihestea da, neurtutako emaitzek aluminiozko aleazio-substratuaren gogortasun-balioa barne hartzea eragingo baitu (substratuaren gogortasuna oxido-filmarena baino askoz txikiagoa da).

Oxidozko geruzaren lodiera 5-20 μm bada: Aukeratu 100-200 g-ko karga (adibidez, 100 gf, 200 gf), eta indentazio-diametroa geruzaren lodieraren 1/3 barruan kontrolatu behar da (adibidez, 10 μm-ko geruzaren lodierarako, indentazio-diagonala ≤ 3,3 μm).

Oxidozko geruzaren lodiera < 5μm bada (geruza ultra-mehea): Aukeratu 50g-tik beherako karga bat (adibidez, 50gf), eta handitze handiko lente objektibo bat (40x edo handiagoa) erabili behar da indentazioa behatzeko, sartzea saihesteko.

Gogortasun-proba bat egiterakoan, ISO 10074:2021 araua erabiltzen dugu “Aluminiozko eta aluminiozko aleazioetako oxido anodiko estaldura gogorretarako zehaztapena”, eta horrek argi eta garbi zehazten ditu oxido-estaldura mota desberdinak mikro-Vickers gogortasun-probagailu batekin neurtzerakoan erabili beharreko proba-indarrak eta gogortasun-tarteak. Zehaztapen zehatzak beheko taulan ageri dira:

Taula: Vickers mikrogogortasun probaren onarpen balioak

Oharra: 50 μm baino gehiagoko lodiera duten oxido-filmen kasuan, haien mikrogogortasun-balioak nahiko baxuak dira, batez ere filmaren kanpoko geruza.

2.3 Neurriak:

Osagai berarentzat, 3 puntu neurtu behar dira 3 eremu ezberdinetan, eta 9 datu-puntuen batez besteko balioa hartu behar da azken gogortasun gisa, tokiko film-akatsek emaitzetan eragina izan ez dezaten.
"Pitzadurak" edo "interfaze lausoak" agertzen badira koska-ertzean, karga handiegia dela eta film-geruza zeharkatu duela adierazten du. Karga murriztu eta proba berriro egin behar da.