Existuje mnoho typů kovových povlaků. Různé povlaky vyžadují při zkoušení mikrotvrdosti různé zkušební síly a zkušební síly nelze používat náhodně. Zkoušky by se místo toho měly provádět v souladu s hodnotami zkušebních sil doporučenými normami. Dnes se budeme zabývat především zkoušením mikrotvrdosti dle Vickerse zinkových povlaků nebo povlaků ze slitin zinku, hliníku a hořčíku nanesených na ocel.
1. Příprava vysoce kvalitních metalografických vzorků zinkových povlaků (nebo hliníkovo-hořčíkových povlaků) je prvním krokem v testování povlaků. Příprava vzorků zinkových povlaků zahrnuje několik kroků, včetně odběru vzorků, montáže a předbroušení a leštění. Účelem přípravy těchto vzorků je obrousit povrch průřezu obrobku do hladkého, rovného povrchu, který umožňuje jasnou vizualizaci Vickersových vtlačků, což usnadňuje přesné měření rozměrů vtlačků pro získání hodnot tvrdosti.
2. Pro zkoušení tvrdosti zinkových povlaků: protože zinkové povlaky jsou relativně silné, lze zkoušky tvrdosti provádět s různými zkušebními silami. Na stejném vzorku platí, že čím menší je aplikovaná zkušební síla, tím menší je velikost vtisku; naopak, čím větší je zkušební síla, tím větší je velikost vtisku. Pokud povlak kolem vtisku vykazuje známky praskání nebo deformace, měla by být zvolena menší zkušební síla. Tento postup se opakuje, dokud povlak kolem Vickersova vtisku nezůstane relativně neporušený bez deformace – tato úroveň zkušební síly je pro daný vzorek vhodná.
2.1 Různé tloušťky povlaků odpovídají specifickým rozsahům zkušební síly, což je zásadní pro zamezení zkreslení výsledků zkoušek. Následuje referenční hodnota pro výběr zkušební síly pro běžné povlaky (zinkování, chromování) platné pro mikrotvrdoměry dle Vickerse (HV):
| Typ povlaku | Povlak Tloušťka (μm) | Doporučit Zkušební síla (bez lepku) | Odpovídající Měřítko vysokého napětí | Klíčová bezpečnostní opatření |
| Zinek Pokovování | 5 ~ 15 | 25 ~ 50 | HV0,025, HV0,05 | Zinkový povlak je relativně měkký (obvykle HV50~150); malá síla zabraňuje nadměrnému vtlačení. |
| Zinek Pokovování | 15 ~ 50 | 50 ~ 100 | HV0,05, HV0,1 | S rostoucí tloušťkou lze přiměřeně zvýšit sílu, aby se zajistily čisté okraje vtlačení. |
| Chrom Pokovování | 1 ~ 5 | 10 ~ 25 | HV0,01, HV0,025 | Tvrdý chrom (HV800~1200) má vysokou tvrdost; malá síla zabraňuje poškození vtlačovacího tělíska. |
| Chrom Pokovování | 5 ~ 20 | 25 ~ 100 | HV0,025, HV0,1 | Při tloušťce ＞10 μm vyvažuje HV0.1force přesnost a účinnost. |
| Kompozitní Povlak | <5 | ≤25 | HV0,01, HV0,025 | U povlaků, jako jsou slitiny zinku a niklu a slitiny chromu a niklu, je třeba přísně zabránit pronikání vtlačků do povlaku. |
2.2 Další klíčové ovlivňující faktory
Kromě tloušťky budou výběr zkušební síly dále ovlivňovat následující dva faktory, které je třeba posoudit na základě skutečných scénářů:
Rozsah tvrdosti povlaku:
Měkké povlaky (např. zinkování, HV < 200): Pokud je zkušební síla příliš malá, mohou se vtlačky rozmazat v důsledku plastické deformace povlaku. Doporučuje se zvolit horní hranici doporučeného rozsahu (např. pro tloušťku 10 μm zvolte zkušební sílu 50 gf).
Tvrdé povlaky (např. chromování, HV > 800): Vysoká tvrdost vede k malým vtlačkům, takže zkušební síla by neměla být příliš malá (například pro tloušťku 5 μm zvolte zkušební sílu 25 gf), aby se zabránilo překročení chyby měření diagonály vtlačku o ±5 %.
2.3 Požadavky norem a specifikací
Různá odvětví mají jasné standardy. Například:
Automobilový průmysl běžně používá normu ISO 14577 (Instrumented Indentation Test), která umožňuje úpravu hodnoty síly podle tloušťky povlaku;
V běžném průmyslu se odkazuje na normu ASTM E384, která vyžaduje, aby úhlopříčka vtlačku byla ≤ 1/2 tloušťky povlaku a ≥ 10násobek poloměru hrotu vtlačovacího tělíska (aby se zabránilo efektu hrotu).
Závěrem lze říci, že výběr zkušební síly pro mikro-Vickersovo zkoušení tvrdosti kovových povlaků by se měl řídit logikou „nejprve tloušťka, úprava tvrdosti a standardní záruka“:
Nejprve určete rozsah zkušební síly na základě tloušťky povlaku (viz tabulka výše);
Upravte hodnotu síly podle tvrdosti povlaku (zvolte horní limit pro měkké povlaky a dolní limit pro tvrdé povlaky);
A konečně, slaďte se s průmyslovými normami (jako je ISO 14577 a ASTM E384), abyste zajistili platnost výsledků testů.
Čas zveřejnění: 3. září 2025
