Что такое прямой и обратный удар покрытия?

Прямой удар это когда боёк падает со стороны покрытия и вдавливает металл под краску. Обратный удар это удар с изнанки образца: покрытие оказывается на выпуклой стороне и растягивается. Обратный жёстче, покрытие тянется сильнее и трескается раньше. Хорошая порошковая плёнка держит прямой 80 дюйм-фунтов и обратный 40–60 дюйм-фунтов без трещин.

В чём измеряют прочность на удар?

В дюйм-фунтах (in·lb) по старой шкале или в джоулях (Дж) по метрической. Энергия удара это масса бойка на высоту падения. 160 дюйм-фунтов примерно равны 18 Дж . Груз массой 1 кг , поднятый на 1 м , даёт около 9,8 Дж . В протокол пишут и энергию, и сторону удара, прямой или обратный.

Как понять, что покрытие прошло тест на удар?

Зону удара смотрят под лупой 10× сразу после удара. Если по вмятине нет трещин, сетки и отслоения плёнки от металла, покрытие прошло на этой энергии. Дополнительно на вмятину клеят и отрывают скотч: если краска не снялась, адгезия в зоне деформации держит. Трещины кольцом вокруг вмятины значат провал.

Почему обратный удар жёстче прямого?

При обратном ударе покрытие лежит на выпуклой стороне вмятины и растягивается, а краска плохо тянется на растяжение. При прямом плёнку в основном сжимает, это она переносит легче. Поэтому обратный удар первым выявляет хрупкость от перепёка: перепечённая плёнка может держать прямые 80 дюйм-фунтов и лопнуть на обратных 20 .

Какая толщина покрытия нужна для теста на удар?

Толщину меряют до удара, она сильно влияет на результат. Оптимум для порошка 60–100 мкм . Слой толще 120 мкм трескается на ударе раньше, тонкий менее 50 мкм хуже держит деформацию из-за неполного укрытия. Без записанной толщины число дюйм-фунтов сравнивать бессмысленно.

Чем удар отличается от теста на изгиб?

Изгиб это медленная деформация: образец гнут вокруг цилиндра и смотрят трещины при плавном растяжении. Удар это мгновенная деформация за миллисекунды, тут важна ещё и скорость нагрузки. Плёнка может пройти изгиб на 5 мм и провалить обратный удар, потому что на быстрой нагрузке ведёт себя жёстче. Тесты дополняют друг друга.

Тест на удар разрушает деталь?

Да, это разрушающий тест. Удар оставляет вмятину и часто трещины, деталь после него в брак. Поэтому бьют не готовое изделие, а образец-свидетель: пластину из того же металла, окрашенную в той же садке печи тем же порошком. По свидетелю судят о всей партии, товарные детали остаются целыми.

Что показывает трещина при обратном ударе?

Кольцевые трещины вокруг вмятины на обратном ударе почти всегда означают хрупкость плёнки от перепёка или слишком толстый слой. Отслоение краски от металла в зоне удара это провал адгезии: плохая подготовка поверхности, недогрев или загрязнение под краской. По характеру разрушения отличают перепёк от плохой адгезии.

Главная / Контроль качества

Тест на удар: проверка прочности порошкового покрытия

Короткий ответ

Прочность порошкового покрытия на удар проверяют прибором с падающим грузом: боёк заданной массы падает с высоты на образец. Прямой удар бьёт со стороны краски, обратный с изнанки, где плёнка растягивается и трескается раньше. Энергию меряют в дюйм-фунтах или джоулях (160 дюйм-фунтов ≈ 18 Дж). Зону удара смотрят под лупой 10×: нет трещин и отслоения значит прошло. Обратный удар выявляет хрупкость от перепёка. Тест разрушающий, бьют образец-свидетель, а не деталь.

Партия кронштейнов сдана, через месяц с монтажа возвращают половину: краска на местах загиба и ударов при перевозке облетела кольцами, металл голый. На глаз до отгрузки покрытие было ровным и глянцевым. Проблему поймал бы копёр за 30 секунд: обратный удар 40 дюйм-фунтов на образце-свидетеле сразу показал бы кольцевые трещины. Тест на удар меряет не красоту плёнки, а способность держаться на металле, когда его гнёт и бьёт. Разберём прибор, разницу прямого и обратного удара и что читается по трещинам.

Прибор с падающим грузом для теста порошкового покрытия на удар: боёк в вертикальной направляющей над образцом — fig.01 — копёр для теста на удар: груз в вертикальной трубе-направляющей падает с заданной высоты на боёк, тот вдавливает образец в матрицу

01 / приборКопёр с падающим грузом: как устроен тест

Прибор простой по механике. Вертикальная труба-направляющая, внутри свободно падает груз известной массы. Внизу боёк со сферическим наконечником стандартного радиуса и матрица с отверстием под ним. Образец с покрытием кладут между бойком и матрицей, груз поднимают на нужную высоту по шкале и отпускают. Он бьёт по бойку, тот вдавливает металл в отверстие матрицы, образуется полусферическая вмятина.

Энергия удара это масса груза на высоту падения. Меняя высоту, задают энергию: одну и ту же деталь можно бить 20, 40, 80 дюйм-фунтами и искать порог, на котором плёнка треснет. Наконечник бойка обычно радиусом 8 мм (5/8 дюйма), диаметр отверстия матрицы чуть больше, чтобы металл свободно продавливался.

Каким грузом и с какой высоты бьют?

Типовой груз 1 или 2 кг, шкала высоты до 1 м и выше. Энергию считают как масса × высота × g. Например 2 кг с 0,5 м дадут около 9,8 Дж, это примерно 87 дюйм-фунтов. На приборе обычно нанесены обе шкалы, дюйм-фунты и джоули, чтобы не пересчитывать вручную.

02 / стороныПрямой и обратный удар: в чём разница

Одну и ту же вмятину образец получает с двух сторон, и это два разных теста.

Прямой удар. Боёк падает со стороны покрытия. Металл проминается внутрь, а плёнка на дне вмятины в основном сжимается. Сжатие краска переносит легко, поэтому прямой удар покрытие держит на больших энергиях. Хорошая порошковая полиэфирка проходит прямые 80–160 дюйм-фунтов без единой трещины.

Обратный удар. Образец переворачивают, боёк бьёт с изнанки. Теперь покрытие оказывается на выпуклой, растянутой стороне вмятины. Краска тянется на растяжение, а это её слабое место: плёнка рвётся при удлинении быстрее, чем при сжатии. Поэтому обратный удар покрытие держит на энергии вдвое-втрое меньше прямого. Именно обратный первым ловит скрытую хрупкость.

Вид удара	Что с плёнкой	Типовой порог
Прямой	сжатие на дне вмятины	80–160 дюйм-фунтов
Обратный	растяжение на выпуклости	20–60 дюйм-фунтов

Какой удар важнее проверять?

Обратный. Он жёстче и выявляет проблемы, которые прямой пропускает: хрупкость от перепёка, толстый слой, слабую адгезию под растяжением. Если ограничены во времени, бьют обратный на рабочей энергии, скажем 40 дюйм-фунтов. Прошёл обратный значит прямой почти наверняка пройдёт с запасом.

03 / шкалаДюйм-фунты и джоули: как читать энергию

Две шкалы живут параллельно. Дюйм-фунт (in·lb) это старая шкала из американских стандартов, до сих пор массовая на приборах и в паспортах красок. Джоуль (Дж) это метрическая энергия. Обе меряют одно: энергию, которую груз отдаёт образцу.

Пересчёт держат в голове грубо: 1 дюйм-фунт ≈ 0,113 Дж. Отсюда 80 дюйм-фунтов ≈ 9 Дж, 160 дюйм-фунтов ≈ 18 Дж. Производитель порошка в техкарте указывает гарантированный порог, например «прямой 160, обратный 80 дюйм-фунтов» или «2,5 Дж прямой, 2,5 Дж обратный» для более скромной системы.

Энергия, а не высота

Само по себе число высоты падения ничего не значит без массы груза. Прибор с грузом 2 кг и прибор с 1 кг на одной высоте дают разную энергию. В протокол пишут энергию в дюйм-фунтах или джоулях плюс сторону удара, а не «били с полуметра». Иначе результат нельзя сравнить с чужим или с паспортом краски.

Сколько дюйм-фунтов считать хорошим результатом?

Для качественной полиэфирной порошковой краски на стали толщиной 60–80 мкм норма это прямой 160 дюйм-фунтов и обратный 80–160 дюйм-фунтов без трещин. Эконом-системы и эпоксидка держат меньше, обратный 20–40. Точный порог берут из техкарты конкретного порошка, а не из общих чисел.

04 / осмотрОценка зоны удара под лупой

Удар нанесли, теперь читают результат. Голым глазом трещины на дне вмятины часто не видно, поэтому берут лупу 10× с подсветкой и смотрят сразу после удара, пока микротрещины не забились грязью.

Смотрят три вещи. Первое это трещины: тонкие волосяные линии по вмятине или кольцом вокруг неё. Одна трещина уже провал на этой энергии. Второе это сетка растрескивания, россыпь мелких трещин, признак хрупкой или толстой плёнки. Третье это отслоение: плёнка отошла от металла лоскутами, видно голый блестящий металл. Отслоение это отдельный диагноз, провал адгезии.

Дополнительная проба на адгезию прямо в зоне удара: на вмятину плотно клеят липкую ленту и резко отрывают. Если краска снялась вместе со скотчем, покрытие в зоне деформации отслаивается, хотя видимых трещин могло и не быть. Про отдельный тест сцепления есть материал про решётчатые надрезы.

Вмятина от удара на порошковом покрытии под лупой: видны кольцевые трещины вокруг зоны деформации — fig.02 — зона удара под лупой 10×: кольцевые трещины вокруг вмятины означают провал на этой энергии, гладкая вмятина без трещин это прошло

Обязательна ли лупа или хватит глаза?

Лупа 10× нужна. Волосяные трещины шириной в доли миллиметра глаз пропускает, особенно на тёмных и матовых покрытиях. Пропущенная микротрещина значит вода полезет под краску и через полгода пойдёт подпленочная коррозия. Для спорных случаев берут и 20×, чтобы отличить трещину от риски на металле.

05 / диагнозЧто обратный удар говорит о режиме печи

Обратный удар это не просто проверка «крепко или нет», это диагностика режима полимеризации. Плёнка трескается на обратном по двум разным причинам, и характер разрушения их различает.

Перепёк. Когда деталь передержали или температура ушла выше нормы, связующее деструктирует и плёнка становится хрупкой, как пересушенная эмаль. Она может держать прямой 160 и лопнуть на обратном 20 дюйм-фунтов сеткой мелких трещин. Порошок при этом часто ещё и желтеет. Про перегрев есть разбор пожелтения от перегрева, а про сам режим температура и время полимеризации.

Недопёк и слабая адгезия. Тут покрытие не крошится, а отслаивается лоскутами от металла в зоне удара. Причина в подготовке поверхности или недогреве: связующее не сшилось до конца и держится на металле слабо. Разбор в статье про отслаивание порошковой краски. Мерить надо температуру самой детали, а не воздуха в камере, для этого есть контроль пирометром.

Трещины крошкой против отслоения лоскутом

Сетка сухих трещин без отрыва от металла это хрупкость, ищите перепёк. Отрыв плёнки лоскутами с оголением металла это адгезия, ищите подготовку и недогрев. Толстый слой выше 120 мкм добавляет трещины сам по себе, независимо от режима. По одному образцу удара часто видно, куда копать, ещё до других тестов.

Обратный удар провалился, а изгиб прошёл. Почему?

Изгиб это медленная деформация, удар быстрая. На быстрой нагрузке плёнка ведёт себя жёстче и рвётся раньше. Слегка перепечённое покрытие часто проходит изгиб на 4–5 мм, но валит обратный удар. Это нормально, тесты меряют разные свойства, поэтому их и делают в паре.

06 / свидетельОбразец-свидетель вместо порчи детали

Тест разрушающий: вмятина и трещины остаются навсегда, деталь после удара в брак. Бить товарное изделие нельзя, поэтому бьют свидетеля.

Образец-свидетель это пластина из того же металла и той же толщины, что деталь, обычно сталь 0,8–1 мм или алюминий. Её подвешивают в ту же садку печи, красят тем же порошком в том же проходе, что и партию. После полимеризации свидетель проходит копёр, изгиб и решётку, а товарные детали остаются целыми. По свидетелю судят обо всей садке.

Толщину покрытия на свидетеле меряют до удара и записывают: без неё число дюйм-фунтов не с чем сравнивать. Оптимум для порошка 60–100 мкм, про контроль слоя есть статья про толщину и слои. Для алюминия, оцинковки и литья пороги удара свои, тонкий металл проминается иначе стали, детали смотрит материал про эти основы.

Образец-свидетель: окрашенная стальная пластина с несколькими вмятинами от ударов разной энергии — fig.03 — образец-свидетель после серии ударов: одну пластину бьют разной энергией и с двух сторон, товарные детали остаются целыми

Сколько свидетелей делать на партию?

Обычно один свидетель на каждую садку печи. Если садок много и режим стабилен, хватает свидетеля с первой и последней садки. При новом порошке, смене режима или после ремонта автоматики бьют свидетеля с каждой садки, пока не убедятся в стабильности. Пластину подписывают номером садки, тогда виден источник брака.

07 / ошибкиЧастые ошибки при тесте на удар

Прибор механически простой, но неверная процедура даёт неверный вывод.

Первое это удар по недоостывшему или свежему покрытию. Полимеризация набирает финальную прочность не мгновенно: свидетеля бьют после полного остывания до комнатной температуры, а лучше через несколько часов, когда плёнка окончательно стабилизировалась. Горячая деталь покажет заниженную прочность. Второе это забытая толщина: без замера слоя до удара результат не привязать ни к норме, ни к чужим числам.

Третье это один удар вместо серии. Чтобы найти реальный порог, бьют лесенкой энергий: 20, 40, 80, 160 дюйм-фунтов, и ищут, где появляется первая трещина. Один удар на паспортной энергии говорит только «прошло или нет», но не даёт запаса. Четвёртое это осмотр без лупы, когда микротрещины пропускают и выпускают брак. И последнее: путать вмятину с трещиной. Гладкая вмятина без трещин это норма, металл проминается, а плёнка тянется вместе с ним, это как раз то, что нужно.

Копёр окупается на первой партии, которую он не выпустил на монтаж. Кронштейны, что облетели кольцами через месяц, показали бы это на свидетеле за полминуты обратным ударом. Число дюйм-фунтов с записанной толщиной и стороной удара переводит «краска вроде держится» в протокол, по которому партию либо принимают, либо отправляют искать причину в режиме печи.

Можно ли обойтись без копра, оценив прочность на глаз?

Грубую проверку делают монеткой или ключом: провести с нажимом по краске, посмотреть, царапается ли. Но это меряет твёрдость поверхности, а не прочность на удар и адгезию под деформацией. Хрупкость от перепёка такая проба не поймает: покрытие останется гладким, а на реальном ударе лопнет. Для сдачи по ТЗ и контроля партий нужен копёр с числом.