توجد أنواع عديدة من الطلاءات المعدنية. تتطلب كل طبقة منها قوى اختبار مختلفة في اختبار الصلادة المجهرية، ولا يمكن استخدام قوى الاختبار بشكل عشوائي. بل يجب إجراء الاختبارات وفقًا لقيم قوى الاختبار الموصى بها في المعايير. سنتناول اليوم بشكل أساسي اختبار صلادة فيكرز المجهرية لطلاءات الزنك أو طلاءات سبائك الزنك والألومنيوم والمغنيسيوم المطبقة على الفولاذ.
١. يُعدّ تحضير عينات معدنية عالية الجودة من طلاءات الزنك (أو طلاءات الألومنيوم والمغنيسيوم) الخطوة الأولى في اختبار الطلاء. يتضمن تحضير عينات طلاء الزنك عدة خطوات، منها أخذ العينات، والتركيب، والطحن والتلميع المبدئي. والهدف من تحضير هذه العينات هو طحن سطح المقطع العرضي لقطعة العمل حتى يصبح سطحًا أملسًا ومستويًا يسمح برؤية واضحة لآثار اختبار فيكرز، مما يُسهّل قياس أبعاد هذه الآثار بدقة للحصول على قيم الصلابة.
٢. لاختبار صلابة طبقات الزنك: نظرًا لسمك طبقات الزنك نسبيًا، يمكن إجراء اختبارات الصلابة بقوى اختبار مختلفة. على العينة نفسها، كلما قلت قوة الاختبار المطبقة، قلّ حجم الانخفاض؛ والعكس صحيح، فكلما زادت قوة الاختبار، زاد حجم الانخفاض. إذا ظهرت على الطبقة المحيطة بالانخفاض علامات تشقق أو تشوه، فيجب اختيار قوة اختبار أقل. تُكرر هذه العملية حتى تبقى الطبقة المحيطة بانخفاض فيكرز سليمة نسبيًا دون تشوه - وهذا هو مستوى قوة الاختبار المناسب للعينة.
2.1 تتوافق سماكات الطلاء المختلفة مع نطاقات محددة لقوة الاختبار، وهو أمر بالغ الأهمية لتجنب تشويه نتائج الاختبار. فيما يلي مرجع لاختيار قوة الاختبار للطلاءات الشائعة (طلاء الزنك، طلاء الكروم)، والتي تنطبق على أجهزة اختبار صلابة فيكرز الدقيقة (HV):
| نوع الطلاء | طلاء سماكة (ميكرومتر) | يوصي قوة الاختبار (gf) | مُتَجَانِس مقياس الجهد العالي | الاحتياطات الرئيسية |
| الزنك تصفيح | 5 ~ 15 | 25 ~ 50 | HV0.025، HV0.05 | طلاء الزنك ناعم نسبياً (عادةً HV50~150)؛ القوة الصغيرة تمنع الانبعاج المفرط. |
| الزنك تصفيح | 15 ~ 50 | 50 ~ 100 | HV0.05، HV0.1 | مع زيادة السماكة، يمكن زيادة القوة بشكل مناسب لضمان حواف انبعاج واضحة. |
| الكروم تصفيح | 1 ~ 5 | 10 ~ 25 | HV0.01، HV0.025 | يتميز الكروم الصلب (HV800~1200) بصلابة عالية؛ والقوة الصغيرة تمنع تلف أداة الضغط. |
| الكروم تصفيح | 5 ~ 20 | 25 ~ 100 | HV0.025، HV0.1 | عندما يكون السمك > 10 ميكرومتر، فإن قوة HV0.1 توازن بين الدقة والكفاءة. |
| مركب طلاء | <5 | ≤25 | HV0.01، HV0.025 | بالنسبة للطلاءات مثل سبائك الزنك والنيكل وسبائك الكروم والنيكل، يجب منع الانبعاجات من اختراق الطلاء بشكل صارم. |
2.2 عوامل التأثير الرئيسية الأخرى
بالإضافة إلى السماكة، فإن العاملين التاليين سيؤثران بشكل أكبر على اختيار قوة الاختبار، ويجب الحكم عليهما بناءً على السيناريوهات الفعلية:
نطاق صلابة الطلاء:
الطلاءات اللينة (مثل طلاء الزنك، صلابة فيكرز أقل من 200): إذا كانت قوة الاختبار صغيرة جدًا، فقد تصبح علامات الانبعاج غير واضحة بسبب التشوه اللدن للطلاء. يُنصح باختيار الحد الأعلى للنطاق الموصى به (على سبيل المثال، سمك 10 ميكرومتر، اختر قوة اختبار 50 غرامًا).
الطلاءات الصلبة (مثل طلاء الكروم، HV > 800): تؤدي الصلابة العالية إلى انخفاضات صغيرة، لذلك يجب ألا تكون قوة الاختبار صغيرة جدًا (مثل سمك 5 ميكرومتر، اختر قوة اختبار 25 غرام) لمنع خطأ قياس قطر الانخفاض من تجاوز ±5٪.
2.3 متطلبات المعايير والمواصفات
تختلف المعايير باختلاف الصناعات. على سبيل المثال:
تعتمد صناعة السيارات بشكل شائع معيار ISO 14577 (اختبار الانضغاط الآلي)، والذي يسمح بضبط قيمة القوة وفقًا لسمك الطلاء؛
يشير مصطلح الصناعة العامة إلى معيار ASTM E384، الذي يشترط أن يكون قطر الانبعاج ≤ 1/2 من سمك الطلاء و ≥ 10 أضعاف نصف قطر طرف أداة الانبعاج (لتجنب تأثير الطرف).
في الختام، يجب أن يتبع اختيار قوة الاختبار لاختبار صلابة فيكرز الدقيقة للطلاءات المعدنية منطق "السمك أولاً، وضبط الصلابة، وضمان المعيار":
أولاً، حدد نطاق قوة الاختبار بناءً على سمك الطلاء (راجع الجدول أعلاه)؛
اضبط قيمة القوة وفقًا لصلابة الطلاء (حدد الحد الأعلى للطلاءات اللينة والحد الأدنى للطلاءات الصلبة)؛
وأخيرًا، يجب التوافق مع معايير الصناعة (مثل ISO 14577 و ASTM E384) لضمان صحة نتائج الاختبار.
تاريخ النشر: 3 سبتمبر 2025
