ISO 26424-2008 Fine ceramics (advanced ceramics advanced technical ceramics) - Determination of the abrasion resistance of coatings by a micro-scale abrasion te.pdf

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1、 ISO 2008 Cramiques techniques Dtermination de la rsistance labrasion des revtements par essai dabrasion micro-chelle Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) Determination of the abrasion resistance of coatings by a micro-scale abrasion test NORME INTERNATIONALE ISO 26424 Prem

2、ire dition 2008-11-01 Numro de rfrence ISO 26424:2008(F) ISO 26424:2008(F)ii ISO 2008 Tous droits rservs DOCUMENT PROTG PAR COPYRIGHT ISO 2008, Publi en Suisse Droits de reproduction rservs. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque

3、forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie, laffichage sur linternet ou sur un Intranet, sans autorisation crite pralable. Les demandes dautorisation peuvent tre adresses lISO ladresse ci-aprs ou au comit membre de lISO dans le pays du demandeur. ISO copyr

4、ight office Ch. de Blandonnet 8 CP 401 CH-1214 Vernier, Geneva, Switzerland Tel. +41 22 749 01 11 Fax +41 22 749 09 47 copyrightiso.org www.iso.org ISO 26424:2008(F)Avant-propos iv 1 Domaine dapplication . 1 2 Rfrences normatives . 1 3 T ermes et dfinitions . 1 4 Signification et usage . 1 5 Princip

5、e 2 6 Appareillage et matriaux 2 6.1 Systme dessai . 2 6.2 Billes dessai 2 6.3 Boue abrasive . 3 6.4 Mesurage des dimensions du cratre 4 7 Prparation des prouvettes . 5 8 Mode opratoire dessai 5 8.1 Diffrents types dessai 5 8.1.1 Type A: aucune perforation du revtement 5 8.1.2 Type B: perforation du

6、 revtement . 5 8.2 Essai de type A: aucune perforation du revtement . 5 8.3 Essai de type B: perforation du revtement 7 9 Analyse des rsultats . 9 9.1 Essai de type A: aucune perforation du revtement . 9 9.1.1 quations de base . 9 9.1.2 Calcul de K c9 9.2 Essai de type B: perforation du revtement .1

7、0 9.2.1 quations de base 10 9.2.2 Calcul de K cet K s10 10 Reproductibilit, rptabilit et limites de lessai .11 10.1 Reproductibilit et rptabilit .11 10.2 Limites .12 11 Rapport dessai 13 Annexe A (informative) Mesurage de lpaisseur du revtement .15 Bibliographie .16 ISO 2008 Tous droits rservs iii S

8、ommaire Page ISO 26424:2008(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre int

9、ress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (IEC) en ce qu

10、i concerne la normalisation lectrotechnique. Les procdures utilises pour laborer le prsent document et celles destines sa mise jour sont dcrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des diffrents critres dapprobation requis pour les diffrents types de do

11、cuments ISO. Le prsent document a t rdig conformment aux rgles de rdaction donnes dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www. iso.org/directives). Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits a

12、nalogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. Les dtails concernant les rfrences aux droits de proprit intellectuelle ou autres droits analogues identifis lors de llaboration du document sont indiqus dans lIntrodu

13、ction et/ou dans la liste des dclarations de brevets reues par lISO (voir www.iso.org/brevets). Les appellations commerciales ventuellement mentionnes dans le prsent document sont donnes pour information, par souci de commodit, lintention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement. Po

14、ur une explication de la signification des termes et expressions spcifiques de lISO lis lvaluation de la conformit, ou pour toute information au sujet de ladhsion de lISO aux principes de lOMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos Informations supp

15、lmentaires. LISO 26424 a t labore par le comit technique ISO/TC 206, Cramiques techniques.iv ISO 2008 Tous droits rservs NORME INTERNATIONALE ISO 26424:2008(F) Cramiques techniques Dtermination de la rsistance labrasion des revtements par essai dabrasion micro-chelle 1 Domaine dapplication La prsent

16、e Norme internationale traite dune mthode permettant de mesurer le taux dusure par abrasion des revtements cramiques au moyen dun essai de micro-usure par abrasion bas sur la technique bien connue dabrasion dune calotte sphrique utilise pour dterminer lpaisseur du revtement dans lISO 26423 11 . Cett

17、e mthode permet dobtenir des donnes relatives aux taux dusure du revtement et du substrat, que ce soit en ralisant deux types dessai diffrents ou en analysant minutieusement les donnes issues dune srie dessais dun seul type. Cette mthode peut sappliquer aux chantillons disposant de surfaces planes o

18、u non planes, mais lanalyse des rsultats dcrite lArticle 9 ne peut tre utilise que pour les chantillons plats. En ce qui concerne les chantillons non plats, il y a lieu de procder une analyse plus complexe, ncessitant ventuellement lapplication de mthodes numriques. 2 Rfrences normatives Les documen

19、ts de rfrence suivants sont indispensables lapplication du prsent document. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO 3290-1, Roulements Billes Partie 1: Billes de r

20、oulement en acier ISO/IEC 17025, Exigences gnrales concernant la comptence des laboratoires dtalonnages et dessais 3 T ermes et dfinitio ns Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions suivants sappliquent. 3.1 taux dusure par abrasion c o e f f i c i e n t d u s u r e p a r a b r a

21、 s i o n K volume de matire limine par longueur de glissement sous une charge de contact normale de 1 N 4 Sig nification et usa ge Bien que peu de revtements protecteurs soient soumis un seul processus dusure, la rsistance de ces revtements lusure par abrasion peut jouer un rle dcisif dans leur perf

22、ormance. Par consquent, connatre la rsistance des revtements cramiques lusure par abrasion permet de choisir correctement les revtements correspondant aux applications dans lesquelles labrasion est un facteur important de dgradation. Des techniques existent pour mesurer le comportement dusure par ab

23、rasion des matriaux en vrac et des films pais (voir Rfrence 1 3), mais ces techniques ne sont pas facilement applicables aux films minces et leurs rsultats sont difficiles interprter lorsquelles sont utilises sur des surfaces courbes. ISO 2008 Tous droits rservs 1 ISO 26424:2008(F) Le but de la prse

24、nte Norme internationale est de fournir une mthode permettant de mesurer la rsistance labrasion des revtements minces ou pais, et des matriaux en vrac. Lessai peut tre ralis sur des surfaces planes ou des surfaces dont le rayon de courbure est connu et ne ncessite quune surface dprouvette de quelque

25、s millimtres carrs. Toutefois, les calculs dcrits lArticle 9 sappliquent uniquement aux prouvettes plates et ne sont applicables quaux revtements couche unique homogne Des erreurs peuvent survenir si lessai est effectu sur des revtements non homognes. Les Rfrences 4 et 5 fournissent des dtails sur l

26、es traitements analytiques permettant de dterminer le taux dusure des revtements dposs sur des surfaces courbes. En analysant les rsultats de manire approprie, cest-dire lorsquune pntration du revtement se produit comme indiqu en 9.2, il est possible dobtenir des coefficients dusure par abrasion la

27、fois pour le revtement et pour le substrat, partir dune srie dessais dun seul type. Bien que lessai soit conu pour permettre un mesurage quantitatif des coefficients dusure par abrasion, il peut convenir pour un essai de contrle de la qualit sur des composants rels. 5 Principe Lors de lessai, une bi

28、lle est mise en rotation contre lprouvette et une boue abrasive est amene sur la zone de contact. Une dpression sphrique dont la taille est mesure est ainsi obtenue. En cas dabsence de perforation du revtement, le taux dusure du revtement peut se mesurer partir dun seul cratre. En revanche, si le re

29、vtement est perfor, les taux dusure du revtement et du substrat peuvent tre calculs en ralisant une srie de cratres et en mesurant leurs dimensions. 6 Appareillage et matriaux 6.1 Systme dessai Utiliser une bille pouvant tre mise en rotation contre lprouvette revtue. La Figure 1 prsente deux variant

30、es du systme bille: dans la premire, lprouvette, monte sur un levier contrepoids, est appuye sur une bille entrane directement; dans la deuxime, le poids propre de la bille fait pression sur lprouvette. NOTE Il a t dmontr 6que les rsultats obtenus laide des systmes bille en rotation libre voir Figur

31、e 1 a) peuvent varier en fonction de la prcision de la gomtrie du systme. Dans certains cas, il a t prouv que langle dinclinaison du porte-prouvette et la largeur de la rainure de larbre dentranement portant la bille peuvent influer fortement sur les rsultats. Un angle dinclinaison de 60 75 et une r

32、ainure dans larbre de 10 mm de largeur permettent dobtenir la variabilit la plus faible dans des conditions type. Le systme dessai doit tre construit de manire ce que la vitesse de rotation de la bille reste constante lors de nimporte quel essai; de plus, cette vitesse doit avoir une reproductibilit

33、 meilleure que 10 % de la valeur nominale entre les essais. Le faux-rond total de larbre dentranement ne doit pas dpasser 20 m au niveau des points de contact avec la bille. 6.2 Billes dessai Les billes utilises sont gnralement en acier tremp (par exemple, UNS G52986 (SAE 52100) et ont un diamtre de

34、 25 mm; elles doivent, avant tout conditionnement, tre conformes aux exigences de lISO 3290-1. NOTE 1 Les billes peuvent tre polies, mais il a t dmontr 7que leur comportement en essai est irrgulier et que les rsultats obtenus sont peu fiables si elles sont utilises sans conditionnement. Le traitemen

35、t de conditionnement recommand consiste soumettre la bille dessai neuve au moins 300 rvolutions sur une partie non critique de lprouvette ou sur toute autre surface approprie, dans 2 ISO 2008 Tous droits rservs ISO 26424:2008(F) des conditions dessai normales, puis reproduire cette opration dans au

36、moins cinq orientations diffrentes de la bille avant de commencer le programme dessai. NOTE 2 Une prouvette plate en acier rectifi, dune duret comprise entre 200 HV30 et 800 HV 30, est considre comme tant adapte pour le conditionnement de la bille. NOTE 3 Une fois le conditionnement effectu, les bil

37、les peuvent tre utilises pour produire environ 50 cratres, selon les conditions prcises dutilisation. La performance des billes doit tre vrifie rgulirement afin de sassurer quelles continuent de produire des cratres convenables. Les billes doivent tre remplaces si les contrles rvlent un comportement

38、 anormal dans la cration de cratres. NOTE 4 Ces contrles de performance peuvent tre raliss en utilisant une prouvette approprie, en acier rapide tremp et revenu, ou en nitrure de titane bien caractris, ou encore tout autre revtement dpos sur un matriau de substrat stable. a) Systme bille en rotation

39、 libre b ) S y s t m e b i l l e f i x e Lgende 1 bille 5 cellule de charge 2 prouvette 6 poids 3 arbre dentranement 7 point de pivotement 4 porte-prouvette 8 levier Figure 1 Deux diffrents types de systme de production de cratres laide dune bille 6.3 Boue abrasive Dans tous les cas, il faut utilise

40、r une boue de carbure de silicium (SiC) ou de tout autre abrasif adapt mlang un liquide adquat (gnralement de leau). ISO 2008 Tous droits rservs 3 ISO 26424:2008(F) Labrasif employ habituellement est le SiC F1200, mais lalumine F1200 ou tout autre abrasif fin peut galement tre utilis. Il est prfrabl

41、e que la taille moyenne de labrasif nexcde pas 5 m. Lutilisation de divers abrasifs engendrera des taux dusure diffrents et les rsultats ne doivent pas tre compars moins quils naient t obtenus partir de cratres raliss dans des conditions identiques. La boue utilise doit rester homogne tout au long d

42、e lessai. Pour ce faire, il est possible de brasser la boue en continu ou dy ajouter des stabilisants. Si lessai doit tre ralis sur des revtements dposs sur des substrats en acier sensibles la corrosion, il est recommand dajouter du nitrite de sodium (NaNO 2 ) la boue un taux de 1 g par 100 cm 3deau

43、 afin dempcher la corrosion des cratres avant leur mesurage. La boue abrasive doit tre compose de poudre abrasive et du liquide choisi dans les proportions requises. tant donn que le mode dusure observ dpend fondamentalement de la concentration de la boue abrasive, il est conseill de recourir deux c

44、oncentrations diffrentes, savoir: a) une solution (favorise lusure par rainurage) Concentration de 2 % en volume. Pour le SiC par exemple, dune masse volumique de 3,2 gcm 3 , cette concentration sobtient en mlangeant 6,4 g de SiC dans 98 cm 3deau distille ou dsionise. b) un concentr (favorise lusure

45、 par roulement) Concentration de 20 % en volume. Pour le SiC par exemple, dune masse volumique de 3,2 gcm 3 , cette concentration sobtient en mlangeant 80 g de SiC dans 100 cm 3deau distille ou dsionise. NOTE Le type dusure favoris dpend la fois de la concentration de la boue et du type dabrasif, ai

46、nsi que du matriau soumis lessai. Par exemple, il a t dmontr que le rutile micrograin (submicronique) peut favoriser lusure par roulement, mme des concentrations aussi faibles que 3 % en volume. Comme alternative la prparation de boues, des boues abrasives prtes lemploi peuvent tre utilises. Si ce t

47、ype de suspension est employ, le fournisseur et la composition de la boue doivent tre consigns. Il est recommand de raliser des essais pralables afin de sassurer que la concentration de la boue choisie produit le(s) mode(s) dusure recherch(s) lors de lessai. 6.4 Mesurage des dimensions du cratre Les dimensions du cratre peuvent tre mesures laide de tout quipement adapt, comme un microscope avec graticu