Введение
От качества поверхностного слоя зависят не только эксплуатационные свойства (сопротивление усталости, износостойкость, коррозионная стойкость, сопротивление контактной усталости) но и адгезия покрытия. В связи с интенсификацией эксплуатационных процессов, увеличением скоростей перемещения рабочих органов, повышением температур и давлений роль качества поверхностного слоя значительно возрастает. Связь характеристик качества поверхностного слоя с эксплуатационными свойствами деталей свидетельствует о том, что оптимальная поверхность должна быть достаточно твёрдой, должна иметь мелкодисперсную структуру, сглаженную форму микронеровностей с большой площадью опорной поверхности [1 − 3], и определенного диапазона значений высотных и шаговых параметров шероховатости [4, 5].
Для лакокрасочных покрытий адгезия определяет качество сцепления с поверхностью, глубину проникновения в поры и срок службы покрытия. Чем выше адгезионные свойства, тем прочнее и долговечнее будет окраска [6 − 8]. Если сцепление слабое, покрытие может откалываться или расходиться тонкими слоями, что приводит к коррозии и ухудшению характеристик основания [9].
Методика проведения экспериментов
Подготовленный образец диаметром
25 мм из дюралюминия Д16 закреплялся в тисах фрезерного станка с ЧПУ (рис. 1, а, б).
По заранее составленной программе (рис. 1, б) к поверхности образца подводился режущий инструмент (рис. 2, а) формирующий микропрофиль различной формы. Схема обработки представлена на рис. 2, б.
Согласно ГОСТ 32702.2-2014 (ISO 16276-2:2007) «Материалы лакокрасочные. Определение адгезии методом отрыва продукт, подвергаемый испытанию, наносят на пластины одинаковой толщины и текстуры поверхности. После сушки лакокрасочной системы, цилиндрические заготовки приклеивают непосредственно к окрашенной поверхности пластины с помощью клеящего вещества. После отверждения клея, приклеенные заготовки подвергают испытанию на растяжение (испытание на отрыв) под контролем, измеряют усилие, потребовавшееся для отрыва покрытия от поверхности [10]. Схема устройства для испытания на отрыв представлена на рис. 4.
Обработка результатов
Прочность при отрыве рассчитываем по формуле:
где P 
разрывное усилие, Н; 
площадь поперечного сечения, мм2 .
Результат испытания представляет собой растягивающее усилие, необходимое для разрушения самой слабой границы раздела (нарушение адгезии) или самого слабого компонента (нарушение когезии) в испытуемом образце. Также может произойти смешанное разрушение клея и приклеенного компонента. Значения контактной площади 
в зависимости от значений 
представлены в табл. 1.
На разрывной машине, общий вид которой представлен на рис. 7., испытывали на отрыв образцы 1 − 4. Для фиксации образцов в разрывных губках, предусматривали вкручивание в торец образца металлических саморезов 6×80 мм.
При проведении испытания на отрыв автоматически фиксируется нагрузка, необходимая для отрыва образца. Результаты разрывных усилий представлены на рис. 8.
Условное обозначение типов разрушений представлено на рис. 9. Авторами работы [10] подробно освещено адгезионное и когезионное разрушение.
Согласно классификации типов разрушения по результатам испытаний, представленных в табл. 3 определяли тип разрушения исследуемых образцов 1 − 4.
Выводы
По результатам экспериментов и оценивая полученные результаты, можно сделать вывод о влиянии формы микропрофиля на адгезию между поверхностью и покрытием. Наибольшее отрывное усилие понадобилось при разделении микропрофиля, смоделированного в виде пирамиды, что может свидетельствовать о лучших адгезионных свойствах из-за наклона микропрофиля поверхности. При разрыве образца 3, смоделированного в виде усеченного конуса, влияние наклонной боковой поверхности не наблюдалось, из-за когезионного разрушение слоя клея. Образцы 2 и 4 имеют одинаковые отрывные усилия, но из-за моделирования микропрофиля разной формы вид разрушения отличается. При разрушении образца 2 наблюдается адгезионное разрушение между клеем и заготовкой, а образец 4 − когезионное разрушение.
Полученные экспериментальные данные могут судить о возникновении различных видов разрушения при определении адгезионного взаимодействия между поверхностями, смоделированной различными микровыступами и слоем наносимого клея или ЛКМ.
