Bestimmung der Adhäsions- oder Kohäsionsfestigkeit thermisch gespritzer Beschichtungen nach ASTM C633

Das Prüfverfahren nach ASTM C633 dient der Bestimmung der Adhäsions- bzw. Kohäsionsfestigkeit einer thermisch gespritzten Beschichtung. Dabei wird eine Zugkraft senkrecht zur Oberfläche in die Beschichtung eingeleitet.

Die Beschichtung wird dabei üblicherweise auf einen Zylinder aufgebracht, der aus dem Material besteht, das auch unter den tatsächlichen Einsatzbedingungen als Substrat für die Beschichtung dient. Wenn für eine bestimmte Anwendung kein spezielles Substrat spezifiziert ist, schreibt die ASTM C633 die Verwendung von Stahl SAE 1018 oder 1020 vor. Der Substrat-Zylinder muss eine Länge von mindestens 1,5" haben, mit parallelen Flächen mit einem Durchmesser zwischen 23 mm und 25 mm. Das eine Ende des Zylinders ist mit einem Gewinde zum Anschluss an die Belastungsvorrichtung ausgestattet, das andere Ende ist flach und dient der Aufbringung der Spritzbeschichtung. (Hinweis: ASTM C633 spezifiziert drei Standardgewindegrößen: 1/2”-20, 5/8”-18 oder 3/4”-16). Eine gleichartige, nicht beschichtete Vorrichtung wird dann mit Hilfe eines geeigneten Klebstoffs auf die Oberfläche der Beschichtung aufgeklebt. Der Klebstoff darf dabei keine Schwachstelle sein, sondern muss mindestens so fest sein wie die erforderliche Mindest-Adhäsions- bzw. Kohäsionsfestigkeit der Beschichtung.

Um zu gewährleisten, dass die Krafteinleitung senkrecht zu den beschichteten Flächen erfolgt schreibt die ASTM C633 den Einsatz einer selbstausrichtenden Spannvorrichtung zur Befestigung dieser Substratzylinder am Prüfrahmen vor. Außerdem halten wir die Verwendung einer Axialspiel ausgleichenden Kupplung für extrem nützlich, da dadurch die Einrichtzeit wesentlich verkürzt wird. Die Prüfgeschwindigkeit muss konstant sein und zwischen 0,013 mm/s und 0,021 mm/s liegen, die Kraftmessgenauigkeit sollte ± 1,0% des Anzeigewerts betragen (wie in der ASTM E4 spezifiziert).

Für Anwendungen auf dem Gebiet der Entwicklung und Untersuchung von thermisch gespritzten Beschichtungen empfehlen wir normalerweise ein Prüfsystem Modell 5969 (Nennkraft 50 kN) mit einer selbstausrichtenden Spannvorrichtung. Diese Nennkraft ist für die Adhäsionskräfte aller bekannten thermisch gespritzten Beschichtungen ausreichend, manche Kunden entscheiden sich jedoch im Hinblick auf künftige Anwendungen mit höheren Kräften für ein System mit einer höheren Nennkraft. Zur Erfassung der erforderlichen Maximalkraft und Berechnung der Adhäsions-/Kohäsionsfestigkeit (bzw. der maximalen Kraft/Querschnittsfläche) wird die Bluehill^® 3- Software verwendet. Wenn das Versagen des Materials ausschließlich an der Schnittstelle Beschichtung/Substrat erfolgt, spricht man von Adhäsionsfestigkeit. Wenn das Versagen innerhalb der Beschichtung erfolgt, wird das entsprechende Ergebnis als Kohäsionsfestigkeit bezeichnet.