Haftfestigkeitsprüfung
Beschichtungen
Die Haftfestigkeitsprüfung an Beschichtungen dient der Bewertung der Schichthaftung zwischen Beschichtung und Substrat (adhäsive Haftung) sowie des inneren Zusammenhaltes der Schicht (kohäsive Haftung). Wir führen als Steinbeis-Transferzentrum Prüfungen der Haftfestigkeit an harten und weichen Beschichtungen als Dienstleistung durch. Dabei wählen für die jeweilige Beschichtung das am besten geeignete Prüfverfahren aus.
Als Steinbeis Transferzentrum an der Hochschule verfügen wir über die theoretischen Hintergründe der Verfahren und verbinden diese mit der Handlungskompetenz eines Unternehmens.
Anwendungen
- Haftung von Hartschichten
- Haftung von Farbe und Lack
- Kratzbeständigkeit von Oberflächen
Mit welchen Verfahren wird die Haftfestigkeit von Beschichtungen bestimmt ?
- Ritztest (Scratch Test)
- Rockwell Eindringprüfung
- Gitterschnittprüfung
- Kreuzschnittprüfung
- Abreißversuch (Pull-off Test)
- Photothermie
Verfahren
Die Haftfestigkeit ist neben der Härte und der Schichtdicke ein wichtiges Merkmal einer Beschichtung. Denn ist diese nicht ausreichend, kann es zum Schichtversagen und somit zum Totalausfall eines Bauteils kommen.
Ritztest (Scratch test)
Üblicherweise erfolgt die Haftfestigkeitsprüfung von Hartstoffschichten mit dem Ritztest (Scratch Test) nach ISO 20502. Hierbei wird der Prüfkörper mit konstanter Geschwindigkeit und zunehmender Normalkraft entlang der Oberfläche bewegt, um Adhäsions- und/oder Kohäsionsversagen des Systems Schicht/Grundwerkstoff zu begünstigen. Die Qualität der Schichthaftfestigkeit wird anschließend anhand der kritischen Lastwerte für das Schichtversagen bestimmt.
Ritztest für Haftfestigkeitsprüfung
Rockwell Eindringprüfung
Eine weitere Methode für die Prüfung der Haftfestigkeit von Hartstoffschichten ist die Rockwell-Eindringprüfung nach ISO 26443 bzw. VDI 3824-4. Bei dieser wird ein Rockwell-Prüfkörper senkrecht zur Oberfläche eingedrückt, um Adhäsionsversagen des Systems Schicht/Grundwerkstoff zu begünstigen. Die Bewertung der Schichthaftungsqualität erfolgt anhand des Beschädigungsbildes über eine Einteilung in Schichthaftungsklassen.
Gerne erstellen wir Ihnen ein Angebot für Haftfestigkeitsprüfungen.
Gitterschnittprüfung
Die Gitterschnittprüfung nach ISO 2409 wird für die Haftfestigkeitsprüfung von Lacken und weichen Beschichtungen bis zu einer maximalen Schichtdicke von 250 µm eingesetzt. Mit dem Gitterschnittgerät werden sechs parallele Schnitte in die Beschichtung bis zum Substrat angebracht. Diese werden anschließend durch sechs im rechten Winkel dazu angelegte Schnitte gekreuzt und dadurch in schachbrettartige Segmente unterteilt. Dann werden mit Klebband die Teile der Beschichtung zu entfernt, die nach dem Anbringen der Schnitte schlecht haften. Anhand der Anzahl der durch die Prüfung abgerissenen Segmente wird die Haftfestigkeit bestimmt und ein Gitterschnittkennwert zugeordnet.
Kreuzschnittprüfung
Die Kreuzschnittprüfung nach ISO 16276-2 wird für die Haftfestigkeitsprüfung von Lacken und weichen Beschichtungen mit unbegrenzter Schichtdicke eingesetzt. Das Kreuzschnittverfahren besteht darin, dass mit einer scharfen Schneide ein bis zum Substrat durchgehender Kreuzschnitt in der Beschichtung angebracht wird. Anschließend wird ein Klebeband aufgeklebt und wieder entfernt, um die Teile der Beschichtung zu entfernen, die nach dem Anbringen der Schnitte schlecht haften. Das Ergebnis der Prüfung wird als Kennwert entsprechend der festgestellten Schädigung angegeben.
Abreißversuch (Pull-off Test)
Beim Pull-off Adhäsionstest (Abreißtest) werden Prüfstempel mit einer definierten Kontaktfläche auf die Beschichtung aufgeklebt. Unmittelbar nach Ablauf der Härtungsdauer des Klebstoffes die Prüfanordnung in das Haftfestigkeits-Prüfgerät bringen, wobei die Prüfstempel so ausgerichtet sein müssen, dass die Zugkraft gleichmäßig über die Prüffläche ohne Biegemoment aufgebracht wird. Anschließend wir die Zugspannung mit einer Geschwindigkeit, die höchstens 1 MPa/s beträgt, senkrecht zur Ebene des beschichteten Substrates so erhöht, dass der Bruch innerhalb von 90 s nach Beginn der Spannungsaufnahme erfolgt. Es wird die Zugspannung beim Bruch der Klebeverbindung gemessen.
Photothermie
Die Haftfestigkeit einer Beschichtung kann über eine Bauteiloberfläche sehr unterschiedlich sein. Da die klassischen Verfahren der Haftfestigkeitsprüfung nur lokale Informationen über die Haftung liefern, führen wir flächenhafte Haftfestigkeitsprüfungen mit der Photothermie durch. Bei der Photothermie wird ein frequenzmodulierter Diodenlaser über die Oberfläche geführt und diese dabei erwärmt. Durch die Messung der reflektierten thermischen Wellen ist es möglich die Haftfestigkeit einer Beschichtung zu messen. Der Vorteil des Verfahrens ist, dass dieses Verfahren bei allen Substraten funktioniert, zerstörungsfrei arbeitet und eine ganze Fläche geprüft werden kann.