Haftfestigkeit

09.08.2018

Mit einfach durchzuführende Prüfverfahren, meist ohne anspruchsvolle Versuchseinrichtungen, kann die Haftfestigkeit charakterisiert werden. Sie gehören zu den qualitativen Methoden und erlauben in der Regel nur eine Gut/Schlecht-Entscheidung, je nachdem ob der Mittelwert der Messergebnisse den Anforderungen an die Haftfestigkeit (plastische bzw. thermische Eigenschaften des Grundmaterials zur Beschichtung) entspricht oder nicht. Die erzielbaren Ergebnisse sind oft methodenabhängig und deshalb nicht reproduzierbar. Anwendung finden sie zur Simulation unterschiedlicher Arten der Beanspruchung, wie Druck  und Zugbelastung, Scherung oder Temperaturwechsel.

Biegeversuch – ein beschichteter Blechstreifen wird um 180° gebogen und die Schicht auf Ablösung von der Unterlage begutachtet.

Wechselbiegeversuch – beschichteter Blechstreifen wird um ±90° hin und her bewegt, so dass das System eine große Beanspruchung aufeinander folgender Dehnungen und Stauchungen erfährt. Um Ergebnisse miteinander vergleichen zu können, sollte der Biegeradius in einem bestimmten Verhältnis zur Dicke des Prüflings und zur Anzahl der Wechselbewegungen gewählt werden.

Dornbiegeversuch – Grundmaterial und Schichtwerkstoff werden über einen Dorn mit einem Radius von 4 mm um 90° gebogen und in die Ausgangsstellung zurückgebracht. Die auftretenden Scherkräfte zwischen Schicht und Grundwerkstoff führen bei Überschreitung der Haftfestigkeit zur Abtrennung. Der Vorgang wird dreimal wiederholt und anschließend auf Abblätterungen untersucht. Die Schichtoberfläche darf keine Risse oder abgelösten Stellen aufweisen. Anwendung bei dünnen Blechbändern zur Beurteilung der plastischen Verformbarkeit.

Gitterschnitttest – In die Schichtoberfläche wird mit einer gehärteten Stahlspitze ein Netzgitter von 1 bis 3 mm Kantenlänge und einer Ausdehnung von mindestens 500 mm² an drei verschiedenen Stellen geritzt (Entstehung kleiner Quadraten). Die parallelen Schnitte müssen bis zum Grundmaterial reichen. Es entstehen dabei Kräfte, die seitlich auf die Schicht wirken. Ein Klebeband wird auf das Netzgitter aufgedrückt und nach 10 s ruckartig und senkrecht zur Oberfläche wieder abgezogen. Bei schlechter Haftfestigkeit blättert die Beschichtung ab.

Tiefungsversuch nach Erichsen – Aus dem beschichteten Material wird mit Hilfe einer Pressvorrichtung ein Napf hergestellt. Während der Umformung wird der Zeitpunkt des Abplatzens der Schicht festgehalten. Durch Zuführung eines geeigneten Elektrolyten auf den Prüfling kann der Augenblick der Rissbildung, die das Abblättern der Schicht einleitet, ermittelt werden. Die Bildung von Rissen oder lokaler Abplatzen in der Schicht führt dazu, dass der Elektrolyt zum Grundmetall vordringt und dort eine charakteristische chemische Reaktion auslöst. Ein Farbumschlag kann beispielsweise den Beginn der Reaktion anzeigen. Die aufgebracht Presskraft kann bei spezifisch festgelegten Prüfbedingungen als Maß für die Haftfestigkeit herangezogen werden. Das Verfahren eignet sich zur Prüfung metallischer Verbundsysteme. Bedingung: Die Dicke des blechförmigen Grundwerkstoffes darf 1 bis 2 mm nicht übersteigt.

Tiefungsversuch nach Erichsen (Quelle: Galvanotechnik/Hanser-Verlag)