Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
Scratchspur in Hartstoffschicht (links), Rockwellabplatzungen in DLC Schicht (rechts).
Schichthaftungsprüfung
Zur Prüfung der Schichthaftung nutzen wir am Fraunhofer IST unter anderem folgende Testverfahren:
Scratchtest (ASTM C1624, DIN V ENV 1071-3)
Beim Scratchtest wird ein Diamantstift mit steigender Last über die Oberfläche gezogen. Dabei werden mechanische Spannungen zwischen Schicht und Substrat erzeugt, die beim Überschreiten einer kritischen Grenze zu Schichtabplatzungen führen. Diese kritische Last dient als Maß für die Haftung und wird durch Inspektion im Mikroskop bestimmt. Neben Last und Eindringtiefe wird beim Scratchtest auch der Reibungskoeffizient und die beim Scratch erzeugte akustische Emission detektiert, die bei der Auswertung unterstützen können. Mit dem Gerät kann auch die Kratzbeständigkeit von Oberflächen geprüft werden.
Rockwelltest (VDI Richtlinie 3198 oder ISO Norm 26443)
Beim Rockwelltest wird ein konischer Diamantindentor mit definierter Kraft in die Schichtoberfläche eingedrückt. Auch hier entstehen um den Eindruck herum Abplatzungen, die nach verschiedenen Normen und Richtlinien ausgewertet werden können. Der Rockwelltest ist wie der Scratchtest schnell und einfach anzuwenden, aber nur für harte und spröde Schichten geeignet. Für weiche Metalle oder Lacke sind eher der Gitterschnitt-Test oder der Stirnabzugstest zu empfehlen, die ebenfalls verfügbar sind.
Weiterhin stehen zur Verfügung:
Gitterschnitttest nach DIN EN ISO 2409
Die Gitterschnittprüfung ist eine einfache Methode zur Bestimmung der Haftfestigkeit von Beschichtungen. In die zu testende Beschichtung wird mit einer Mehrfachklinge ein kreuzweises Gitter geritzt. Nach erfolgreicher Gitterschnittprüfung wird die Oberfläche gesäubert und zusätzlich ein in der Norm definiertes Klebeband auf das Schnittraster geklebt und abgezogen. Die Auswertung der Prüfung erfolgt visuell (DIN EN ISO 2409) nach der Anzahl der abgeplatzten Quadrate und dem Erscheinungsbild. Je nach Zustand des Schadensbildes unterscheidet man Gitterschnitt-Kennwerte von 0 (sehr gute Haftfestigkeit) bis 5 (sehr schlechte Haftfestigkeit).
Stirnabzugstest nach DIN EN ISO 4624
Der Stirnabzugstest ermöglicht eine quantitative Charakterisierung der Schichthaftung. Metallische Stempel (Ø20 mm) werden mittels eines 2 Komponentenklebers auf die Beschichtung aufgeklebt. Nach Aushärten wird die zum Abreißen des Stempels erforderliche Kraft gemessen. Die abgerissene Fläche wird vermessen und deren Wert weiterverwendet, um die Haftfestigkeit (N/mm2) der Beschichtung zu berechnen. Voraussetzung für diese Prüfmethode ist eine stabile Klebung zwischen dem Stempel und der Schichtoberfläche.
Tape-Abzugstest nach DIN EN ISO 10683
Auf einer beschichteten Oberfläche wird ein Klebeband mit definierter Haftfestigkeit fest aufgeklebt und im Anschluss ruckartig abgezogen. Bei einer guten Haftung auf dem Untergrund finden sich kaum Rückstände des Beschichtungsmaterial am Klebeband, während bei einer schlechten Haftung das Beschichtungsmaterial am Klebeband haften bleibt. Ist das Beschichtungsmaterial sowohl an der Oberfläche des Untergrundes, als auch auf dem Klebeband sichtbar, resultiert dies vermutlich aus einem Mangel an Kohäsion innerhalb der Schicht. Der Tapetest dient der qualitativen Orientierung.
Scratchtest an DLC-Schicht mit Scratchdiagramm und Scratch-Abbildung
Beim Scratchtest werden die steigende Last, die Eindringtiefe, der Reibungskoeffizient und die beim Scratch erzeugte akustische Emission aufgezeichnet. Die Auswertung geschieht durch eine 2- oder 3-dimensional optische Abbildung des Scratches.
CLM-Aufnahme eines Scratches in einer DLC-Schicht.
Rockwelltest: Schichtabplatzungen mit unterschiedlichen Haftklassen
Rockwell-Tester und Auswertung der Abplatzungen mittels digitaler Bildverarbeitung.
