Реферат Курсовая Конспект
Способы определения толщины покрытия - раздел Философия, КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Основы электрохимии Определение Толщины Покрытий Является Одним Из Основных Критериев Соответстви...
|
Определение толщины покрытий является одним из основных критериев соответствия покрытия техническим и экономическим требованиям. Выбор метода определения толщины зависит от многих факторов вида покрытия, точности измерения, допустимость разрушения покрытия или самой детали.
Так как толщина слоя покрываемого металла неодинакова в различных точках, то требуется определение не только средней толщины покрытия, но и минимальной толщины на определенных участках детали.
Методы контроля толщины покрытия детали на разрушающие и неразрушающие.
Разрушающие методы. Капельный метод основан на растворении покрытия каплями раствора, наносимыми на поверхность детали и выдерживаемыми определенный промежуток времени.
Толщину покрытия определяют по числу капель, затраченных на растворение покрытия по формуле: H = Hк (n-0,5), где Hк – толщина покрытия, снимаемого одной каплей раствора в течение заданного времени; n – число капель, израсходованных на растворение покрытия.
Данный метод применяется для измерения толщины покрытия на деталях больших размеров и определяет на среднюю, а местную толщину покрытий.
Метод прост, но дает значительную ошибку (при толщине 2 мкм и более до 30 %), так как отдельные капли неравноценно растворяют металл.
Струйный метод является разновидностью капельного метода и основан на растворении покрытия раствором, подающимся на поверхность контролируемой детали в виде струи с определенной скоростью.
Толщину покрытия рассчитывают по времени, зартаченному на растворение покрытия: H = Hт · τ, где Hт – толщина покрытия, снимаемая за 1 с, мкм; τ – время, затраченное на растворение покрытия, с.
Для определения толщины покрытия применяют электроструйный прибор (рис. 8.1.). Прибор состоит из капельной воронки 6 с краном 7. К нижнему концу воронки с помощью резиновой трубки 8 присоединяют капиллярную трубку 9, из которой раствор подается на поверхность образца 10. Капиллярную трубку калибруют таким образом, что при температуре 18-20 ˚С и постоянном давлении за 30 с из воронки вытекало (10 ± 1) мл дистиллированной воды. Постоянное давление устанавливают с помощью стеклянной трубки 4, которая вставлена через пробку 3 в горлышко воронки и имеет отверстие 2 для поступающего в воронку воздуха. Нижний конец стеклянной трубки 4 должен находиться в растворе на расстоянии (250 ÷ 5) мм от конца капиллярной трубки.
Рис. 8.1. Электроструйный прибор для определения толщины покрытия
В пробку 3 вставлены термометр 1 и трубка 4, в закрытый конец который впаяна платиновая проволока 5, связанная через источник тока с нульгальванометром, стрелка которого отклоняется при растворении покрытия и появления основного металла или подслоя.
Деталь должна быть изолирована от металлического штатива, на котором установлен прибор, и расположена на расстоянии 4-5 мм от конца капиллярной трубки.
В случае криволинейной поверхности детали угол между поверхностью и осью капилляра равен (45 ± 5)˚.
Данный метод предназначен для быстрого измерения местной толщины одно- и многослойных металлических покрытий, на плоских и цилиндрических поверхностях с площадью не менее 0,3 см3. При этом профиль детали не должен препятствовать стеканию раствора.
Кулонометрический метод основан на анодном растворении участка покрытия с калиброванной поверхностью стабилизированным током. Толщину рассчитывают по количеству электричества, необходимого для снятия металла покрытия. Признаком окончания процесса служит скачок потенциала в момент обнажения основного металла.
Для определения толщины гальванопокрытий применяют гальванометрическую установку, схема который показана на рис. 8.2.
Рис. 8.2. Схема кулонометрической установки для определения толщины гальванопокрытий:
1 – гальваническая ячейка, 2 – источник постоянного тока, 3 – миллиамперметр, 4 – вольтметр,
5 – выключатель, 6 – реверсирующий переключатель
Этим методом можно измерять толщину многослойных покрытий (от 0,1 до 100 мкм) с точностью ± 10 %.
Металлографический метод основан на определении толщины покрытия с помощью микроскопа на поперечном срезе детали.
Для измерения толщины покрытия изготовляют шлиф с поперечным размером покрытия. Плоскость покрытия должна быть перпендикулярна плоскости шлифа. Для предотвращения завалов кромок и для увеличения опорной поверхности шлифа его заливают легкоплавкими сплавами, оргстеклом, полистиролом. Далее срез должен быть отшлифован и отполирован. Обработка шлифа ведется под углом 45˚ к покрытию, а не вдоль или поперек покрытия во избежание «смазывания» металлов.
Металлографический метод применяется для измерения толщины одно- и многослойных металлических покрытий, но достаточно трудоемок и поэтому используется главным образом как арбитражный.
Неразрушающие методы. Метод прямого измерения толщины заключается в измерении размеров детали до и после покрытия с помощью микрометра, индикатора часового типа и др.
Погрешность измерения при данном методе составляет ± 10 мкм, поэтому можно измерять большие толщины покрытий.
Весовой метод основан на взвешивании деталей до и после покрытия и применяется для определения средней толщины однослойных покрытий на мелких деталях. Относительная погрешность метода ± 10 %. При измерении пользуются лабораторными аналитическими весами с погрешностью 0,001 г.
Магнитные методы основаны на принципе вихревых токов, изменении магнитного потока, изменения силы притяжения магнита.
На принципе вихревых токов работает отечественный толщинометр ИТП-1А., предназначенный для измерения толщины гальванических покрытий на стали, а также никеля и серебра на латуни. Метод основан на том, что при помещение детали в переменное электромагнитное поле, создаваемое катушкой индуктивности, в металле появляются вихревые токи. Взаимодействие поля вихревых токов с полем катушки регистрируется с помощью специальных схем и фиксируется стрелочным индикатором, по показаниям которого контролируется толщина покрытия.
Магнитный поток является функцией толщины покрытия. На методе изменения магнитного потока работает отечественный толщинометр МИП-10. Прибор позволяет определять толщину немагнитных покрытий (хром, цинк, кадмий, лакокрасочные покрытия) на ферромагнитных материалах в диапазоне от 0 до 3000 мкм. Использование переносного датчика позволяет измерять толщину покрытия в труднодоступных местах.
На методе изменения силы притяжения магнита к ферромагнитной основе в зависимости от толщины немагнитного слоя основана работа прибора ИТП-5, предназначенного для определения толщины немагнитных покрытий (хром, цинк, медь, кадмий), нанесенных на стальные детали с диапазоном измерения 0-50 мкм.
Для определения толщины покрытия в зависимости от силы притяжения магнита используются номограммы для перевода показаний шкалы измерителя.
При использовании магнитных методов измерения толщины гальванических покрытий между толщиной покрытия и изменением магнитной характеристики нет прямой зависимости и точность определения зависит от точности изготовления эталонных образцов.
Радиометрический метод основан на измерении обратного (отраженного) β-излучения. Приборы, работающие на радиометрическом методе, являются наиболее универсальными. Они позволяют определять малые толщины покрытий на деталях любой формы и конфигурации, но при этом необходимо соблюдать требование, чтобы атомный номер металла покрытия отличался от атомного номера металла основы не менее чем на 2. В отечественной промышленности используется толщинометр «Бетамикрометр» с пределами измерений 0-100 мкм. В качестве излучателя используется изотоп стронция 90Sr. Из зарубежных приборов наибольшее распространение получил «Бетаскоп».
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Способы определения толщины покрытия
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов