Способ контроля толщины металлических покрытий

Способ контроля толщины металлических покрытий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЖЕИНЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ, основанный на измерении термоэлектрического тока, возникающего при приложении нагретого металлического стержня к покрытию на подложке в контуре покрытие - стержень-микроамперметр-покрытие , отличающийся тем, что, с целью упрощения контроля , дополнительно измеряют термоэлектрический ток подложки 3

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЦЮ 01) З1,51) С 01 N 25/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTQPCHCMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3= 3.+(3-3.)(1-е " 1, где L

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОЬРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3583712/24-25 (22) 18.02.83 (46) 23.10.84. Бюл. Р 39 (72) В.М. Голощапов, Г.С. Жданова и А.В. Долин (53) 536.42(088.8) (56) 1. Пркрытия металлические и неметаллические, неорганические.

Правила приемки и методы контроля.

ГОСТ 9.302-79 ЕСЗКС, с. 6.

2. Денель А.К. Дефектоскопия металлов. М., "Металлургия", 1972, с. 303 {прототип). (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ, основанный на измерении термоэлектрического тока, возникающего при приложении нагретого металлического стержня к покрытию на подложке в контуре покрытие — стержень-микроамперметр-покрьггие,отличающийся тем, что, с целью упрощения контроля, дополнительно измеряют термоэлектрический ток подложки 3, термоэлектрический ток металла Зи, используемого в качестве покрытия, а измеренную величину термоэлектрического тока сравнивают с величиной тока, рассчитанной по формуле

Константа, определяемая конструкцией устройства, предназначенного для контроля g термоэлектрического тока, требуемая толщина металлического покрытия.

С:

30 где L — - константа, определяемая конструкцией устройства, предназначенного для контроля термоэлектрического тока, d — требуемая толщина металлического покрытия. 55

Расчетная формула получена в процессе экспериментальных исследований зависимости термоэлектричес1 11202

Изобретение оТНосНТсН к неразрушающему контролю, в частности, толщины металлических покрытий.

Известен гравиметрический способ определения толщины покрытий, основанный на определении массы покрытия путем взвешивания j1) .

Недостатком этого способа является ограниченность его.применения (используется только для деталей 10 небольших размеров).

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ контроля толщины металлических покрытий, основанный на измерении термоэлектрического тока, возникающего при приложении нагретого металлического стержня к покрытию в контуре покрытие " стержень-микроамперметр-покрытие, и последующем 20 сравнении полученного значения тока с термоэлектрическим током, возникающим на эталонном покрытии (2j .

Недостатком известного способа является необходимость изготов- 2 ления эталонных покрытий для проведения сравнительных измерений.

Цель изобретения — упрощение контроля.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля толщины металлических покрытий, основанному на измерении термоэлектрического тока, возникающего при приложении нагретого металлическо35 го стержня к покрытию на подложке в контуре покрытие — стержень-микроамперметр-покрытие, дополнительно ,измеряют термоэлектрический ток подложки Jä, термоэлектрический ток металла 3@, используемого в качестве покрытия, а измеренную величину термоэлектрического тока сравнивают с величиной тока, рассчитанной по формуле

29 2 кого тока от толщины металлических покрытий, нанесенных на различные материалы. В качестве металлических покрытий используются медь, никель и кадмий, а в качестве металлов, на которые наносятся покрытия— сталь СтЗ и латунь Л63.

На чертеже показано устройство для .контроля термоэлектрического тока для осуществления предлагаемого способа.

Устройство состоит из измерительного (горячего) 1 и холодного

2 стержней, микроамперметра 3 (типа M95), переключателя 4, нагревателя S и блока 6 питания.

При включении блока 6 питания с помощью нагревателя 5 происходит разогрев измерительного стержня 1 до 135 С. Измерение термоэлектрио ческого тока производится путем .приложения холодного 2 и измерительного { горячего) t стержней к контролирующему покрытию 7, нанесенному на подложку 8. В точке контакта измерительного стержня 1 с покрытием 7 возникает термо-ЭДС, которая создает термоэлектрический ток в цепи контура измерительный стержень 1 — микроамперметр 3 холодный стержень 2 — покрытие 7 измерительный стержень 1. Переключатель 4 предназначен для измерения направления тока при изменении полярности термо-ЭДС.

Константа устройства, рассчитанная на основании сравнительных измерений толщины различных видов металлических покрытий, проконтролированных термоэлектрическим и весовым методами, составляет L = 1/12.

Контроль толщины металлических покрытий осуществляется следующим образом.

Перед нанесением покрытия измеряют термоэлектрический ток подложки, на которую наносится покрытие, и термоэлектрический ток металла, который используется в качестве покрытия. Далее, зная требуемую толщину наносимого металлического покрытия, рассчитывают по формуле величину термоэлектрического тока, соответствующего данному покрытию.

После нанесения металлического покрытия измеряют его термоэлектрический ток и эту величину сравнивают с величиной тока, рассчитанного по формуле.

120229

Расчетный ток медного покрытия:

Составитель С. Беловодченко

Техред А,Бабинец Корректор N. Леонтюк

Редактор А. Козориз

Заказ 7731/31 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1

Пример 1. Предлагаемый способ используют для контроля никелевого (Н) покрытия толщиной 9 мкм, нанесенного на сталь Ст3.

Предварительно проводится измерение термоэлектрического тока стали Ст3 и никелевого анода, использующегося для нанесения покрытия: .) = -90 10 2 мкА, „= 270 10 мкА.

Расчетное значение термоэлектри ческого тока никелевого покрытия

Н9:.-. = „;(„- „,)(-e " " =1о 10- MKg.

После нанесения никелевого покрытия измеряют термоэлектрический ток покрытия, который составляет )

= 50 10 2, мкА.

Обратный расчет, проведенный на основании формулы, показывает, что толщина нанесенного покрытия составляет 6 мкм. Учитывая, что такая толщина не обеспечивает требуемой коррозионной стойкости изделия, принято решение о наращивании покрытия до 9 мкм. После дополнительного наращивания термоэлектрический ток по поверхности покрытия составляет:

3 = (100 5) 10 мкА. Полученные отклонения являются допустимыми для данного изделия.

Hp и м е р 2. Предлагаемый способ используют для контроля медного покрытия толщиной 9 мкм, нанесенного на диэлектрическую поликоровую подложку.

Термоэлектрический ток поликоровой подложки 3„ = О, медного анода — 3щ = 66 10 мкА.

-2 п (j„- J„)(<- e " -35 10 м A.

После нанесения медного покрытия его термоэлектрический ток составляет 3 = (51 «+ 0,5) 10 мкА.

Обратный пересчет показывает, что толщина нанесенного покрытия 18 мкм, что является недопустимым с точки зрения обеспечения функциональных свойств изделия. Принято решение об уменьшении толщины покрытия путем травления. После стравливания термоэлектрический ток покрытия составляет ) = (35 «+ 0,5)- 10 мкА, что удовлетворяет требованиям конструкции изделия.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет в условиях производства без применения эталонных образцов эффективно контролировать толщину металлических покрытий, нанесенных на любую подложку, при условии, что термоэлектрический ток подложки отличается от термоэлектрического тока металла, использующегося в качестве покрытия, а также контролировать толщину покрытия непосредственно на изделии, что обеспечивает получение требуемой толщины и соответственно необходимой коррозионной стойкости изделия.

Кроме того, оперативный контроль толщины покрытия обеспечивает стабилизацию технологических режимов нанесения покрытий.