Способ изготовления датчиков методом гальванического меднения для контроля циклических деформаций

Способ изготовления датчиков методом гальванического меднения для контроля циклических деформаций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДАТЧИКОВ МЕТОДОМ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО МЕДНЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ .ЦИКЛИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ , заключающийся в том, что металлическую пластинку подвергают гальваническому меднению в электролите , содержащем CuSO. и H.SO., снимают с пластины полученное покрытие и разрезают его на части, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа при одновременном повышении чувствительности получаемых датчиков, меднение проводят в электролите следующего состава: 125-250 г/л по CuSO(j-5H20, 20-70 г/л по H,S04 при плотности тока от 100 А/м до предельной катодной диффузионной плотности тока и темпера1туре до получения покрытия толщиной 5-30 мкм. (Р оа

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ4ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 В 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /„:;.

М ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»»

ГОСУДАРСТВЕННИЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3748476/25-28 (22) 07.06.84 (46) 15,.11.85. Бюл. У 42

-(71) Курганский машиностроительный институт .(72) E .È. Иванов, А.Ю. Розенберг, А.Г.. Рябухин и В.Н. Сызранцев (53) 531.781.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1032328, кл. G 01 В 7/18, 1981. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДАТЧИКОВ МЕТОДОМ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО МЕДНЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦИКЛИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИй, заключающийся в том, что металлическую пластинку подвергают

„„SU„„11917 О A гальваническому меднению в электролите, содержащем CuSO и Н 80 снимают с пластины полученное йо- крытие и разрезают его на части, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа при одновременном повышении чувствительности получаемых датчиков, меднение проводят в электролите следующего состава: 125-250 г/л по CuSo< 5Н20, 20-70 г/л по Н ЯО при плотности тока от 100 А/м до предельной катодной диффузионной плотности тока и температуре 3-409С до получения покрытия толщиной 5-30 мкм.

1191730

Изобретение относится к измерительной технике для контроля уровня накопленных в деталях машин устапостных повреждений при циклическом нагружении методом гальванических покрытий.

Цель изобретения — упрощение способа при одновременном повышении чувствительности получаемых датчиков.

На фиг. 1 изображена схема установки для реализации способа; на фиг. 2 — экспериментальные данные испытаний датчиков, изготовленных предлагаемым способом в сравнении 15 с известными данными.

Установка содержит электролизер

1 с размещенными в нем цилиндрическим анодом 2 и катодом 3, которые подключены к источнику 4 постоянного 20 регулируемого тока. Кроме того, в цепь включен амперметр 5. Электродвигатель 6 постоянного тока обеспечивает вращение катода 3 с регулируемоД скоростью. Термостат 7 поддер- 25 живает постоянную заданную температуру электролита в течение электролиза ..

Способ осуществляется следующим образом.

По общепринятой методике готовят электролит, выбирая концентрации Cu$04 5HgO в пределах 125.250 г/л, Н2$0 - 20-70 г/л, и заполняют нм цилиндрический электроли- 35 зер 1. Из электролитической меди изготавливают. цилиндрический полый анод 2 диаметром на 5-15 мм меньше, чем диаметр электролизера 1. Анод 2 обезжиривают, протравливают, промы- 40 вают дистиллированной водой и помещают в электролизер 1. Катод 3 выполняют в виде цилиндра из нержавеющей стали, поверхности его оснований, на которые медное покрытие не наносят, изолируют накладками иэ пластмассы. Боковую рабочую поверхность площадью 0,5 -10 м и более шлифуют, обеэжиривают, промывают. После этого катод 3 закрепляют на оси привода электродвигателя 6 и помещают в электролизер 1 концеНтрически к аноду 2. Приводят катод 3 во вращение с фиксированной скоростью, что обеспечивает установ- ление одинакового гндродинамического режима по всей рабочей поверхности, стандартизацию условий по поверхности. Это повышает однородность, воспроизводимость получаемого покрытия по всей площади. Кроме того, вращение катода 3 позволяет увеличить допустимую плотность тока и, следовательно, производительность.

Гальваническое меднение проводят при фиксированных значениях температуры и плотности тока, выбранных в пределах соответственно 3-40 С и

100 А/м — предельная катодная диффузионная плотность тока. Последнюю определяют по известной методике заранее в предварительных опытах.

Электролиз проводят до получения покрытия толщиной 5-30 мкм.

По окончании электролиза катод

3 с нанесенным покрытием извлекают из электролизера 1, промывают дистиллированной водой и сушат струей холодного вбздуха. Полученное медное покрытие снимают с катода 3 и разрезают на отдельные части, используемые в качестве датчиков °

Примеры результатов экспериментальных испытаний датчиков, изготовленных по предлагаемому и известному способам, представлены на фиг. 2 в виде графиков зависимостей между предельной деформацией появления первых пятен, являющейся критерием чувствительности датчика, и числом циклов переменных напряжений N. Экспериментальные образцы были изготовлены из стали 45 (ГОСТ 1050-74 ), чистота обработки поверхности образцов соответствовала R„ 0,16-0,19 мкм. Модуль сдвига составлял С=8,2 10 MIIa.

Кривая 1 на фиг. 2 соответствует датчикам, изготовленным по известному способу, кривые 2-7 — изготовленным по предлагаемому способу в различных условиях: 2 — соответствует меднению в электролите

CuSO4 5HgO — 200 г/л и Н $0

50 г/л при 40 С и плотности тока

2800 А/м (предельная катодная диффузионная плотность тока), толщина покрытия 10 мкм; 3 — Сц$04 5Н О

250 г/л, Н $04 — 70 г/л, температуре 25 С и плотности тока 800 А/м, толщина покрытия 5 мкм, 4 — Cu$04.х

«5Н О вЂ” 250 г/л, H $0 < — 70 г/л, температуре 25 С и плотности тока

800 А/м ; толщина покрытия 30 мкм;

5 — Сц$04 5Н О вЂ” 125 г/л, Н $04

20 г/л, температуре 3 С и плотнос3. 1 ти тока 100 А/м, толщина покрытия

10 мкм; 6 — CuS0< 5Н О вЂ” 200 г/л >

Н SO — 70 г/л, температуре 12 С и плотности тока 800 А/м, толщина покрытия 10 мкм; 7 — CuSO@ 5H O

250 г/л, Н SO - 50 г/л, температуре

12 С и плотности тока 800 А/м толщина покрытия 10 мкм.

Кривые, соответствующие датчикам, изготовленным по предлагаемому способу (2-7) расположены под кри,вой известных датчиков 1 . При той

:же базе испытаний датчики, изготовленные lID указанному способу, реагируют на меньшие деформации, они обладают большей чувствительностью.

Наибольшее повьппение чувствитель17

4 5 д

44аио уомло8 Лб /Ю

Фиа,2

Составитель Н. Добромыслов

Редактор Л. Авраменко Техред О.Неце Корректор М. Демчик

Заказ 7146737 Тираж 650 Подпйсйое

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

15 ф

Ъ

Ь

% 13

Ф 4

191730 4 ности (до 357.) соответствует датчикам, полученным в условиях, отве" чающих кривым. 6 и 7.

Таким образом, изменение состава электролита и режима меднения .позволяет существенно упростить ,способ изготовлейия датчиков при одновременном повышении на 5-35Х их чувствительности. Достигаемый эффект

1Î расширяет область использования гальванических датчиков для конт- ,роля малых циклических деформаций, уменьшает продолжительность усталостных испытаний. Простота и тех1 .нологичность способа создают благоприятные условия для его промышленной реализации.