Способ контроля качества подготовки поверхности металлов для нанесения покрытия

Способ контроля качества подготовки поверхности металлов для нанесения покрытия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Самоа Советски к

Соцмапистичеекик

Рес уб

<щ658461 (61) Дополнительное и авт. свид-ву— (22) Заявлено24ф177 (2l) 2446192/18-25 с присоединением заявки И— (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 01 N Z7/46

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УЛК 621 317 .7.083.5

{088.8) Опубликовано 250479. Бюллетень Ка 15

Лата опубликования описания 280479 (72) Авторы изобретения

В. Ф. Кочкин, Е. В. Давыдов, В. A. Мыщленникова и И. С. Охрименко (71) Заявитель (54) СПОСОЬ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ

МЕТАЛЛОВ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ

Изобретение относится к области подготовки поверхности металлов для нанесения покрытия, например, электроосаждением лакокрасочных материалов и может быть использовано как для контроля поверхности образца подложки, так и для выбора оптимального режима подготовки поверхности дл я н ан есени я по крыт и я.

Известен способ контроля поверхности металлических деталей, основанный на измерении потенциала между двумя электродами электролитической ячейки, одним электродом которой является контролируемая металлическая деталь, а вторым — катод. Напряжение на электроде является мерой для определения состояния поверхности (1) .

Этот способ позволяет судить о наличии механических и коррозионных повреждений, но не пригоден для контроля и оценки качества подготовки поверхности для покрытия.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ контроля качества поверхности электропроводящего или ,полупроводникового материала, состо,ящий в измерении при постоянных З0 вн ешних услови ях электр одвижущей силы гальванического элемента, образованного контролируемой поверхностью и неполяризующимся электродом, погруженным в очень чистую воду (2) °

Способ предназначен для обнаружения, загрязнений или повреждений: поверхности электропроводящего или полупроводникового материала после механической, химической и др. Обработки перед нанесением покрытия диффузионным и др. методом и может быть .использован для выбора оптимального режима подготовки поверхности для нанесения покрытия. Недостатком этого известного способа является то, что контроль поверхности основан на сравнении кривых измерения ЭДС во времени до обработки заготовки и после нее, или эталонной заготовки и заготовки после обработки. Так как нет прямой зависимости между ЭДС и качеством подготовки поверхности, с помощью этого способа можно лишь количественно оценивать изменение свойств заготовки до и после обработки и нельзя производить КоличеСтвенную оценку качества подготовки поверхности для нанесения покрытия.

Кроме того, значения ЭДС не доста658461 точно точно отражают качественные изменения поверхности мет аллов .

Целью предполагаемого изобретени я является повышение качества подготовки поверхности.

В соответствии с предлагаемым 5 изобретением это достигается эа счет того, что измеряют потенциалы границ области средней пассивности металла, уст анавли вают пот енци ал средней т очки в этой области, измеряют потенциал10 перепассивации образца подложки с обработанной ой дл я н ан есени я покрыти я поверхностью и оценивают степень подготовкии повер хи ости в з ави cHMoc TH от приближения измеренного потенциала перепассивации к потенциалу средней точки и удаления QT потенциалов границ области средней пассивности металла. При этом потенциалы границ области пассивного состояния металла и потенциал перепассивации образца подложки измеряют с помощью пот ен, циостата. При оценке исходят из того, что наилучшие покрытия получаютсяя при пот енци ал ах пер епасси в ации образцов поцложки, расположенных

25 вблизи потенциала средней точки области средпей пассивности (0,010 13) и качество покрытия ухудшается при ( приближении потенциала перепассивации к значениям потенциалов границ области средней пассивности.

Способ контроля качества подготовки поверхности более подробно рассматривается на схеме устройства для выполнения измерений и примере

"выполнения способа.

На чертеже представлена схема потенциостата для измерения потенциалов границ средней пассивности и потенциала перепассивации. 40

Представленный на черетеже потенциостат включает в себя источник задающего напряжения 1 с высокоомным вольтметром 2, усилитель 3, электрохимическую ячейку 4, например, электрохимическую ячейку ЯСЭ-1 с ацетатным буферо 1, миллиамперметр 5, а также помещенные в электрохимическую ячейку хлорсеребрянный электрод сравнения 6 вспомогательный Pt—

О р

50 электрод 7 и исследуемый электрод 8.

Вспомогательный электрод 7 служит для пропускания тока через систему исследуемый электроц — буферный раствор.

В качестве исследуемого электрода

8 в электрохимическую ячей ку 4 помещают образ ец подложки, выполн eHIIblA в виде лопатки.

При потенциостатической поляризации с помощью источника задающего 60 напряжения 1 поддерживают постоянный потенциал исследуемого электрода 8, определяя силу тока как функцию по. тенциала. Ток в цепи поляризации регистрируют с помощью миллиамперметра 5 ..

Контроль качества подготовки. поверхности образца подложки выполняют сл едующим о бр аз ом: и з мер яют пот енциалы границ области средней пассивности металла. При этом, с помощью ьысокоомног0 вольтметра 2 измеряют стационарный потенциал образца подложки (исследуемого электрода) с естественной окисной пленкой при отсутствии поляризующего тока. Источник задающего напряжения 1 устанавливают в соответствии с измеренным значением стационарного потенциала.

3c1 FM на злектрохимичес кую ячейку 4 подают напряжение, давая приращение потенциалу в сторону положительных значений и фиксируют значение тока на ьяллиамперметре 5.Нарушение пассивности металла (нижняя граница средней пассивности) характеризуется возрастанием тока на миллиамперметре

5 выше О. Значение напряжения на вольтметре 2 при этом и будет значением потенциала нижней границы области средней пассивности. йналогично определяют значение потенциала верхней границы области средней пассивности, только измеряют потенциал образ;а поДложки с механической очисткой поверхности. Устанавливают потенIJIIBJI средней точки области средней пассивности . Измеряют потенциал перепассивации образца подложки с обработанной для нанесения- покрытия поверхностью. Измерение этого потенциала производят аналогично измерению потенциала границы области средней пассивности металла образца подложки с естественной окисной пленкой. Напряжение на вольтметре 2 в момент превышения током на миллиамперметре 5 значения О, в данном случае, будет значением потенциала перепассивации образца подложки с обработанной для нанесения покрытия поверхностью ..

Степень подготовки поверхности образца подложки для нанесения покрытия оценивают в зависимости от приближения измеренного потенциала перепассивации к потенциалу средней точки области средней пассивности и удаления от потенциалов границ этой области. При оценке исходят из того, что наилучшие покрытия получаются при потенциалах перепассивации образцов подложек, расположенных вблизи потенциала средней точки области средней пассивности (0,010 В) и качество покрытия ухудшается при прибли>кении потенциала перепассивации к значениям потенциалов границ области средней пассивности. При потенпиалах перепассивации, близких к потенциалу нижней границы области средней пассивности, покрытие не получается.

Пример . Цля подложек из алюминиевого сплава АИг-5 м границы области средней пассивности приходятся на значения потенциалов — 0,675 В и г

Вид подготовки поверхности подложки иэ алюминиевого сг,лава Д16-AT енцнал перепас1

Металл с естественной окисной пленкой

0,652

0,678

О,б76

0,665

Механическая очистка

Фосфатирование

Химическое оксидирование

Хроматирование

0,668

О, 7 36 U. Пот<-.нциал с редедей то: ки данной области приходится на эиа ение — О, 706 В.

Хорошее покрытие методам электроосаждени я получается в пределах 3 и ачений потенциалов перепассивации от

0,696 В до — О, 716 В.

Удовлет Bopèòæiüное tloêpü Tèe получается в пределах значений потенциалов перепассивации от — 0,717 H до — О, 736 В и от — 0,686 В до

0,695 В, 10

Покрытие не получается в пределах значений потенциалов перегассивапиH от — 0,675 В до — 0,685 В.

Предлагаемый способ позволяет с помощью стандартных потенциостатов, например, типа П-5827 м, устанавливатьь, в зависимости от при ближени я к потенциалу средней точки области средней пассивности, пределы =-иачений потенциалов перепассивации обрабатываемых металлов для получения хорошего и удовлетвори ельного покрытия, а также пределы знач;; i:3 потенциалов перепассивации, при которых покрытие не получаетс:я и по иэмеренным потенциалам перепассивации образ- а цов подложек производить количествен— ный контроль степени подготовки поверхности для нанесения ггокрытия.

Предлагаемый способ позволяет = акже выбирать оптимальный вид ;.одготов- ЗО ки поверхности обрабатывае-n=o материала для нанесения покрытия.

Пример . Измеряли потенциалы перепассивации образцов подлез;ек из алюминиевого сплава Д16-AT после, 35 различных видов подготовки поверхности дчя нанесения покрь;тия электроосаждением. Были получены следу.ащие значения потенциалов перепассивации:

Потс-:нциел с:- едией то <ки обл, =х и средней пас. синиосг ги приходится на эначе пле — 0,665 В, которое соответс-.вует потеип..:,:лу пере гассияации обре -ILI,B подложкь посзie химического о ссидирования. Потенциал перепассивации образца подложки после хроматирования близок к значению потенциала средн и точк . Это позволяет сделать вывод о том, то на :.лучшие результаты дают химичсские оксидирование и хрогхатнровани е .

Предлагаемь1й способ позволяет с высокой то ii:oo: ью количественно оцени —..=àr = степень подготовки яоверхности образцов подложек для нанесения покрытия. Гредлагаемый способ позволяe= также выбирать оптимальный вид

=,лодго т ов хи по верхност.„г !:,ет алло в дл я нанесен| я покрытия.

Погрег ность в оценке степени подготовки поверхности в относительных эначен;.-:ях не преклает -2%. о . .,;ла = =-обоеreH; я с:о ос ко-.троля качества подготовки г-:.oçåoõiioorè металлов для нанесения покр:-гтня, основанный на измерении потенц:..ала м=:=.,, электродами электроли=ичес .ой я=o;=.êи, одним иэ которых яв -.яетс:=..ñ=-""::r=ðàëèðóåìàë металлическая деталь,отличающийся тем, «то, с целью псвышени я к ачества подво-. овки поверхности, измеряют потенц.лалы границ области средней пассивности мсэ алла, устанавливают потенциа.—. средней точки в этой области, ,,:.=:-.i авлиВают потенциал перепассива цин образца г,одложки с обработанной для напевен; = —,скрытия поверхностью и оценивают степень обработки поверхности в зав снмости от приближения иэмеренно-о потеяциала перепассивации к потенциалу средней точки и удален . я от и""тенци алов границ области средней пассивности металла.

Исro÷íèêè информации, принятые во внимание прн э кспертнз е

1. Патент ФРГ Р 1537897, 42 к 46/С 4, 1972 .

2. Патент Франции 9 2097325, G 01 Ы 27/00, 1972.

658461 тир 1089 Подписное

ЦНИИПИ Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

3акав 2046/39

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

Составитель И. Фуэеина

Редактор A. Абрамов Техред N. Петко Корректор О. Билак