Способ определения сопротивления скалыванию гальванопокрытия

 

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при определении механических свойств деталей с электролитическим гальванопокрытием, преимущественно с твердым хромовым. Способ определения сопротивления скалыванию гальванопокрытия заключается в изготовлении металлических образцов-свидетелей с электролитическим гальванопокрытием, по которому нагружаемым индентором наносят серию царапин. При этом на каждом из образцов-свидетелей изготавливают поперечный микрошлиф, царапины наносят алмазной четырехгранной пирамидой с заранее определенной нагрузкой и методом царапания по всей толщине гальванопокрытия поперечного микрошлифа перпендикулярно плоскости гальванопокрытия, определяют длину каждой царапины от металла образца до начала ее резкого расширения, определяют усредненную длину серии царапин и толщину гальванопокрытия, а сопротивление скалыванию рассчитывают как усредненную длину серии царапин, выраженную в процентах от толщины гальванопокрытия. Данное изобретение направлено на расширение технологических возможностей способа оценки качества гальванопокрытия при различной его толщине. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при изготовлении деталей машин, конструкций и инструмента из стали, чугуна и других металлов с электролитическим гальванопокрытием, преимущественно с твердым хромовым.

Известны многочисленные способы определения свойств гальванопокрытия, включая функциональные. Однако при эксплуатации деталей машин, конструкций, инструмента наблюдаются нарушения их покрытия, приводящие к вынужденному прекращению эксплуатации, ремонту или забракованию и замене изделий новыми. При этом сдаточный контроль при выпуске изделий предусматривает проверку таких свойств, как, например, прочность сцепления гальванопокрытия, коррозионная стойкость, но совершенно не предусматривает проверку на сопротивление скалыванию, определяющее образование на поверхности изделий рисок, царапин, задиров местных очагов хрупкого разрушения металла покрытия. Такие дефекты хромового покрытия наблюдаются, например, при эксплуатации шаровых затворов газовых кранов, пресс-форм для изготовления изделий из взрывчатых веществ.

Известны способы непосредственного испытания металла царапаньем, но они не предусматривают определение сопротивления скалыванию. Так, ГОСТ 21318-75 предусматривает "Измерение микротвердости царапаньем алмазными наконечниками". ГОСТ 9.302-88 "Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы контроля" предусматривает нанесение сетки царапин (метод рисок) на поверхности гальванопокрытия, однако, с целью определения прочности сцепления по его отслаиванию, к тому же, на хромовое покрытие способ не распространяется.

Известен способ оценки свойств инструментальных материалов по патенту RU 2124715 С1, G 01 N 19/04). При этом по исследуемой поверхности нагружаемым индентором наносится сетка следов (царапин) скрайбирования и определяется расстояние между следами с учетом площади разрушения поверхности. Данный способ принят за прототип.

Недостаток прототипа: не определяется степень разрушения по толщине исследуемого поверхностного слоя.

Задача изобретения: расширить технологические возможности способа применительно к оценке свойств гальванопокрытия по его толщине.

Поставленная задача достигается тем, что изготавливают металлические образцы-свидетели с электролитическим гальванопокрытием, по которому нагружаемым индентором наносят серию царапин, на каждом из образцов-свидетелей изготавливают поперечный микрошлиф, царапины наносят алмазной четырехгранной пирамидой с заранее определенной нагрузкой и методом царапания по всей толщине гальванопокрытия поперечного микрошлифа перпендикулярно плоскости гальванопокрытия, определяют длину каждой царапины от металла образца до начала ее резкого расширения, определяют усредненную длину серии царапин и толщину гальванопокрытия, а сопротивление скалыванию рассчитывают как усредненную длину серии царапин, выраженную в процентах от толщины гальванопокрытия.

Для реализации способа выполняют следующие операции.

1. На образце-свидетеле изготавливают поперечный микрошлиф с соблюдением приемов предотвращения округления кромки шлифа. Для этого используют рекомендации, например, книги: Х. Вашуль. Практическая металлография. Методы изготовления образцов. Пер. с нем. М.: Металлургия. 1988. с.83-98, используют запрессовку в форму, заливку, крепление струбцинами, формовочное прессование. Уменьшают зазоры в сборке образец-форма применением лака, парафина. Для заливки используют искусственные смолы, легкоплавкие сплавы. Иногда наносят буферное покрытие, например, дисперсионным осаждением.

2. Выбирают нагрузку для нанесения царапин четырехгранной пирамидой по ГОСТ 21318-75 такую, чтоб не разрушать гальванопокрытие по всей его толщине.

3. Наносят серию царапин из основного металла через покрытие.

4. На каждой царапине определяют длину Ц (см. чертеж) от основного металла до начала ее расширения по покрытию.

5. Усредняют полученные результаты по серии царапин.

6. Определяют толщину гальванопокрытия на микрошлифе.

7. Рассчитывают сопротивление скалыванию в процентах как отношение усредненного результата длины царапин к толщине покрытия.

Изобретение поясняется схемой и фотографией, см. чертеж.

На чертеже показано определение сопротивления скалыванию хромового покрытия.

Способ проверен при отработке режимов хромирования и отжига чугунных шаровых затворов газовых кранов. Изготавливали образцы - пластины с размерами 8х30х40 мм. После хромирования отжигали часть образцов при стандартной температуре (режим 1, таблица), другие - по режимам 2 и 3. На одной из длинных граней образцов подготовлен микрошлиф и выполнена серия (по 9 штук) перпендикулярных царапин с нагрузкой 0,2 кгс микротвердомера ПМТ-3 ребром четырехгранной пирамиды через всю толщину покрытия, которая равнялась 66 мкм. Микротвердость, определяемая перпендикулярным царапанием по "Способу определения микротвердости на микрошлифе" (патент РФ 2066861, МПК 6 G 01 N 3/46), хромового покрытия после отжига равна H_p0,2: по режиму 1 - 1041, 2 - 1054, 3 - 1139.

В таблице показаны результаты определения искомой длины царапины хромового покрытия.

Для технологического процесса при ремонте шаровых затворов рекомендованы режимы 2 и 3, т.к. они обеспечивают лучшее сопротивление скалыванию хромового покрытия (65,1 и 74,5% соответственно), чем режим 1 (55,6%).

Технический результат реализации представляемого способа заключается в повышении качества гальванопокрытия, повышении его сопротивления скалыванию при эксплуатации с образованием задиров, рисок, царапин, местных очагов скалывания покрытия.

Это позволяет повышать надежность изделий с гальванопокрытием, продлить срок их службы, сократить расходы на восстановительный ремонт, повысить безопасность эксплуатации, например, при прессовании взрывчатых веществ в хромированных пресс-формах. Возможно совмещение определения сопротивления скалыванию гальванопокрытия и его микротвердости царапанием, а также микротвердости металла образца с использованием одних и тех же царапин.

Способ реализуется на стандартном оборудовании.

Формула изобретения

Способ определения сопротивления скалыванию гальванопокрытия, заключающийся в изготовлении металлических образцов-свидетелей с электролитическим гальванопокрытием, по которому нагружаемым индентором наносят серию царапин, отличающийся тем, что на каждом из образцов-свидетелей изготавливают поперечный микрошлиф, царапины наносят алмазной четырехгранной пирамидой с заранее определенной нагрузкой и методом царапания по всей толщине гальванопокрытия поперечного микрошлифа перпендикулярно плоскости гальванопокрытия, определяют длину каждой царапины от металла образца до начала ее резкого расширения, определяют усредненную длину серии царапин и толщину гальванопокрытия, а сопротивление скалыванию рассчитывают как усредненную длину серии царапин, выраженную в процентах от толщины гальванопокрытия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2