PL214075B1 - Sposób pomiaru grubosci cienkich powlok - Google Patents

Abstract

Istota sposobu, w którym do próbki przykłada się prostopadle kulkę o średnicy D i przez wprowadzenie kulki (K) w ruch obrotowy wykonuje się w próbce szlif, po czym za pomocą mikroskopu mierzy się średnice szlifu wewnętrzną Cw i zewnętrzną Cz a grubość G mierzonej powłoki wylicza się ze wzoru: G = 1/2[(D2 - Cw2)1/2-(D2 - Cz2)1/2, gdzie D oznacza średnicę kulki, polega na tym, że próbkę (P) i jednocześnie kulkę (K) mocuje się wahliwie, przy czym napędową rolkę (R) wprowadza się w mimośrodowy ruch obrotowy a kąt nachylenia kulki (K) i próbki (P) dobiera się odpowiednio do odporności powłoki na zużycie przez tarcie, po czym na uzyskanym liniowym szlifie dokonuje się pomiaru grubości powłoki w różnych punktach szlifu.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru grubości cienkich powłok, stosowany na przykład do kontrolowania twardych powłok dyfuzyjnych wytwarzanych na powierzchniach części maszyn i narzędzi do obróbki skrawaniem i obróbki plastycznej.

Znane jest, na przykład z polskiego zgłoszenia wzoru użytkowego nr W-96876 urządzenie do pomiaru grubości cienkich powłok charakteryzujące się tym, że w podstawie ma zamocowany uchwyt próbek oraz jarzmo, w którym zamocowana jest rolka napędowa, zaś pomiędzy rolką i próbką usytuowana jest kulka. Zgodnie z tym urządzeniem pomiar grubości cienkich powłok, polega na tym, że do próbki zamocowanej nieruchomo i w płaszczyźnie poziomej przykłada się prostopadle kulkę o średnicy D i przez wprowadzenie kulki w ruch obrotowy wykonuje się w próbce szlif, po czym za pomocą mikroskopu mierzy się średnice szlifu wewnętrzną C_w i zewnętrzną C_z a grubość G mierzonej powłoki wylicza się ze wzoru:

G = 1/2 [(D²-Cw²) 1/2-(D²-Cz²)^1/2

Taki sposób nie zapewnia utrzymywania przez cały czas pomiaru wymaganego, możliwie stałego, jednostkowego nacisku kulki na próbkę. Podczas pomiaru zwiększa się bowiem powierzchnia przyporu kulki na próbkę.

Celem wynalazku było opracowanie sposobu pomiaru grubości cienkich powłok umożliwiającego zmianę nacisku kulki na próbkę w zależności od odporności próbki na zużycie przez tarcie i jednocześnie dającego informację o równomierności grubości powłoki.

Istota sposobu pomiaru grubości cienkich powłok polegającego na tym, że do próbki przykłada się prostopadle kulkę o średnicy D i przez wprowadzenie kulki w ruch obrotowy wykonuje się w próbce szlif, po czym za pomocą mikroskopu mierzy się średnice szlifu wewnętrzną C_w i zewnętrzną C_z a grubość G mierzonej powłoki wylicza się ze wzoru:

G = 1/2[(D²-Cw²) 1/2-(D²-Cz²)^1/2, gdzie D oznacza średnicę kulki, polega na tym, że próbkę i jednocześnie kulkę mocuje się wahliwie, przy czym napędową rolkę kulki wprowadza się w mimośrodowy ruch obrotowy a podczas pomiaru odporności powłoki na zużycie przez tarcie zmienia się kąt nachylenia kulki i próbki odpowiednio do zmian powierzchni przyporu kulki na próbkę.

Wahliwe zamocowanie całego układu „kulka-próbka” umożliwia zmianę kąta nachylenia tego układu powodującą zmianę składowej siły nacisku działającej na próbkę, co umożliwia zachowanie stałości jednostkowego nacisku na próbkę pomimo zmienności powierzchni przyporu kulki na próbkę. Natomiast mimośrodowy ruch obrotowy rolki powoduje wykonanie na próbce szlifu liniowego, co umożliwia pomiar grubości próbki nie tylko w jednym punkcie ale na całej długości szlifu. Taki pomiar informuje więc o równomierności pokrycia materiału powłoką.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono bliżej w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat urządzenia pomiarowego do realizacji wynalazku o wahaczu usytuowanym pod mniejszym kątem do pionu, fig. 2 przedstawia schemat urządzenia pomiarowego do realizacji wynalazku o wahaczu usytuowanym pod większym kątem do pionu, a fig. 3 - sposób mimośrodowego zamocowania rolki na wałku napędowym silnika.

Próbkę P z jej uchwytem U oraz rolkę R napędzającą kulkę K o średnicy D i ciężarze F zamocowano sztywno do wahacza W osadzonego obrotowo w podstawie B, przy czym za pomocą śruby S1 dobrano kąt nachylenia wahacza W do odporności badanej powłoki na zużycie przez tarcie. Przy mniejszej odporności powłoki na tarcie stosowano mniejszą prostopadłą składową N1 ciężaru F kulki Kj a przy większej odporności powłoki na tarcie stosowano większą prostopadłą składowa N2 ciężaru F_kulki K. Rolkę R napędzano wałkiem napędowym O. Między próbkę P i rolkę R swobodnie wprowadzono kulkę K i wprowadzono ją w ruch obrotowy. Po wykonaniu dostatecznie głębokiego szlifu zmierzono za pomocą mikroskopu wewnętrzną średnicę Cw szlifu i zewnętrzną średnicę Cz szlifu, po czym grubość G mierzonej powłoki wyliczono ze wzoru G= 1/2 [(D²-Cw²) 1 /2 - (D²-Cz²)^1/2. Następnie na uzyskanym liniowym szlifie dokonano pomiaru grubości powłoki w różnych punktach szlifu. Przez zwolnienie śruby S2 i obrócenie czopa C można zmienić wielkość mimośrodowego zamocowania rolki R wydłużając tym samym lub skracając długość szlifu.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób pomiaru grubości cienkich powłok polegający na tym, że do próbki przykłada się prostopadle kulkę o średnicy D i przez wprowadzenie kulki w ruch obrotowy wykonuje się w próbce szlif, po czym za pomocą mikroskopu mierzy się średnice szlifu wewnętrzną C_w i zewnętrzną C_z a grubość G mierzonej powłoki wylicza się ze wzoru: G = 1/2 [(D -C_w )1/2-(D -C_z ) , gdzie D oznacza średnicę kulki, znamienny tym, że próbkę P i jednocześnie kulkę K mocuje się wahliwie, przy czym napędową rolkę R wprowadza się w mimośrodowy ruch obrotowy a kąt nachylenia kulki K i próbki P dobiera się odpowiednio do odporności powłoki na zużycie przez tarcie, po czym na uzyskanym liniowym szlifie dokonuje się pomiaru grubości powłoki w różnych punktach szlifu.