SU1714481A1 - Способ контрол качества металлических деталей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологии изготовлени  металлических деталей и можетбыть использовано в электронной, оптической и других отрасл х промышленности при определении качества поверхности металлических деталей, .полученнь1х механообработкой. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей способа за счет обеспечени  контрол  качества поверхности деталей. Дл  этого на поверхность контролируемой детали нанос т слой металла, образующего гальваническую пару с металлом деУали, толщиной 5^ 10 мкм, инициирование поверхности провод т приведением ее в соприкосновение со стандартным раствором, образующим окра- и/енное соединение с ионами металла детали. Количество макродефектов поверхности определ ют по числу окрашенных точек на ней. После зтого провод т повторное инициирование поверхности термоударом, помеща  деталь на 3-5 мин в восстановительную среду при температуре не менее 0,8 от температуры плавлени  наносимого металла, и подсчитывают количество микро- дефектов по числу вздутий, а затем удал ют нанесенный слой металла. 2 ил., 3 табл.(/1G: Изобретение относитс  к технологии изготовлени  металлических деталей и может быть использовано вэлектронной, оптической и других отрасл х промышленности при оценк!^ их качества - дефектов поверхности деталей в виде трещин, открытых пор и газообразующих включений. ;Известен способ цветной дефектоскопии дл  контрол-  дефектов поверхности типа трещин и пор в сварных швах.Перед контролем поверхность тщательно очищают от загр знений, затем на неенанос т краситель, пропитывают им дефекты, удал ют излишки красител  и по числу окрашенных п тен определ ют дефекты поверхности, преимущественно миллиметровых размеров.•Способ имеет низкую чувствительность: даже при существенном усовершенствовании непозвол ет вы вить дефекты размерами менее 0,002 мм, не позвол ет вы вить дефекты а виде газообразующих включений, возникает проблема последующей очистки поверхности деталей от красител . .&00

Description

По изложенным причинам данный способ не примен етс  дл  контрол  дефектов поверхности деталей размерами менеб 0,002 мм, например, возникающих во врем  их механообработки. Размеры дефектов поверхности после механообработки выход т далеко за пределы 0,001 мм.

Известен способ оценки качества поверхности образцов металлов в вакууме путём сканировани  электронным пучком и с последующим учетом числа микроллазменных образований. Согласно этому способу контролируемые поверхности образцов предварительно очищают от различных загр знений , затем помещают в вакуумную камеру, инициируют поверхность путем сканировани  электронным пучком и подсчитывают число микроплазменных образований. По числумикроплазменных образований оценивают поверхностные дефекты.

Однако способ непригоден дл  определени  дефектов поверхности деталей раз1ЛИЧНОЙ конфигурации и размеров из-за принципиальной невозможности иницйированй  путём сканировани  и подсчета плазменнцх образований внутренней и наклонной поверхностей деталей.

Кроме того, способ лабораторный, требует создани  сложного и дорогосто щего оборудовани , в св зи с чем не может быть использован в производстве.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ контрол  качества металлических деталей с защитным покрь(тием, согласно которому контролируемые поверхности детали временно контактируют с пастой или с раствором, пропитанным фильтровальной бумагой и образующим окрашенные соединени  в местах сквозных дефектов защитного покрыти , и по числу окрашенных точек определ ют число дефектов - пор покрыти . Способ прост и приемлем дл  контрол  пористости защитных покрытий деталей из разных металлов, при соблюдении услови : металл детали менее химически стойкий, чем металл покрыти  в контактируемом растворе. Однако способ непригоден дл  контрол  дефектов поверхности самих деталей без покрытий из-за не сности зависимости пористости защитных покрытий от дефектов поверхности самой детали в зависимости от толщины покрытий и режимов испытани .

Кроме того, способ определени  дефектов поверхности по образованию окрашенных точек по мере уменьшени  размеров дефектов малочувствителен из-за замедленности диффузионных процессов в дефектах при комнатной температуре.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей способа за счет обеспечени  контрол  качества поверхности детали.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что на поверхность контролируемой детали нанос т временный слой более химстойкого металла, чем металл детали в испытуемой среде, толщиной 0,005-0,010 мм, затем инициируют макродефекты (Дмак) поверхности детали в виде окрашенных точек, после чего провод т повторное инициирование поверхности термоударом на вы вление микродефектов (Дмик). помеща  деталь на 3-5 мин в восстановительную среду при Уемпературе не менее 0,8 от температуры плавлени  наносимого металла, и подсчитывают число вздутий. После этого удал ют нанесенный слой металла путем селективного травлени , а по сумме окрашенных точек (пот) и вздутий (пмв) оценивают уровень дефектности (Д), т.е. качество поверхности детали. Предлагаемый способ пригоден дл  деталей из различных металлов при наличии на их поверхности более химстойкого покрыти , чем металл детали в растворах, образующих окрашенные соедине и  в дефектах. Эти растворы и режимы их применени  и вестны . Вы вление вздутий термоударом также универсальное.

П РИМ е р 1. Изготовили образцы из стали ОЗВД круглой формы диаметром 32 мм, толщиной 2 мм и трубчатые детали высотой 50 мм, наружным диаметром 40 мм и толщиной стенки 3 мм. Часты из общего количества образцов и детали после обезжиривани  и травлени  (обезжиривание трихлорэтилен , г 6 мин, щелочный раствор, г/л: NaOH 60; МааСОз 35; Ма25Юз 10; А/дм, , г 3 мин; в растворе, г/л: травление HaSO/i 100; NaCI 150; катапин 5; , мин) покрывали медью толщиной 2-15 мкм из электролита , г/л: CuSO4-5H20 50; Na4P:207 х хЮНаО 240; КМОз 15; рН 7,5, t 55C. А/дм.

Образцы из медного покрыти  без подложки , которые были Необходимы дл  вы снени  веро тности вздути , от термоудара самого покрыти , изготавливали осаждением меди на поверхность алюмини  с последующим стравливанием подложки. Вы вление окрашенных точек проводили методом наложени  фильтровальной бумаги , пропитанной раствором, г/л: (СМ)б 10; NaCl 20; f 5 миц. После вы влени  числа окрашенных в синий цвет точек пот детали подвергали термоудару при температуре 800 (0,7), 900 (0,8). 1000(0,9), 1083(1,0)

и 1200°С (1,1) и времени 1, 2, 3, 4, 5 и 7 мин дл  каждого значени  температуры. Затем проводили учет числа микровздутий покрыти  Пмв и по сумме пот+Пмв Д определ ли количество дефектов поверхности.

При толщине покрыти  менее 0,005 мм образован;и  вздутий от термоудара практически не происходит, а Сувеличениём толщины (более 0,010 мм) наблюдаетс  тенденци  к нестабильности числа вздутий. В интервале температур 0,8 практически отсутствует по вление вздутий в покрытии . В области толщин покрыти  0,005-0,010 мм значение Д в среднем составл ет 60 шт./см, а дефекты, вь1 вленные базовым способом, колеблютс  в интервале 40-80 шт./см. Вли.чние продолжительности термоудара т на число вздутий неоднозначно: при г 3 мин цель практически не достигаетс , а при т свыше 5 мИн увеличиваютс  энергозатраты и веро тно диффузионное перемешивание атомов металла детали и металла покрыти , что затрудн ет полное удаление металла покрыти  после контрольных операций. На поверхности покрыти  без подложки и металла детали без покрыти  пузырени  от термоуда1ра не происходит.

После проведени  экспериментов медное покрытие удал ли с поверхности стали в известном растворе, г/л: СгОз 300: (NH4)2S04 120: t 18-25°C, мин.

На фиг. t и 2 показан максимум образовани  окрашенных точек на поверхнбсти покрыти  в местах расположени  макродефектов и вздутий в местах располомсени у микродефектоа поверхности детали соответственно , установленный микроскопическим исследованием.

На фиг. 1 обозначены нанесенный металл 1, микродефект 2, макродефект 3, газообразующие включени  4. металл 5 детали, на фиг, 2 - нанесенный металл 6, вздути  7 после термоудара, металл 8 детали. П р и м е р 2. Размеры и формы образцов и деталей те Же, что ив примере 1. (Иатериал детали - медь марки МБО, покрытие- никель. Обезжиривание: состав и режимы не отличаютс  от примера 1. Травление в растворе, мл: H2S04 500; НЫОз 500; NaCI 5, , мин. Покрытие гальваническим никелем осуществл ли s растворе, г/л: НзВОзЗО; 210: NiCIa 60j рН 5.5, t 20C, А/дм. Растаор дл  вы влени  окрашенных точек - макродефектов и режимы аналогичны примеру 1 с той {разницей, что 8 данном случае окрашенные точки имеют красно-бурый цвет. Режимы термоуДара: 0.7; 0,8; 0.9; 1,0 и 1,1 от температуры плавлени  меди. После испытани  никелевые покрыти  с поверхности меди удал ли в известном растворе, содержащем 500 г/л H2SO4 и 7,5 г/л глицерина, А/дм. t 20C.

Число дефектов на поверхности деталей из меди существенно меньше, чем на поверхности деталей из стали. Режимы контрол  не отличаютс  от режимов контрол  дефектности Стальных деталей.

П р и м е р 3. Размеры и формы образцов и деталей те же, что и в примерах 1 и 2. Материал детали - никель, покрытие - гальваническа  медь. Процесс обезжиривани  аналогичен обезжириванию в примерах 1 и

2. Травление деталей осуществили в растворе , мл: НМОз 330; HCI330; НаО 340; t-80°C, т 30 с. Технологи  осаждени  медного покрыти , вы влени  окрашенных точек, режимов термоудара и удаление покрыти 

после контрол  не отличаютс  от данных, приведенных а примере 1, разница заключаетс  в том, что в данном случае окрашенные точки вы вл ютс  в виде желтых точек на красно-буром фоне.,

Результаты приведены 8 табл. 1-3.

Предложенный способ, как и прототип, пригоден дл  деталей из различных металлов .. При этом при вь1боре временного покрыти  необходимо учитывать, что металл

покрыти  не должен быть склонным к саморастрескиванию от внутренних напр жений (предел дл  Си 160 МПа. дл  N1 300 МПа и т.д.), не долженобразовывать с.Метал лом детали легкоплавкой эвтерики ц относительно легко должен селективно стравливатьс  с поверхности детали после контрол .

Режимы: по толщине 0-005-0.010 мм, ,8 tnn t гпл и мин, как показывают

опыты, приемлемы дл  различных сочетаний металлов детали и покрыти  при предложенном способе.

Claims (1)

1. Формула изЬбретени  Способ контрол  качества металлических деталей, включающий нанесение на их поверхность покрыти  и приведение его в контакте раствором, образующим окрашенное соединение в местах дефектов с последующим определением количества

   дефектов по числу окрашенных точек. QT-V л и ч а ю щий ей тем, что. с целью расширени  функциональных возможностей способа за счет обеспечени  контрол  качества поверхности дета|ли, контролируемую деталь помещают в восстановительную среду при температуре не менее 0,8 от температуры плавлени  нанесенного покрыти , выдерживают в течение 3-5 Мин и дополнительно определ ют число микровздутий

   иа покрытии, после чего его удал ют, причем в качестве покрыти  используют слой

   электроположительного металла толщиной 5-10 мкм.

   Таблица1

   Таблица 2

   Таблица 3

   8

   1