книги из ГПНТБ / Сидорова А.В. Лаборатория полиграфического предприятия

Капельный метод позволяет определять местную тол­ щину, т. е. толщину слоя на определенном участке по­ верхности изделия, и заключается в растворении слоя по­ крытия на заданном участке последовательно наносимы­ ми каплями растворителя. Каждая капля выдерживается определенное время до обнажения основного металла. Не­ достатки метода: отдельные капли неравноценны в отно­ шении количества растворяемого ими металла, испыта­ ние продолжается длительное время, особенно при испы­ тании покрытий большой толщины.

Принцип определения заключается в следующем: на обезжиренную промытую и высушенную фильтроваль­ ной бумагой поверхность наносят каплю соответствую­ щего раствора и выдерживают на поверхности никеле­ вых покрытий — 30 сек, медных и цинковых — 1 мин. Затем каплю удаляют ватой или фильтровальной бума­ гой, насухо вытирают и на то же место наносят следую­ щую каплю свежего раствора.

Капли продолжают наносить до обнажения основно­ го металла или предыдущего слоя покрытия (при биме­ таллических формах), что устанавливают по изменению окраски в месте нанесения капель. Толщину покрытия на данном участке h определяют по формуле:

h = {n— 0,5)//.,.,

где п — количество капель растворителя, израсходован­ ного при испытаниях;

hK— толщина покрытия, снимаемая при данной тем­ пературе одной каплей в течение 1 мин.

Таблица 7—8

Растворы, применяемые для определения толщины

Таблица 9

Зависимость скорости растворения покрытия от температуры при испытании капельным методом

Струйный метод, как и капельный, служит для опре­ деления местной толщины покрытия, но более точен и менее длителен. При использовании струйного метода толщину покрытия можно определить либо по продол­ жительности действия раствора путем прямого наблю­ дения и нульметодом, либо по объему израсходованного раствора.

В первом случае участок покрытия растворяется под действием раствора, вытекающего с определенной ско­ ростью и падающего на покрытие в виде струи. Расчет толщины покрытия производят по времени, затраченно­

нию цвета металла при прямом наблюдении или по от­ клонению стрелки гальванометра в случае применения

присоединена капиллярная трубка длиной 120±5 мм с внутренним диаметром 1,5—2 мм. Нижний конец наруж­ ного диаметра трубки не более 2 мм. Капиллярная труб­ ка калибруется таким образом, чтобы при полном от­ крывании крана и при постоянном давлении за 30 с из воронки выливалось 10± 0,1 мл дистиллированной воды при температуре 18—20° С. Постоянство давления до­ стигают с помощью стеклянной трубки с пробкой, встав­ ленной в горлышко воронки. На трубке имеется отвер­ стие для воздуха, поступающего в воронку. Нижний ко­ нец стеклянной трубки должен находиться в растворе

создается разряжение, вследствие чего воздух через от­ верстие засасывается в воронку, таким образом поддер­ живается постоянное давление.

Перед работой воронку на 3/4 ее объема наполняют приготовленным раствором, открывают кран воронки и заполняют капиллярную трубку. Горлышко воронки плотно закрывают резиновой пробкой, открывают вновь кран и дают возможность раствору вытекать из ворон­ ки до тех пор, пока не начнется равномерное засасыва­ ние пузырьков воздуха в воронку через трубку, что ука­ зывает на установившееся постоянное давление в ней.

Прибор укрепляют на штативе так, чтобы кончик ка­

45—50°. В момент открывания крана включают секундо­ мер и проверяют, не изменилась ли окраска поверхности в месте падения струи, затем снова открывают кран и включают секундомер. Это повторяют несколько раз до тех пор, пока не изменится окраска поверхности. Число секунд, в течение которых действует струя, суммируют.

Примечание.

По данной формуле рассчитывается толщина ни­ келевых покрытий без введения в состав ванны нафталиндисульфокислоты; с содержанием в ванне 2,6— 2,7 нафталиндисульфокислоты толщину никелевого слоя определяют по формуле:

h t = l,4t( t.

Прибор для контроля электроструйным нульметодом аналогичен прибору для контроля струйным методом с прямым наблюдением. В пробку, закрывающую ворон­ ку, вставлена вторая стеклянная трубка, в закрытый конец которой впаяна платиновая проволока. Нижний конец стеклянной трубки должен находиться в растворе на расстоянии 250±5 мм от конца капиллярной трубки. Внешняя ЭДС — батарея сухих элементов — подключе­ на потенциометрически навстречу ЭДС ячейки (плати­ на — раствор — испытуемый образец), гальванометром служит нуль-прибор. Клемма прибора «плюс» подклю­ чена к платиновому электроду, а «минус» — к испытуе­ мому образцу. Выключают батарею, открывают кран, включают секундомер и быстро приводят в нулевое по­ ложение стрелку гальванометра. Секундомер останавли-

Таблица 11

Зависимость скорости растворения покрытия от температуры (при определении струйным методом по продолжительности действия раствора)

вают в момент отклонения стрелки гальванометра и за­ крывают кран. Толщину рассчитывают по приведенной выше формуле.

Для определения толщины покрытия струйнообъем­ ным методом применяется прибор, состоящий из бюрет­ ки емкостью 50 мл с ценой деления 0,1 мл и стеклян­ ным краником, к которому снизу на резиновой трубке

прикрепляют капиллярную трубку длиной 55±5 мм с внутренним диаметром 1,5—2 мм. Капиллярную трубку калибруют по воде, как было сказано выше. Перед ис­ пытанием бюретку наполняют раствором до нулевого деления, затем открывают кран и пускают струю раство­ ра до изменения окраски образца, периодически закры­ вая кран и наблюдая за изменением окраски. Первое определение считается ориентировочным, поэтому про­ верку повторяют дважды на соседних участках поверх­ ности.

Расчет ведут по формуле: h = h vV,

где V — объем раствора, затраченный на растворение покрытия, мл;

ht, — толщина покрытия, снимаемая 1 мл раствора.

Примечание.

При контроле толщины никелевых покрытий, по­ лученных из электролитов, содержащих 2,6—2,7 нафталиндисульфокислоты, расчет ведут по формуле

Метод прямого измерения заключается в изменении размеров формы (или образца) до и после покрытия с помощью микрометра или оптиметра.

При определении толщины покрытия путем взвеши­ вания до и после покрытия расчет ведут по формуле:

соответствует следующей толщине осадков: никеля — 11,5; меди — 11,2; цинка — 14,3; хрома — 15,4 мкм.

Магнитные методы — отрывной и индукционный. От­ рывной магнитный метод основан на измерении силы от­ рыва постоянного магнита или величины тока при отры­ ве электромагнита от поверхности испытуемой детали. Индукционный магнитный метод основан на измерении магнитного потока, проходящего в сердцевине электро­ магнита. Измеренная сила притяжения магнита или ве­ личина магнитного потока является функцией толщины покрытия.

В литературе описано большое количество различ­ ных типов магнитных толщиномеров. К группе отрывных приборов относится прибор ИТП-5. Наиболее универ­ сальными являются методы измерения толщины покры­ тия по различию удельных сопротивлений и магнитных проницаемостей основы и покрытия. Так, прибор типа УТПС, основанный на этом принципе, позволяет изме­ рять толщину никелевых покрытий на любой основе. С помощью прибора УТП можно произвести измерение толщины любых покрытий на металлической основе и металлических покрытий на диэлектриках, а также не­ магнитных покрытий на немагнитной основе. К этой же

Радиоактивный метод определения толщины покры­ тия основан на обратном рассеянии (отражении) ß-из-

лучения. Мерой интенсивности отраженного (рассеян­ ного) излучения служит ток, возникающий в ионизаци­ онной камере.

С увеличением толщины основного металла (изде­ лия) интенсивность отраженного ß-излучения (ионизаци­ онный ток) растет сначала линейно, затем рост начинает замедляться и наступает насыщение. Значение толщины насыщения определяется физической природой отража­ теля и энергией излучения.

При увеличении атомного номера отражателя интен­ сивность отраженного излучения также увеличится.

Для использования отраженного ß-излучения тре­ буется наличие трех условий:

1)толщина детали должна быть больше толщины насыщения;

2)толщина покрытия должна быть меньше толщины насыщения;

3)атомный номер металла покрытия должен отли­ чаться от атомного номера металла основы не менее, чем на 2.

Для измерения толщины гальванопокрытий может быть использован прибор 2КГП.

Определение пористости покрытия

Первый метод. Для выявления пор испытуемый об­ разец обрабатывают специальным раствором, который, не действуя на металл покрытия, реагирует через поры с металлом основы, образуя хорошо видимые продукты реакции. Универсальным реагентом является раствор красной кровяной соли КзРе(СЫ)6 (железосинеродис­ тый калий).

На обезжиренную, промытую пластину образца на­ кладывают фильтровальную бумагу, смоченную раство­ ром (хранят раствор в темном месте) следующего со­ става: 10 г/л — железосинеродистого калия, 20 г/л — хлористого натрия. Фильтровальную бумагу дополни­ тельно смачивают сверху раствором.

Для подсчета числа пор фильтровальную бумагу с отпечатками пор высушивают и кладут под стекло, на котором нанесена сетка с квадратами, равными 1 см2. Подсчитывают число пор в каждом квадрате и опреде­ ляют среднюю величину.

Второй метод (визуальный). Исследуют поверхность

с помощью лупы или на микроскопе МИС-11 и сравни­ вают с эталоном.

Третий метод. Покрытие обрабатывают специальной пастой, затем с него получают отпечаток на фотобумаге. Получение отпечатка основано на взаимодействии сер­ нистого натрия, содержащегося в пасте с бромистым се­ ребром фотобумаги, в результате чщо образуется сер­ нистое серебро (черный цвет). Для получения достаточ­ но четкого отпечатка пасту необходимо тщательно уплотнить в каналах и порах и полностью удалить с го­ ризонтальных площадок (втереть). Состав пасты следу­ ющий: 15 мл сернистого натрия, 10 г талька, 2 капли гли­ церина.

Для покрытий с небольшой пористостью применяют 20%-ный раствор сернистого натрия, для покрытий с чис­ лом пор более 20% — 50%-ный раствор. Тальк можно заменить мелом, графитом.

Степень пористости покрытия определяют (в %) пу­ тем подсчета количества горизонтальных площадок (плато), приходящихся на единицу поверхности (напри­ мер, хромового покрытия) с помощью стеклянной мик­ рорешетки, разделенной на квадратные миллиметры.

Четвертый метод (фотографический) заключается в фиксировании прохода через гальванофольгу толщиной 2—5 мк луча света на фотобумагу высокой чувствитель­ ности. Степень пористости определяют по числу темных крапин.

Пятый метод применяется для определения маслоем­ кости покрытий. Вес масла (цилиндровое № 2), впитав­ шегося в покрытие, определяют путем взвешивания по­ крытия до и после пропитки, время пропитки 1—1,5 ч при t = 80°. Образец погружают в масло. После пропит­ ки масло с поверхности снимают сухим тампоном.

Контроль прочности сцепления покрытия с основой

Первый метод. Если образцом является офсетная пластина, ее изгибают под углом 90 или 180° несколько раз до излома. С помощью лупы исследуют линию изло­ ма. Сцепление считается хорошим, если прочная связь покрытия с основным металлом сохранилась на 95% длины излома. Допускается образование мелких про­ дольных и поперечных трещин.