ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки

Внутренние напряжения оказывают значительное влияние на такие важные эксплуатационные свойства покрытий, как усталостная прочность, износостойкость, прочность сцепления с основным металлом и др.

Среди большого количества различных механических методов для определения внутренних напряжений в электролитических покрытиях наибольшее применение в настоящее время нашел метод изгиба плоского катода. Однако он дает плохую воспроизводимость результатов, и величина напряжений определяется с большой погрешностью.

Наиболее эффективен метод растяжения-сжатия ленточного катода. Условия, при которых происходит осаждение металла, остаются постоянными в течение всего опыта, а результаты измерений легко поддаются математической обработке. Исследования проводятся на специально разработанной установке.

В процессе электролиза осаждаемый металл равномерно распределяется по поверхности катода и вызывает его удлинение или укорачивание. В качестве катода использовалась пластина из полосовой стали 45 толщиной 0,2 мм, шириной 10 мм, с рабочей длиной 80 мм. Для предотвращения продольного изгиба необходимо предварительное натяжение ленты, которое осуществлялось с помощью грузика весом 70…80 г посредством медной проволоки диаметром 0,12 мм.

Электролитическая ячейка устанавливалась на подвижный столик микротвердомера ПМТ-3 , и с помощью окулярного микрометра производился отсчет деформации катода по перемещениям тонкой медной проволоки, соединенной с ним.

По полученным результатам строилась кривая для выявления зависимости деформации ленточного катода от толщины покрытия (dl-t).

Величина внутренних напряжений определялась по формуле:

гдеs- действительное внутреннее напряжение, Н/м ²;

e _k- модуль упругости материала катодной ленты, Н/м ²;

h- толщина катодной ленты, м;

l- рабочая длина катодной ленты, м;

n_k- коэффициент Пуассона материала катодной ленты;

e _n- модуль упругости осажденного металла, Н/м ²;

t- общая толщина покрытия, м;

n_n- коэффициент Пуассона осажденного металла;

dl- абсолютное удлинение катодной ленты, м.

Необходимые для расчета внутренних напряжений производные получаются графическим дифференцированием опытной кривой (dl-t).

Практическое применение описанного метода позволило значительно повысить точность определения внутренних напряжений в электролитических покрытиях.