Новые приборы и методы контроля качества в машиностроении

Новые приборы и методы контроля качества в машиностроении

М.Д. Карлова, Р.А. Ханеев, С.С. Шмыров, P.M. Ахтамьянов, М.В. Ненашев, И.Д. Ибатуллин

Самарский государственный технический университет

Методы и приборы оценки адгезионной прочности покрытий. Для деталей с защитными металлическими покрытиями одним из наиболее важных показателей качества является прочность сцепления покрытий с основным металлом. В лаборатории наноструктурированных покрытий разработаны приборы и методы для количественной оценки прочности сцепления покрытий с основой «на отрыв» и «на срез». Если поверхность покрытия обеспечивает возможность лужения (серебряное, оловянное, свинцовое и др.), то наиболее простой метод оценки прочности сцепления покрытия с основой на отрыв состоит в следующем:

на поверхности покрытия прорезают канавки с шагом 1 мм в продольном и поперечном направлениях (в виде решетки);

обслуживают поверхность покрытия в области сделанной решетки путем помещения на поверхность кусочка припоя и его нагрева с помощью газовой горелки;

припаивают с помощью газовой горелки к покрытию один конец металлического троса диаметром 1 мм;

измеряют усилие отрыва троса, припаянного к покрытию с помощью динамометра;

оценивают площадь отрыва покрытия (по количеству оторванных элементов решетки);

определяют прочность сцепления покрытия на отрыв как отношение усилия отрыва к площади отрыва покрытия.

Если поверхность покрытия не позволяет производить ее лужение, то изготавливают специальный образец, показанный на рис. 1, состоящий из корпуса 1 (корпус изготавливают из материала основы), в который вставляют винт-толкатель 2, с помощью предохранительного винта 3 упруго разводят верхнюю и нижнюю часть корпуса на —0,1 мм по оси корпуса, затем фиксируют винт 2 гайкой 4. После этого верхнюю часть образца шлифуют таким образом, чтобы шляпка винта 2 и верхняя поверхность корпуса располагались на одной плоскости без кольцевого зазора между ними. На подготовленный образец наносят исследуемое покрытие 5 толщиной не менее 0,1 мм. При этом шляпка винта 2 и верхний торец корпуса оказываются связанными адгезионными силами с нанесенным покрытием. Вывинчивают предохранительный винт 3, при этом упругая деформация корпуса исчезает и между гайкой 4 и корпусом появляется зазор, позволяющий вывинтить гайку без значительных усилий, что предотвращает повреждение покрытия в области его контакта со шляпкой вин- та-толкателя. Размещают образец (рис. 16) в отверстии адгезиометра и нагружают нижнюю часть винта-толкателя монотонно возрастающей силой F. При достижении данной силой некоторой критической величины покрытие отрывается от корпуса и вместе с винтом отходит от верхнего торца корпуса (рис. 1в). Прочность сцепления покрытия с основой определяют как отношение критической нагрузки к площади отрыва покрытия. Конструкция разработанного адгезиометра показана на рис. 2.

Описанные адгезиометр и методы испытаний характеризуются экспрессностью (длительность одного испытания не более 1 минуты); компактностью (настольное исполнение); простотой выполнения исследований; компьютеризированной системой сбора, преобразования и хранения данных; объективностью получаемых данных.

Триботехнический комплекс. Для проведения триботехнических испытаний в лаборатории наноструктурированных покрытий создан компактный универсальный триботехнический комплекс (рис. 3), состоящий из измерительного блока 1, чашки 2 и системы сбора данных 3.

1

3

Рис. 1. К оценке адгезии покрытий на отрыв

Для проведения испытаний измерительный блок устанавливают в тиски любого сверлильного или сверлильно-фрезерного станка с мощностью двигателя от 100 Вт. На него устанавливают чашку с образцом и нагружают сверху контробразцом, совершающим вращательное движение. Кроме того, измерительный блок можно закреплять в резцедержателе токарного станка. Таким образом, разработанный триботехнический комплекс в совокупности с любым станком, используемым в качестве привода, может выполнять функции три- бометра с компьютерным сбором данных об осевой нагрузке, моменте трения и средней температуре фрикционного нагрева. Данный комплекс может быть дополнительно оснащен комплектом специализированной оснастки для реализации самых различных схем испытаний (четырехшариковая, кольцо-кольцо, палец-диск и др.). Причем возможны испытания, как на образцах, так и на готовых изделиях; простота конструкции позволяет снизить стоимость трибометров (в базовой комплектации) в 2-3 раза по сравнению с аналогичными образцами; используются малогабаритные образцы и контробразцы, позволяющие кратно снизить затраты материалов на испытания; имеется режим автоматического отключения стенда по достижении длительности испытаний или момента трения заданной величины; имеется возможность триботехнических испытаний конструкционных материалов, смазочных материалов и покрытий в различных режимах трения и изнашивания (вплоть до схватывания поверхностей).

Рис. 2. Внешний вид ацгезиометра

Акустикоэмиссионный профилометр. Одной из проблем обеспечения заданного качества поверхностей является невозможность оперативного контроля шероховатости поверхности детали в процессе обработки. Для решения данной проблемы предлагается оснастить металлообрабатывающие станки новым прибором для оценки шероховатости, принцип действия которого заключается в получении и обработке сигналов акустической эмиссии (АЭ),

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать