ASTM B636/B636M-15 Método de prueba estándar para la medición de la tensión interna de recubrimientos metálicos recubiertos con contractoma espiral

ASTM B636/B636M-15 Método de prueba estándar para la medición de la tensión interna de recubrimientos metálicos recubiertos con contractoma espiral

La norma “ASTM B636/B636M-15 Método de prueba estándar para la medición de la tensión interna de recubrimientos metálicos recubiertos con contractoma espiral” desarrollada por la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM) describe el uso del contractoma espiral para medir la tensión interna de recubrimientos metálicos producidos a partir de soluciones de recubrimiento en un cátodo espiral. Este método de prueba se puede utilizar con depósitos electrolíticos y autocatalíticos.

ASTM B636/B636M-15 Método de prueba estándar para la medición de la tensión interna de recubrimientos metálicos recubiertos con contractoma espiral

Para los efectos de esta norma, se aplican los siguientes términos y definiciones:

  • La tensión de compresión se refiere a la tensión que provoca la expansión de un sedimento.
  • La tensión interna se refiere a la tensión neta que permanece en el sedimento cuando está libre de fuerzas externas. La tensión interna tiende a comprimir o estirar los depósitos.
  • La tensión de tracción se refiere a la tensión que hace que un sedimento se contraiga.

El método de prueba para medir la tensión con un contador espiral se basa en la aplicación de un recubrimiento en el exterior de una hélice. La hélice se forma enrollando una tira alrededor de un cilindro y luego recociéndola. Durante el funcionamiento, un extremo de la hélice está fijo y el otro puede moverse a medida que se desarrollan las tensiones. El extremo libre está unido a una aguja indicadora mediante engranajes que magnifican el movimiento de la hélice. A medida que se recubre la hélice, la tensión en el depósito hace que la hélice se enrolle más fuertemente o se relaje, dependiendo de si la tensión es de compresión (−) o de tracción (+). A partir de la cantidad de desviación de la aguja y otros datos, se calcula la tensión interna. Con modificaciones del instrumento, el movimiento de la hélice se puede medir electrónicamente en lugar de mecánicamente como se describió anteriormente.

Cuando se utiliza correctamente, el contractómetro en espiral proporcionará resultados repetibles en un amplio rango de valores de tensión. Con este método se pueden especificar límites de tensión interna para uso tanto del comprador como del fabricante de piezas revestidas o electroformadas.

El recubrimiento con grandes tensiones de tracción reduce la resistencia a la fatiga de un producto fabricado de acero de alta resistencia. Para minimizar esto, se pueden especificar límites de voltaje máximo. Otras propiedades afectadas por la tensión incluyen la resistencia a la corrosión, la estabilidad dimensional, el agrietamiento y el pelado.

En el control de soluciones de electroformado, los efectos del voltaje son más ampliamente reconocidos y el control del voltaje es a menudo necesario para obtener un electroformado utilizable. Se pueden determinar y especificar límites de tensión interna para el control de la producción.

Los valores de tensión interna obtenidos con un contador espiral no reflejan necesariamente los valores de tensión interna encontrados en una pieza recubierta con la misma solución. El voltaje interno varía dependiendo de muchos factores, como el espesor del revestimiento, la preparación del sustrato, la densidad de corriente y la temperatura, y la composición de la solución. Se obtiene una correlación más estrecha cuando las condiciones de prueba coinciden con las condiciones utilizadas para recubrir la pieza.

Los factores que afectan la precisión incluyen:

  • Las variaciones en la preparación de la hélice pueden provocar cambios significativos en los resultados.
    • El material de tope debe aplicarse uniformemente en el interior de la hélice. El material de tope debe ser delgado y flexible para permitir que la hélice se mueva libremente durante la prueba. Un peso de recubrimiento inferior a 3 mg/pulgada es suficiente. El interior debe cubrirse con algún revestimiento inerte y flexible. Un material de detención aceptable es el microstop. Una parte de Microstop se diluye con dos partes de acetona antes de su uso. Cualquier níquel depositado en el interior de la hélice tiene un efecto opuesto.
    • Las hélices recubiertas permanentemente en el interior con fluorocarbono TFH pueden dar resultados variables al probar voltajes cercanos a cero.
    • Los cambios en la limpieza y preparación de la superficie de la hélice antes de la prueba pueden producir resultados variables. Por ejemplo, la electrolimpieza de la hélice debe ser siempre catódica y controlada en términos de corriente, tiempo y temperatura. La limpieza anódica en esta etapa puede presentar amplias variaciones. Se debe evitar la limpieza abrasiva de la hélice y el uso de abrasivos.
    • Los sedimentos muy finos, de menos de 3 µm aproximadamente, se ven más afectados por las condiciones de la superficie y la preparación de la hélice que los sedimentos más gruesos.
  • El voltaje interno varía con la densidad de corriente utilizada en la galvanoplastia. El cambio no es predecible y depende del metal depositado, las impurezas o aditivos y el rango de densidad de corriente considerado. Es importante que la corriente se mida y se controle de cerca durante toda la prueba de voltaje. Los cambios en las corrientes deben mantenerse por debajo del 2 por ciento.
  • Dado que la temperatura de la solución de recubrimiento puede afectar la tensión interna, debe mantenerse dentro de los 2 grados durante la prueba. El punto de reposo inicial y el punto de reposo final del calibre se toman a la temperatura de funcionamiento de la solución de recubrimiento para eliminar las tensiones térmicas.
  • La composición de la solución no debe cambiar durante la prueba. Generalmente, si se cumplen las pruebas de repetibilidad, se puede asumir que la solución no ha cambiado durante las ejecuciones de prueba. Por el contrario, cuando no se cumplen las pruebas de repetibilidad, se debe analizar la solución de recubrimiento para determinar si hubo algún cambio en la composición de la solución durante la prueba.
    • Las pruebas en soluciones de galvanoplastia que utilizan ánodos insolubles o inertes pueden generar cambios significativos en la solución durante la prueba.
    • Al probar soluciones de recubrimiento autocatalítico, los componentes de la solución de recubrimiento pueden agotarse significativamente durante la prueba si no se regeneran.
  • Existe una relación entre el área de superficie a recubrir y el volumen de soluciones de recubrimiento autocatalítico que puede afectar el carácter del depósito. Al probar soluciones de recubrimiento autocatalítico, se debe mantener la relación entre el área de superficie recubierta y el volumen de solución normalmente utilizado en el tanque de recubrimiento. Cuando se utilicen soluciones propietarias, se deberá seguir la recomendación del proveedor.

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