روش آزمون استاندارد ASTM B636/B636M-15 برای اندازهگیری تنش داخلی پوششهای فلزی پوشش داده شده با کنتراکت مارپیچی
استاندارد «ASTM B636/B636M-15 روش آزمون استاندارد برای اندازهگیری تنش داخلی پوششهای فلزی پوشش داده شده با کنترکت مارپیچی» که توسط انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) تدوین شده است، استفاده از کنترکت مارپیچی را برای اندازهگیری تنش داخلی پوششهای فلزی تولید شده از محلولهای پوششدهی روی یک کاتد مارپیچی توصیف میکند. این روش آزمایش را میتوان با رسوبات الکترولیتی و اتوکاتالیستی استفاده کرد.

برای اهداف این استاندارد، اصطلاحات و تعاریف زیر اعمال می شود:
- تنش فشاری به تنشی اطلاق میشود که باعث انبساط رسوب میشود.
- تنش داخلی به تنش خالص باقی مانده در رسوب، زمانی که تحت تأثیر نیروهای خارجی نیست، اشاره دارد. تنش داخلی تمایل به فشردهسازی یا کشش رسوبات دارد.
- تنش کششی به تنشی اطلاق میشود که باعث انقباض رسوب میشود.
روش آزمایش برای اندازهگیری کشش با شمارنده مارپیچی بر اساس اعمال یک پوشش به قسمت بیرونی یک مارپیچ است. مارپیچ با پیچیدن یک نوار به دور یک استوانه و سپس آنیل کردن آن تشکیل میشود. در حین کار، یک سر مارپیچ ثابت است و سر دیگر با ایجاد تنشها حرکت میکند. انتهای آزاد به وسیله چرخدندههایی که حرکت مارپیچ را تشدید میکنند، به یک سوزن نشانگر متصل است. با پوششدهی مارپیچ، تنش موجود در رسوب باعث میشود مارپیچ محکمتر پیچیده شود یا شل شود، بسته به اینکه تنش فشاری (-) یا کششی (+) باشد. از میزان انحراف سوزن و سایر دادهها، تنش داخلی محاسبه میشود. با اصلاحات دستگاهی، حرکت مارپیچ میتواند به صورت الکترونیکی و نه مکانیکی، همانطور که در بالا توضیح داده شد، اندازهگیری شود.
در صورت استفاده صحیح، کنتراکتومتر مارپیچی نتایج تکرارپذیری را در طیف وسیعی از مقادیر کشش ارائه میدهد. با این روش، میتوان محدودیتهای تنش داخلی را برای استفاده خریدار و سازنده قطعات پوشش داده شده یا الکتروفرم شده مشخص کرد.
پوشش با تنشهای کششی بزرگ، استحکام خستگی محصول ساخته شده از فولاد با استحکام بالا را کاهش میدهد. برای به حداقل رساندن این، میتوان حداکثر محدودیتهای ولتاژ را مشخص کرد. سایر خواص تحت تأثیر تنش شامل مقاومت در برابر خوردگی، پایداری ابعادی، ترک خوردگی و پوسته شدن است.
در کنترل محلولهای الکتروفرمینگ، اثرات ولتاژ به طور گستردهتری شناخته شده است و کنترل ولتاژ اغلب برای به دست آوردن یک الکتروفرم قابل استفاده ضروری است. محدودیتهای تنش داخلی را میتوان برای کنترل تولید تعیین و مشخص کرد.
مقادیر تنش داخلی بهدستآمده با کنتور مارپیچی لزوماً منعکسکننده مقادیر تنش داخلی موجود در قطعهای که در همان محلول پوشش داده شده است، نیستند. ولتاژ داخلی بسته به عوامل زیادی مانند ضخامت پوشش، آمادهسازی زیرلایه، چگالی جریان و دما و ترکیب محلول متفاوت است. همبستگی نزدیکتری زمانی حاصل میشود که شرایط آزمایش با شرایط استفاده شده در پوششدهی قطعه مطابقت داشته باشد.
عوامل مؤثر بر دقت عبارتند از:
- تغییرات در آمادهسازی مارپیچ میتواند باعث تغییرات قابل توجهی در نتایج شود.
- مادهی متوقفکننده باید به طور یکنواخت در داخل مارپیچ اعمال شود. جنس استاپ باید نازک و انعطافپذیر باشد تا مارپیچ بتواند در طول آزمایش آزادانه حرکت کند. وزن پوشش کمتر از 3 میلیگرم در اینچ مربع کافی است. فضای داخلی باید با نوعی پوشش بیاثر و انعطافپذیر پوشانده شود. یک مادهی متوقفکنندهی قابل قبول، میکرواستاپ است. قبل از استفاده، یک قسمت از میکرواستاپ با دو قسمت استون رقیق میشود. هر نیکلی که در داخل مارپیچ رسوب کند، اثر معکوس دارد.
- مارپیچهایی که به طور دائم از داخل با TFH-فلوروکربن پوشش داده شدهاند، ممکن است هنگام آزمایش ولتاژهای نزدیک به صفر، نتایج متغیری ارائه دهند.
- تغییرات در تمیزی و آمادهسازی سطح مارپیچ قبل از آزمایش ممکن است نتایج متغیری ایجاد کند. برای مثال، الکتروپاکسازی مارپیچ باید همیشه کاتدی باشد و از نظر جریان، زمان و دما کنترل شود. تمیزکاری آندی در این مرحله میتواند تغییرات گستردهای را فراهم کند. از تمیز کردن سایشی مارپیچ و استفاده از مواد ساینده باید اجتناب شود.
- رسوبات بسیار ریز، کمتر از حدود ۳ میکرون، بیشتر از رسوبات درشتتر تحت تأثیر شرایط سطح و آمادهسازی مارپیچ قرار میگیرند.
- ولتاژ داخلی با چگالی جریان مورد استفاده در آبکاری الکتریکی تغییر میکند. این تغییر قابل پیشبینی نیست و به فلز رسوبشده، ناخالصیها یا افزودنیها و محدوده چگالی جریان مورد نظر بستگی دارد. مهم است که جریان در طول تست ولتاژ اندازهگیری و از نزدیک کنترل شود. تغییرات جریان باید کمتر از ۲ درصد نگه داشته شود.
- از آنجایی که دمای محلول پوشش ممکن است بر تنش داخلی تأثیر بگذارد، باید در طول آزمایش در محدوده ۲ درجه نگه داشته شود. نقطه سکون اولیه و نقطه سکون نهایی گیج در دمای عملیاتی محلول پوششدهی برای حذف تنشهای حرارتی گرفته میشوند.
- ترکیب محلول نباید در طول آزمایش تغییر کند. بهطورکلی، اگر آزمایشهای تکرارپذیری برآورده شوند، میتوان فرض کرد که محلول در طول آزمایشها تغییر نکرده است. برعکس، هنگامی که آزمایشهای تکرارپذیری انجام نمیشوند، محلول پوشش باید تجزیه و تحلیل شود تا مشخص شود که آیا در طول آزمایش تغییری در ترکیب محلول ایجاد شده است یا خیر.
- آزمایش روی محلولهای آبکاری با استفاده از آندهای نامحلول یا بیاثر ممکن است منجر به تغییرات قابل توجه محلول در طول آزمایش شود.
- هنگام آزمایش محلولهای پوششدهی اتوکاتالیستی، اجزای محلول پوششدهی در صورت عدم احیا، ممکن است در طول آزمایش به طور قابل توجهی کاهش یابند.
- بین مساحت سطحی که باید پوشش داده شود و حجم محلولهای پوششدهی اتوکاتالیستی رابطهای وجود دارد که میتواند بر ویژگیهای رسوب تأثیر بگذارد. هنگام آزمایش محلولهای پوششدهی اتوکاتالیستی، نسبت مساحت سطح پوشش داده شده به حجم محلولی که معمولاً در مخزن پوششدهی استفاده میشود، باید حفظ شود. هنگام استفاده از محلولهای اختصاصی، باید توصیههای تأمینکننده رعایت شود.
سازمان ما که سالهاست با طیف گستردهای از مطالعات آزمایش، اندازهگیری، تحلیل و ارزیابی که انجام میدهد، سعی در حمایت از کسبوکارها از هر بخشی دارد، دارای کارکنانی قوی است که از نزدیک تحولات جهان در زمینه علم و فناوری را دنبال میکنند و دائماً خود را بهبود میبخشند. در این زمینه، خدمات آزمایش نیز مطابق با استاندارد «ASTM B636/B636M-15 روش آزمایش استاندارد برای اندازهگیری تنش داخلی پوششهای فلزی پوشش داده شده با کنترکتوم مارپیچی» به مشاغل ارائه میشود.