ASTM B636/B636M-15 Standardtestmetod för mätning av inre spänning i metallbeläggningar belagda med spiralkontraktom

Standarden ”ASTM B636/B636M-15 Standardtestmetod för mätning av inre spänning i metalliska beläggningar belagda med spiralkontraktom” utvecklad av American Society for Testing and Materials (ASTM) beskriver användningen av spiralkontraktomer för att mäta den inre spänningen i metalliska beläggningar som produceras från beläggningslösningar på en spiralkatod. Denna testmetod kan användas med elektrolytiska och autokatalytiska avlagringar.

För denna standards syften gäller följande termer och definitioner:

• Tryckspänning avser den spänning som orsakar expansion av ett sediment.
• Intern spänning avser den nettospänning som finns kvar i sedimentet när det är fritt från yttre krafter. Intern spänning tenderar att komprimera eller sträcka ut avlagringarna.
• Dragspänning avser den spänning som får ett sediment att krympa.

Testmetoden för att mäta spänning med en spiralräknare baseras på att applicera en beläggning på utsidan av en spiral. Helixen bildas genom att linda en remsa runt en cylinder och sedan glödga den. Under drift är ena änden av spiralen fixerad och den andra tillåts röra sig när spänningar utvecklas. Den fria änden är fäst vid en indikatornål med hjälp av kugghjul som förstorar spiralens rörelse. Allt eftersom spiralen beläggs, orsakar spänningen i avsättningen att spiralen lindas tätare eller slappnar av, beroende på om spänningen är tryckspänning (-) eller dragspänning (+). Från mängden nålböjning och andra data beräknas den inre spänningen. Med instrumentmodifieringar kan spiralens rörelse mätas elektroniskt snarare än mekaniskt som beskrivits ovan.

När den används korrekt ger spiralkontraktometern repeterbara resultat över ett brett spektrum av spänningsvärden. Med denna metod kan gränsvärden för interna spänningar specificeras för användning av både köparen och tillverkaren av belagda eller elektroformade delar.

Beläggning med stora dragspänningar minskar utmattningshållfastheten hos en produkt tillverkad av höghållfast stål. För att minimera detta kan maximala spänningsgränser anges. Andra egenskaper som påverkas av spänningar inkluderar korrosionsbeständighet, dimensionsstabilitet, sprickbildning och flagning.

Vid kontroll av elektroformningslösningar är effekterna av spänning mer allmänt erkända och kontroll av spänningen är ofta nödvändig för att erhålla en användbar elektroform. Interna spänningsgränser kan bestämmas och specificeras för produktionskontroll.

Interna spänningsvärden som erhålls med en spiralräknare återspeglar inte nödvändigtvis de interna spänningsvärden som finns i en del som är belagd med samma lösning. Den interna spänningen varierar beroende på många faktorer såsom beläggningstjocklek, substratberedning, strömtäthet och temperatur samt lösningens sammansättning. En närmare korrelation erhålls när testförhållandena matchar de förhållanden som användes vid beläggning av detaljen.

Faktorer som påverkar noggrannheten inkluderar:

• Variationer i helixberedning kan orsaka betydande förändringar i resultaten.
  • Stoppmaterialet ska appliceras jämnt på insidan av spiralen. Stoppmaterialet bör vara tunt och flexibelt för att spiralen ska kunna röra sig fritt under testningen. En beläggningsvikt på mindre än 3 mg/tum är tillräcklig. Interiören bör täckas med någon inert, flexibel beläggning. Ett acceptabelt stoppmaterial är mikrostopp. En del Microstop späds ut med två delar aceton före användning. All nickel som avsätts på insidan av spiralen har en motsatt effekt.
  • Spiraler som är permanent belagda på insidan med TFH-fluorkolväte kan ge varierande resultat vid testning av nära noll spänningar.
  • Förändringar i renheten och ytbehandlingen av helixen före testning kan ge varierande resultat. Till exempel bör elektrorengöringen av spiralen alltid vara katodisk och kontrollerad med avseende på ström, tid och temperatur. Anodisk rengöring i detta skede kan ge stora variationer. Slipande rengöring av spiralen och användning av slipmedel bör undvikas.
  • Mycket fina sediment, mindre än cirka 3 pm, påverkas mer av ytförhållanden och helixberedning än grövre sediment.
• Den interna spänningen varierar med strömtätheten som används vid elektroplätering. Förändringen är inte förutsägbar och beror på den avsatta metallen, föroreningar eller tillsatser, och det aktuella strömtäthetsintervallet. Det är viktigt att strömmen mäts och kontrolleras noggrant under hela spänningstestet. Strömförändringar bör hållas mindre än 2 procent.
• Eftersom temperaturen på beläggningslösningen kan påverka den inre spänningen, bör den hållas inom 2 grader under testet. Mätarens initiala vilopunkt och slutliga vilopunkt tas vid beläggningslösningens driftstemperatur för att eliminera termiska spänningar.
• Lösningens sammansättning bör inte ändras under testet. Generellt sett, om repeterbarhetstesterna är uppfyllda, kan det antas att lösningen inte har förändrats under testkörningarna. Omvänt, när repeterbarhetstesterna inte uppfyller kraven, bör beläggningslösningen analyseras för att avgöra om det skett någon förändring i lösningens sammansättning under testet.
  • Tester på elektropläteringslösningar med olösliga eller inerta anoder kan resultera i betydande lösningsförändringar under testningen.
  • Vid testning av autokatalytiska beläggningslösningar kan beläggningslösningens komponenter utarmas avsevärt under testet om de inte regenereras.
• Det finns ett samband mellan ytan som ska beläggas och volymen av autokatalytiska beläggningslösningar som kan påverka avsättningens karaktär. Vid testning av autokatalytiska beläggningslösningar bör förhållandet mellan den belagda ytan och den lösningsvolym som normalt används i beläggningstanken bibehållas. När proprietära lösningar används bör leverantörens rekommendationer följas.

Vår organisation, som i åratal har försökt stödja företag från alla sektorer med ett brett utbud av test-, mät-, analys- och utvärderingsstudier, har en stark personalstyrka som noggrant följer utvecklingen i världen inom vetenskap och teknik och ständigt förbättrar sig. I detta sammanhang tillhandahålls även testtjänster till företag i enlighet med standarden ”ASTM B636/B636M-15 Standardtestmetod för mätning av inre spänning hos metalliska beläggningar belagda med spiralkontraktom”.