Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn ASTM B636/B636M-15 để đo ứng suất bên trong của lớp phủ kim loại được phủ bằng Spiral Contractome

Tiêu chuẩn “ASTM B636/B636M-15 Phương pháp thử tiêu chuẩn để đo ứng suất bên trong lớp phủ kim loại được phủ bằng phương pháp co xoắn ốc” do Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ (ASTM) phát triển mô tả việc sử dụng phương pháp co xoắn ốc để đo ứng suất bên trong lớp phủ kim loại được tạo ra từ dung dịch phủ trên catốt xoắn ốc. Phương pháp thử nghiệm này có thể được sử dụng với cặn điện phân và cặn tự xúc tác.

Với mục đích của tiêu chuẩn này, áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

• Ứng suất nén là ứng suất gây ra sự giãn nở của trầm tích.
• Ứng suất bên trong là ứng suất ròng còn lại trong trầm tích khi nó không còn tác động của các lực bên ngoài. Áp lực bên trong có xu hướng nén hoặc kéo căng các lớp trầm tích.
• Ứng suất kéo là ứng suất khiến trầm tích co lại.

Phương pháp thử để đo độ căng bằng đồng hồ đo lực xoắn ốc dựa trên việc phủ một lớp phủ lên bên ngoài của đường xoắn ốc. Xoắn ốc được hình thành bằng cách quấn một dải xung quanh một hình trụ rồi ủ. Trong quá trình hoạt động, một đầu của vòng xoắn được cố định và đầu còn lại được phép di chuyển khi ứng suất phát triển. Đầu tự do được gắn vào kim chỉ thị thông qua các bánh răng giúp khuếch đại chuyển động của vòng xoắn. Khi xoắn ốc được phủ, ứng suất trong lớp lắng đọng khiến xoắn ốc cuộn chặt hơn hoặc giãn ra, tùy thuộc vào ứng suất là nén (−) hay kéo (+). Từ lượng độ lệch của kim và các dữ liệu khác, ứng suất bên trong được tính toán. Với những cải tiến về dụng cụ, chuyển động của vòng xoắn có thể được đo bằng điện tử thay vì bằng cơ học như mô tả ở trên.

Khi sử dụng đúng cách, máy đo độ co thắt xoắn ốc sẽ cho kết quả lặp lại trên nhiều giá trị độ căng khác nhau. Với phương pháp này, giới hạn ứng suất bên trong có thể được chỉ định để cả người mua và nhà sản xuất các bộ phận được phủ hoặc mạ điện sử dụng.

Lớp phủ có ứng suất kéo lớn sẽ làm giảm độ bền mỏi của sản phẩm làm bằng thép cường độ cao. Để giảm thiểu điều này, có thể chỉ định giới hạn điện áp tối đa. Các tính chất khác bị ảnh hưởng bởi ứng suất bao gồm khả năng chống ăn mòn, độ ổn định về kích thước, nứt và bong tróc.

Trong việc kiểm soát các giải pháp mạ điện, tác động của điện áp được nhận biết rộng rãi hơn và việc kiểm soát điện áp thường là cần thiết để có được mạ điện có thể sử dụng được. Có thể xác định và chỉ định giới hạn ứng suất bên trong để kiểm soát sản xuất.

Giá trị ứng suất bên trong thu được bằng máy đo đối xoắn ốc không nhất thiết phản ánh giá trị ứng suất bên trong tìm thấy trong bộ phận được phủ trong cùng một dung dịch. Điện áp bên trong thay đổi tùy thuộc vào nhiều yếu tố như độ dày lớp phủ, chế độ chuẩn bị chất nền, mật độ dòng điện và nhiệt độ cũng như thành phần dung dịch. Mối tương quan chặt chẽ hơn sẽ thu được khi các điều kiện thử nghiệm khớp với các điều kiện được sử dụng để phủ lớp phủ lên bộ phận.

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác bao gồm:

• Sự thay đổi trong quá trình chuẩn bị xoắn ốc có thể gây ra những thay đổi đáng kể về kết quả.
  • Vật liệu chặn phải được bôi đều vào bên trong vòng xoắn. Vật liệu dừng phải mỏng và linh hoạt để vòng xoắn có thể di chuyển tự do trong quá trình thử nghiệm. Trọng lượng lớp phủ nhỏ hơn 3 mg/in là đủ. Phần bên trong phải được chặn lại bằng một lớp phủ trơ, linh hoạt. Vật liệu dừng được chấp nhận là microstop. Một phần Microstop được pha loãng với hai phần acetone trước khi sử dụng. Bất kỳ niken nào lắng đọng ở bên trong vòng xoắn đều có tác dụng ngược lại.
  • Các vòng xoắn được phủ vĩnh viễn bên trong bằng TFH-fluorocarbon có thể mang lại kết quả khác nhau khi thử nghiệm điện áp gần bằng không.
  • Những thay đổi về độ sạch và chuẩn bị bề mặt của vòng xoắn trước khi thử nghiệm có thể tạo ra những kết quả khác nhau. Ví dụ, quá trình làm sạch bằng điện của xoắn ốc phải luôn được thực hiện ở cực âm và được kiểm soát về dòng điện, thời gian và nhiệt độ. Việc vệ sinh anốt ở giai đoạn này có thể mang lại nhiều sự thay đổi. Nên tránh làm sạch xoắn ốc bằng chất mài mòn và tránh sử dụng chất mài mòn.
  • Các trầm tích rất mịn, có kích thước nhỏ hơn khoảng 3 pm, bị ảnh hưởng nhiều hơn bởi điều kiện bề mặt và sự hình thành xoắn ốc so với các trầm tích thô hơn.
• Điện áp bên trong thay đổi theo mật độ dòng điện được sử dụng trong quá trình mạ điện. Sự thay đổi này không thể dự đoán được và phụ thuộc vào kim loại lắng đọng, tạp chất hoặc chất phụ gia, cũng như phạm vi mật độ dòng điện được xem xét. Điều quan trọng là phải đo và kiểm soát chặt chẽ dòng điện trong suốt quá trình thử nghiệm điện áp. Sự thay đổi dòng điện phải được giữ ở mức dưới 2 phần trăm.
• Vì nhiệt độ của dung dịch phủ có thể ảnh hưởng đến ứng suất bên trong nên phải giữ nhiệt độ trong phạm vi 2 độ trong quá trình thử nghiệm. Điểm nghỉ ban đầu và điểm nghỉ cuối cùng của thước đo được lấy ở nhiệt độ hoạt động của dung dịch phủ để loại bỏ ứng suất nhiệt.
• Thành phần dung dịch không được thay đổi trong quá trình thử nghiệm. Nhìn chung, nếu đáp ứng được các thử nghiệm về khả năng lặp lại, có thể cho rằng giải pháp không thay đổi trong quá trình chạy thử nghiệm. Ngược lại, khi các thử nghiệm về độ lặp lại không được đáp ứng, dung dịch phủ cần được phân tích để xác định xem có bất kỳ thay đổi nào về thành phần dung dịch trong quá trình thử nghiệm hay không.
  • Các thử nghiệm trên dung dịch mạ điện sử dụng anot không hòa tan hoặc trơ có thể dẫn đến những thay đổi đáng kể trong dung dịch trong quá trình thử nghiệm.
  • Khi thử nghiệm các dung dịch phủ tự xúc tác, các thành phần của dung dịch phủ có thể bị cạn kiệt đáng kể trong quá trình thử nghiệm nếu không được tái sinh.
• Có mối quan hệ giữa diện tích bề mặt cần phủ và thể tích dung dịch phủ tự xúc tác có thể ảnh hưởng đến tính chất của lớp phủ. Khi thử nghiệm các dung dịch phủ tự xúc tác, cần phải duy trì tỷ lệ diện tích bề mặt được phủ so với thể tích dung dịch thường dùng trong bể phủ. Khi sử dụng các giải pháp độc quyền, cần tuân thủ khuyến nghị của nhà cung cấp.

Tổ chức của chúng tôi, đơn vị đã nỗ lực hỗ trợ các doanh nghiệp trong mọi lĩnh vực bằng nhiều nghiên cứu thử nghiệm, đo lường, phân tích và đánh giá đã thực hiện trong nhiều năm, có đội ngũ nhân viên hùng hậu luôn theo sát diễn biến của thế giới trong lĩnh vực khoa học và công nghệ và không ngừng cải thiện. Trong bối cảnh này, các dịch vụ thử nghiệm cũng được cung cấp cho các doanh nghiệp theo tiêu chuẩn “Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn ASTM B636/B636M-15 để đo ứng suất bên trong lớp phủ kim loại được phủ bằng hợp kim xoắn ốc”.