Като доставчик на галванични покрития често срещам клиенти, които са загрижени за твърдостта на галваничните покрития. Твърдостта на галванопластиката е решаващо свойство, което влияе върху производителността и издръжливостта на покритите части. В тази публикация в блога ще обсъдя различни методи за измерване на твърдостта на галванопластиката и защо това има значение в индустрията за галванопластика.
Защо измерването на твърдостта на галванопластиката е важно
Преди да се задълбочите в методите за измерване, важно е да разберете защо измерването на твърдостта е важно. Твърдостта пряко влияе върху устойчивостта на износване, устойчивостта на корозия и цялостния живот на компонентите с галванично покритие. Например, в автомобилните приложения галванизираните части трябва да издържат на високи условия на напрежение и постоянно триене. По-твърдото галванично покритие може да предотврати преждевременно износване и повреда, като гарантира безопасността и надеждността на автомобила.
В космическата индустрия, където компонентите са изложени на екстремни среди, твърдостта на галванопластиката може да определи производителността и целостта на критичните части. Освен това, за декоративно галванично покритие, твърдостта може да допринесе за поддържане на естетическия външен вид на продукта във времето чрез устойчивост на драскотини и ожулвания.
Общи методи за измерване на твърдостта на галванично покритие
1. Тест за твърдост по Викерс
Тестът за твърдост по Викерс е един от най-широко използваните методи за измерване на твърдостта на галванични покрития. Този тест включва вдлъбнатина на повърхността на галванизираната проба с квадратен пирамидален диамантен индентор под специфично натоварване. След това размерът на вдлъбнатината, останала на повърхността, се измерва с помощта на микроскоп.
Числото на твърдост по Викерс (HV) се изчислява въз основа на приложеното натоварване и повърхностната площ на вдлъбнатината. Формулата за изчисляване на твърдостта по Викерс е (HV=\frac{1,8544F}{d^{2}}), където (F) е приложеното натоварване в килограми - сила и (d) е средната диагонална дължина на вдлъбнатината в милиметри.
Едно от предимствата на теста за твърдост по Викерс е способността му да измерва твърдостта в широк диапазон от стойности, от много меки до изключително твърди материали. Той също така осигурява относително малка вдлъбнатина, която е подходяща за измерване на твърдостта на тънки галванизирани покрития. Този тест обаче изисква високопрецизен микроскоп и квалифицирани оператори за точно измерване на размера на вдлъбнатината.
2. Тест за твърдост по Кнуп
Тестът за твърдост на Knoop е подобен на теста на Vickers, но използва ромбичен диамантен индентор. Инденторът на Knoop създава удължена вдлъбнатина, която е по-подходяща за измерване на твърдостта на крехки материали или тънки покрития.
Числото на твърдост по Кнуп (HK) се изчислява по формулата (HK=\frac{14.229F}{L^{2}}), където (F) е приложеното натоварване в килограми - сила и (L) е дължината на дългия диагонал на вдлъбнатината в милиметри.
Основното предимство на теста за твърдост на Knoop е, че той може да осигури по-точни измервания на твърдостта за тънки галванизирани покрития, тъй като е по-малко вероятно удължената вдлъбнатина да проникне през покритието и в субстрата. Въпреки това, подобно на теста на Vickers, той също изисква прецизно измервателно оборудване и обучен персонал.
3. Тест за твърдост по Рокуел
Тестът за твърдост по Рокуел е сравнително бърз и лесен метод за измерване на твърдостта. Това включва вдлъбнатина на повърхността на пробата със закалена стоманена топка или диамантен конус под голямо натоварване след прилагане на първоначално малко натоварване.
Твърдостта по Рокуел се определя от разликата в дълбочината на вдлъбнатината преди и след прилагането на основното натоварване. Има различни скали на Рокуел, като скалите HRA, HRB и HRC, които се използват в зависимост от твърдостта на материала, който се тества.
Тестът за твърдост по Рокуел е подходящ за измерване на твърдостта на относително дебели галванични покрития. Това е бърз и икономически ефективен метод, но може да не е толкова точен, колкото тестовете на Vickers или Knoop за тънки покрития, тъй като вдлъбнатината може да бъде относително голяма и може да проникне в основата.
4. Наноиндентация
Наноиндентирането е модерна техника за измерване на твърдостта на тънки слоеве и материали в малък мащаб. Той използва много малък връх на индентор, обикновено диамантен индентор на Berkovich, за да приложи контролирано натоварване върху повърхността на галванизираната проба.
По време на процеса на наноиндентиране, натоварването и изместването на индентора се наблюдават непрекъснато и твърдостта и модулът на еластичност на материала могат да бъдат изчислени въз основа на кривата натоварване - изместване. Наноиндентирането може да осигури измервания на твърдостта с висока разделителна способност в наноразмер, което го прави идеален за изследване на механичните свойства на ултратънки галванизирани покрития.
Оборудването за наноиндентиране обаче е сравнително скъпо и тестът изисква внимателна подготовка на пробата и анализ на данните.
Фактори, влияещи върху измерването на твърдостта при галванопластика
При измерване на твърдостта на галванопластиката няколко фактора могат да повлияят на точността на резултатите. Тези фактори включват:
- Дебелина на покритието: Както бе споменато по-рано, дебелината на галваничното покритие може да повлияе на избора на метод за измерване на твърдостта. За много тънки покрития може да са по-подходящи методи като наноиндентация или тест за твърдост на Knoop, докато по-дебелите покрития могат да бъдат измерени с помощта на теста за твърдост по Рокуел.
- Материал на субстрата: Твърдостта на основата също може да повлияе на резултатите от измерването. Ако вдлъбнатината проникне през покритието и в субстрата, измерената твърдост ще бъде комбинация от твърдостта на покритието и субстрата. Ето защо е важно да изберете метод на измерване, който минимизира влиянието на субстрата.
- Параметри на процеса на галванопластика: Твърдостта на галваничните покрития може да бъде повлияна от различни параметри на процеса, като плътност на тока, време за нанасяне на покритие, температура и състав на разтвора за нанасяне на покритие. Например, по-високите плътности на тока могат да доведат до по-твърди покрития, но могат да доведат и до други проблеми, като лоша адхезия или напукване.
Нашите галванични услуги и гаранция за твърдост
Ние в нашата компания разбираме значението на твърдостта на галванопластиката и нейното въздействие върху работата на покритите части. Предлагаме аГалванични услуги за метални частикоето осигурява висококачествени галванизирани покрития с постоянна твърдост.
Нашите опитни техници използват усъвършенствани техники за измерване на твърдостта, за да наблюдават и контролират твърдостта на нашите галванизирани покрития. Ние извършваме редовни проверки на качеството по време на процеса на галванопластика, за да гарантираме, че покритията отговарят на определените изисквания за твърдост.
Независимо дали имате нужда от галванизирани части за автомобилната, космическата или други индустрии, ние можем да предоставим персонализирани решения, за да отговорим на вашите специфични нужди. Нашите услуги за галванопластика са предназначени да подобрят твърдостта, устойчивостта на износване и устойчивостта на корозия на вашите метални части, подобрявайки цялостната им производителност и издръжливост.
Свържете се с нас за доставка на галванопластика
Ако се интересувате от нашите услуги за галванопластика и искате да обсъдите специфичните си изисквания, препоръчваме ви да се свържете с нас. Разполагаме с екип от експерти, които могат да ви предоставят подробна информация за нашите галванични процеси, методи за измерване на твърдостта и как можем да ви помогнем да постигнете най-добрите резултати за вашите проекти.
Не се колебайте да се свържете с нас за доставка и допълнителни дискусии. Очакваме с нетърпение да си партнираме с вас, за да предоставим висококачествени галванизирани продукти.
Референции
- ASTM International. (2018). Стандартни методи за изпитване за твърдост по Викерс и твърдост по Кнуп на метални материали. ASTM E92 - 17e1.
- ASTM International. (2018). Стандартни методи за изпитване на твърдост по Рокуел и повърхностна твърдост по Рокуел на метални материали. ASTM E18 - 18a.
- Оливър, WC, & Pharr, GM (2004). Измерване на твърдост и модул на еластичност чрез инструментална вдлъбнатина: Напредък в разбирането и усъвършенстване на методологията. Journal of Materials Research, 19 (1), 3 - 20.