Способ изготовления датчиков методом гальванического меднения для контроля циклических деформаций

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИ 4 ЕСКИХРЕСПУБЛИК(19) (11) 17 151)4 С 01 В 7 ГОСУДАРСТВЕННИЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46) 15,.11.85. Бюл. Иф 42 (71) Курганский машиностроительный институт(56) Авторское свидетельство СССР У 1032328, кл. С 01 В 7/18, 1981.(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДАТЧИКОВ МЕТОДОМ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО МЕДНЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦИКЛИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИй, заключающийся в том, что металлическую пластинку подвергают гальваническому меднению в электролите содержащем Си 804 и Н 2804.снимают с пластины полученное йо-крытие и разрезают его на части,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью упрощения способа при одновременном повышении чувствительнос"ти получаемых датчиков, меднение прводят в электролите следующегосостава: 125-250 г/л по СиЗо 4 5 Н 20,20-70 г/л по Н 804 при плотноститока от 100 А/и ) до предельной катодной диффузионной плотности токаи температуре 3-40 фС до получения покрытия толщиной 5-330 Изобретение относится к измерительной технике для контроля уровня накопленных в деталях машин устапостных повреждений при циклическом нагружении методом гальванических покрытий.Цель изобретения - упрощениеспособа при одновременном повышениичувствительности получаемых датчиков.На фиг. 1 изображена схема установки для реализации способа; нафиг. 2 - экспериментальные данныеиспытаний датчиков, изготовленныхпредлагаемым способом в сравнении 15с известными данными.Установка содержит электролизер1 с размещенными в нем цилиндрическим анодом 2 и катодом 3, которыеподключены к источнику 4 постоянного 20регулируемого тока. Кроме того,в цепь включен амперметр 5. Электродвигатель 6 постоянного тока обеспечивает вращение катода 3 с регулируемоЯ скоростью. Термостат 7 поддерживает постоянную заданную температуру электролита в течение электро.лиза.Способ осуществляется следующимобразом.По общепринятой методике готовят электролит, выбирая концентрации .Сц 304 5 НО в пределах 125.250 г/л, НАДБО 20-70 г/л, и заполняют нм цилиндрический электролизер 1. Из электролитической медиизготавливают, цилиндрический полыйанод 2 диаметром на 5-15 мм меньше,чем диаметр электролизера 1. Анод 2обезжиривают, протравливают, промывают дистиллированной водой и помещают в электролизер 1. Катод 3выполняют в виде цилиндра из нержавеющей стали, поверхности его оснований, на которые медное покрытиене наносят, изолируют накладкамииэ пластмассы. Боковую рабочую поверхность площадью 0,5 10 миболее шлифуют, обеэжиривают, промывают. После этого катод 3 закрепляют на оси привода электродвигателя 6 и помещают в электролизер 1концентрически к аноду 2. Приводяткатод 3 во вращение с фиксированнойскоростью, что обеспечивает установление одинакового гндродинамическогорежима по всей рабочей поверхности,стандартизацию условий по поверхности. Это повышает однородность, воспроизводимость получаемого покрытия по всей площади. Кроме того, вращение катода 3 позволяет увеличить допустимую плотность тока и, следовательно, производительность. Гальваническое меднение проводят при фиксированных значениях температуры и плотности тока, выбранных в пределах соответственно 3-40 С и 100 А/м - предельная катодная диффузионная плотность тока. Последнюю определяют по известной методике заранее в предварительных опытах.Электролиз проводят до получения покрытия толщиной 5-30 мкм.По окончании электролиза катод 3 с нанесенным покрытием извлекают из электролизера 1, промывают дистиллированной водой и сушат струей холодного вбздуха. Полученное медное покрытие снимают с катода 3 и разрезают на отдельные части, используемые в качестве датчиковПримеры результатов экспериментальных испытаний датчиков, изготовленных по предлагаемому и известному способам, представлены на фиг. 2 в виде графиков зависимостей между предельной деформацией появления первых пятен , являющейся критерием чувствительности датчика, и числом циклов переменных напряжений Н. Экспериментальные образцы были изготовлены из стали 45 (ГОСТ 1050-74 ), чистота обработки поверхности образцов соответствовала К 0,16-0,19 мкм. Модуль сдвига составлял С=8,2 1 О МПа.Кривая 1 на фиг. 2 соответствует датчикам, изготовленным по известному способу, кривые 2-7 - изготовленным по предлагаемому способу в различных условиях: 2 - соответствует меднению в электролите Сц 804 5 НО - 200 г/л и НЯО 50 г/л при 40 С и плотности тока 2800 А/м (предельная катодная диффузионная плотность тока), толщина покрытия 10 мкм; 3 - Сц 804 5 НО 250 г/л, Н 804 - 70 г/л, температуре 25 С и плотности тока 800 А/м, толщина покрытия 5 мкм; 4 - СцЯО5 НО - 250 г/л, Н ЯО - 70 г/л, температуре 25 С и плотности тока 800 А/м; толщина покрытия 30 мкм;5 - Сц 804 5 Н 0 - 125 г/л, Н 804 20 г/л , температуре 3 С и плотнос3 м Я ди)жом Ф Ю Состав ителРедактор Л. Авраменко Техред О,НЗаказ 716 37и ДобромысловКорректор М. Демчй сйое 7 Т раж 550 Подл ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб д. 4илиал ППП "Патент", г Ужгород, ул. Проектная 3 1 ти тока 100 А/м, толщина покрытия 10 мкм; 6 - СоБО 5 Н 0 - 200 г/л ) НБ 01 - 70 г/л, температуре 12 С и плотности тока 800 А/м, толщина покрытия 10 мкм; 7 - СиБ 04 5 НО 250 г/л, Н Б 04 - 50 г/л, температуре 12 С и плотности тока 800 А/м толщина покрытия 10 мкм.Кривые, соответствующие датчикам, изготовленным по предлагаемому способу (2-7) расположены под кри-,вой известных датчиков 1 . При той же базе испытаний датчики, изготовленные по указанному способу, реагируют на меньшие деформации, они обладают большей чувствительностью. Наибольшее повышение чувствитель 191730 4ности (до 357.) соответствует датчикам, полученным в условиях, отве"чающих кривым. 6 и 7.Таким образом, изменение состава электролита и режима медненияпозволяет существенно упростить,способ изготовлейия датчиков при одновременном повышении на 5-353 ихчувствительности. Достигаемый эффект 1 О расширяет область использованиягальванических датчиков для конт-,роля малых циклических деформаций,уменьшает продолжительность усталостных испытаний. Простота и тех нологичность способа создают благоприятные условия для его промышленной реализации.