Способ контроля чистоты поверхности изделий

(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЧИСТОТЫ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ(57) Сущность изобретения: наносят пленку воды конденсацией пара, выдерживая магнитный диод над нагретой водой в течение 10 +1 с, располагая его параллельно поверхности воды. Помещают контролируемую поверхность магнитного диска в камеру с источником света и фотоэлементом, Измеряют коэффициент отражения све 1 а, Определяют гистоту поверхности манитного диска по значению коэффициента отражения света от контролируемой поверхности, 1 табл,конденсации на поверхности деталеи, предварительно охлажденной до температуры ниже точки росы окружающей средь;, и метод наблюдения фигур запотевания после обработки деталей струей пара из парообразователя, которьй закрывают ф"оропластовой пробкой с отводным отверстием (см. Луфт Б,Д, и др. Очистка деталей электронных приборов,/Под ред, Р,Н, Рубинштейна, М Энергия. с. 144-150),В способе контроля чистоты поверхности методом конденсации на поверхности деталей, предварительно охлажденной до температуры ниже точки росы окрукающей среды, связь между наблюдаемой картиной смачивания и наличием загрязнений аналогична таковой в укаэанном методе разрыва водной пленки, Недостатками споссба контроля методом конденсации являются: сложность контроля изделий, имею:.цих размеры магнитных дисков, так как изделия необходимо опускать в сосуд Дьюара с жидОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 21) 4635454/25(56) Луфт БД, и др. Очистка деталей электронных приборов./Под ред. Р,Н, Рубинштейна, М.; Энергия, 1968, с, 141 - 142.Луфт Б,Д. и др, Очистка деталей электронных приборов,/Под ред, Р,Н. Рубинштейн. М Энергия, 1968, с, 144-150. Изобретение относится к производству иэделий, имеющих высокий класс шероховатости поверхности, например магнитных дисков.Известен способ контроля чистоты поверхности, основанный на контроле времени разрыва водной пленки, образующейся на изделии после его окунания и извлечения из деионизированной воды (см, Луфт Б.Д, и др, Очистка деталей электронных приборов,/Под ред. Р.Н, Рубинштейна, М.: Энергия, 1968, с. 141 - 142).Этот способ определения чистоты поверхности имеет чувствительность, равную примерно 3 мкг/см при обнарукении ми 2неральных масел, недостаточную для контроля чистоты поверхности магнитных дисков, При этом необходимо использование дорогостоящей аппаратуры для деионизации воды,Наиболее близим к изобретению по технической сущности являются методы 771532 АЗким азотом на 2-5 мин и изготавливать серию фотографий контрольных образцов, наповерхность которых нанесено определенное количество загрязнений,В методе наблюдения фигур запотевания детали обрабатывают струей пара изпарообразователя, который закрывают фторопластовой пробкой с отводным отверстием. П ри наличии жировой пленкизагрязненные участки или вся поверхностьдетали покрываются мелкими каплями конденсата, образующими фигуры запотевания. Чувствительность метода запотеванияпримерно 2 10 г/см; он чувствительнееметода разрыва водной пленки.Однако эти способы не обеспечиваютдостаточной точности определения чистотыповерхности металлических изделий, имеющих размеры магнитных дисков по следующим причинам.1. На поверхности металлических изделий трудно установить момент образованиякапель конденсата.2. Техническое решение, при которомпа рообразовател ь закрывают фторопластовой пробкой с отводным отверстием, а напробку ставят исследуемую деталь, не позволяет взаимодействовать с паром всейконтролируемой поверхности одновременно. В результате не может быть полученаравномерная воспроизводимая пленка конденсата на всей поверхности;3. Отсутствует объективный, измеряемый с помощью инструмента или прибора,критерий оценки чистоты поверхности, чтоне позволяет определять чистоту поверхностей в широком диапазонеих загрязнений,так как невозможно визуально определитьплощадь образующихся капель воды,Поставленная цель достигается тем, чтона.поверхность материала наносят пленкуводы и анализируют характер смачиваемости поверхности, Пленку воды наносят конденсацией паров, выдеркивая контролируемую поверхность материала в объеме водяного пара над поверхностью воды в течение 10 +1 с, а анализ проводят. путемизмерения коэффициента отражения света,по которому судят о чистоте поверхности,В данном способе впервые установленазависимость между количеством загрязнений на поверхности магнитных дисков и величиной коэффициента отражения света, атакже зависимость коэффициента отракения.от времени после нанесения пленкиконденсата,Критерием оценки чистоты поверхности изделий является коэффициент отражения от поверхности после нанесения на нее15 20 пленки конденсата, Коэффициент отракения определяется с помощью источникасвета и фотометра фотоэлемента) в специальной камере, Контролируемое иэделие выдерживают в объеме водяного пара на расстоянии 80 мм от поверхности воды, нагретой до 80 С, горизонтально в течение 10 +1 с, что обеспечивает получение равномерной, воспроизводимой пленки конденсата на всей поверхности изделия. Чистота поверхностей определяется в широком диапазоне их загрязненности от максимальной до значения, определяемого чувствительностью методаСогласно предлагаемому способу контроля чистоты поверхности пленка воды наносится в процессе выдерживания магнитного диска в объеме водяного парапараллельно поверхности воды в течение 10 ф 1 с, Время выдеркки магнитнс го диска в обьеме пара определено на основании экспериментальных данных исходя из следующего. Для переноса магнитного дискаиз емкости с водяным паром и измерения чистоты поверхности согласно предлагаемому способу с помощью фотометра нужно примерно 5 с, Толщина пленки воды, образовавшейся на магнитном диске, должна бь 1 ть достаточной для того, чтобы не произошло ее испарения за время подготовки к измерению коэффициента отражения свста поверхностью, Зксперименты показали, что толщина пленки, образующейся за 101 с,достаточна для того, чтобы определить различие оптических плотностей водных пленок на поверхности различной степени загрязненности (см, таблицу), Время выдерживания магнитного диска в объеме водяного пара, равное 10+1 с. является оптимальным, так как при увеличении времени выдержки увеличивается голщина водной пленки и неоправданно возрастаетвремя проведения измерений чистоты поверхности (при 20 с - в два раза),Предлагаемый способ определения чистоты поверхности магнитных дисков реализован следующим образом. Магнитный 50 55 диск диаметром 130 мм, имеющий 13 класс шероховатости поверхности. ведеркивают в обьеме водного пара на расстоянии 80 мм от поверхности воды, нагретой до 80 С, горизонтально в течение 10 1 с, Горизонтальное расположение магнитного диска во время нанесения водной пленки является оптимальным, так как при этом поверхность магнитного диска покрывается равномерной по толщине пленкой воды, Зтой же цели соответствуют оптимальные значения расстояния магнитного диска до поверхности50 55 воды и температуры нагрева воды. Сохраняя горизонтальное положение магнитного диска, переносят его к фотоэлектрическому блескомеру ФБ, Поверхность магнитного диска с водной пленкой помещают в камеру, внутри которой с одной стороны расположен источник света, а с другой - фотоэлемент, улавливающий свет, отраженный от контролируемой поверхности магнитного диска, покрытой водной пленкой, Площадь поверхности магнитного диска. находящейся внутри камеры и одновременно контролируемой фотометром, равна 700 ммг. В случае применения камеры больших размеров возможен одновременный контроль чистоты поверхности всего магнитного диска с одной или двух сторон. Определяют значение коэффициента отражения света от контролируемой поверхности магнитного диска фотоэлектрического блескомера ФБ сразу. чеоез одну и через две минуты. Оптимальным значением времени выдержки магнитных дисков в обьеме водяного пара является время в интервале 9-10 с. так как в этом слуцае обеспечивается наибольшая равномерность толщины конденсированной водной пленки на поверхности магнитного диска на менее время измерения чистоты поверхности, наибольшая воспроизводимость получаемых результатов. Отклонения значений чистоты поверхности от их среднеарифметического значения не превышали 3%,Экспериментальные данные показали, что точнал оценка чистоты поверхности магнитных дисков согласно прототипу после их тщательной отмывки также не представляется возможной. Когда магнитный диск обрабатывали струей пара сразу после его отмывки, на поверхности магнитного диска образовывалась сплошная пленка воды. Однако в этом случае нельзя сказать, что показателем чистоты поверхности является чувствительность данного метода, поскольку в научно-технической литературе на этот счет информация противоречива (см, Спринг С., Очистка поверхности металлов. М.: Мир, 19 бб, с, 249), чувствительность метода указывается в широком диапазоне значений.Проведенные эксперименты показали, что предлагаемый способ дает возможность определить динамику быстрого загрязнения поверхности тщательно отмытых магнитных дисков загрязнениями окружающей среды, Коэффициент отражения света от поверхности дисков сразу после их отмывки и нанесения водной пленки согласно предлагаемому способу равен 0,95. Через 15 мин после отмывки коэффициент отражения рав"г 5 10 15 20 25 30 35 40 45 вен 0,9 и через 30 мин 0.7 (см, таблицу), Таким образом; можно сделать вывод, что предлагаемый способ позволяет дать точную оценку наличия загрязнений на поверхности магнитных дисков во всем диапазоне возможных загрязнений; от сильно загрязненных магнитных дисков до только что отмытых.Для определения чувствительности предлагаемого способа магнитные диски тщательно отмывались, Определялась чистота поверхности магнитных дисков предлагаемым способом и согласно прототипу (см, таблицу), На поверхность магнитных дисков наносили дозированные количества загрязнения - вазелина из расчета 1 10, 5 108,-8 г1 10 г/см поверхности магнитныхдисков, Определялась чистота поверхности магнитных дисков предлагаемым способом и согласно прототипу. В случае нанесения водной пленки на поверхность магнитных дисков согласно прототипу капельки на поверхности образуются загрязнения улавливаются) только при наличии на поверхности 1 10 г/см загрязнений. Но точная оценка.7 2количества загрязнений по прототипу не может быть дана так как невозможчо определить площадь, занимаемую каплями воды, В случае определения чистоты поверхности согласно предлагаемому способу загрязнения четко фиксируются, когда они нанесены в количестве 1 10 и 5 10 г/см . Коэффициенты отражения света пригэтом соответственно равны 0,55 и 0,6. При концентрации загрязнений 1 10 г/см8 знацение коэффициента отражения света равно 0,9, т. е, такое ке, как у чистой поверхности до нанесения загрязнений, Таким образом, на основании полученных экспериментальных данных можно сделать вывод, что чувствительность предлагаемого способа определения чистоты поверхности магнитных дисков равна 5 10 г/смг и что она выше, чем у прототипа. Технико-зкономические преимущества предлагаемого способа определения чистоты поверхности магнитных дисков по сравнению с прототипом заключаются в следующем,1. Нанесение водной пленки конденсацией паров воды в обьеме водяного пара при постояннь 1 х параметрах технологического процесса нанесения (температура воды, расстояние до поверхности воды) обеспечивает получение равномерной. воспроизводимой пленки конденсата на всей поверхности изделия. цто повышает точность измерения чистоты поверхности маг1771532 8 е д е е еПрфдлагаеиый способ определения чистоты по. всодностн магнитных дисков (по коэффициенту отг кения света), Чувствительность способа раь а 510 г/см Способ определения чистоты поверхности согласно прототипу (по образованию Фи" гур запотевания), Чувствительность способа 21 Г г/см(снЛуфт О,Д, и др, Очистка деталей электронных приборов,/Под ред Р,И,Ру бинштенна, И. Энергия, 1968, с,169) Оид поверхности магнитного диска Коэффициентотраиенил света через1 мин Коэффициент оттрвшаиил сразупосле нанесенияпленки воды Коэффициент отраысния светачерез 2 мин ее ее е0,28 о,зо 0,ЗЗ е035 0,37 о,зв О ,0,2 О, 3 Иа поверхности магнитных видов имеетсябольшое количество капель водыаТочно определить чистоту поверхностиНе представляетсп всеночным. Иагнпшгые дчски до отмывки с эвгрлэнениямн,в тончисле остатками смазочно.охлашдвсщей яидкости Иагнитиые диски тщательноотиыть. Измерение чистотыповерхности чсреэ раэличьдпронешутки врсиени послеотмывки:сразу после отмывки Оо всех случаяхсплошная пленка воды Точная оценка чистоты поверхности нееоэношнв 0,95,О 900,71 090 через 15 мин через 30 инн Определение чувствительнос.ти способов нэнерения чис"тоти поверхности Копи"чество загрязнений, нане"сенных иа диски, г/смэ1 1105 10 0,62 0,71 0,55 0,60 0,70 0,78 Отдельные капли; точная оценка невозмошна Сплошная пленка; загрязнения не обнаруши"веются1 О 0,95 Сплошная пленка; загрязнения не обнаруии"ааштсяее е Загрязнения не обнарушива"ется Составитель Б,СиненкоТехред М, Морген)тал Корректор Т.Палий Редактор Г,Бельская Заказ 3756 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С СР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 131 нитных дисков и сокращает время нанесения пленки воды в 10 - 15 раз.2. Получение равномерных, воспроизводимых пленок конденсата, наносимых на магнитные диски согласно предлагаемому способу, дает возможность определять различные оптические плотности на загрязненных и незагрязненных участках поверхности. В качестве критерия оценки чистоты поверхности магнитных дисков используется коэффициент отражения света от поверхности магнитного диска после нанесения на нее водной пленки конденсацией водного пара.3, Применение камеры с источником света и фотоэлементом и фотометра позволяет получить точную количественную оценку чистоты поверхности магнитных дисков во всем диапазоне загрязнений, имеющихся на магнитных дисках, и сократить времяполучения оценки в 8-10 раз,Формула изобретения5 Способ контроля чистоты поверхностиизделий из смачиваемых водой материалов,заключающийся в том, что наносят на поверхность материала пленку воды и анализируют характер смачиваемости10 поверхности, от л и ч а ю щи й с я тем, что,с целью "повышения точности контроля,пленку воды наносят конденсацией паров,выдерживая контролируемую поверхностьматериала в обьеме водяного пара над по 15 верхностью воды в течение 10 +1 с, а анализпроводят путем измерения коэффициентаотражения, по которому судят о чистоте по-верхности.