Способ исследования дефектныхслоев

Союз СоветскикСощиалистическикРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ1819674(54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФЕКТНЫХ СЛОЕВ Изобретение относится к неразрушающему способу контроля дефектов (прижогов), возникающих при шлифовании и заточке изделий из инструментальной стали, например, режущего инструмента, и может быть использовано в любой отрасли промышленности, изготовляющей и использующей режущий инструмент. Известен способ для измерения толщины гальванических покрытий, по которому электролитический элемент располагают на поверхности контролируемого покрытия и включают в цепь генератора линейнорастущего напряжения. Изменение тока, проходящего через элемент, является сигналом о качестве покрытия. Этот сигнал усиливается усилителем и преобразовывается в последовательность прямоугольных импульсов преобразователем, Амплитудный селектор фиксирует амплитуду импульсов в момент перфорации покрытия и своим сигналом прекращает рост напряжения генератора. При этом стрелочный индикатор, связанный, с узлом управления генератора, указывает значение толщины слоя 11,Однако этим способом невозможно определить различные состояния одного и того же материала.Известен также способ исследования дефектных слоев, возникающих на поверхности стальных изделий при шлифовании и заточке, включающий травление в растворе пассивирующей кислоты с последующей визуальной оценкой поверхности 2.Этот способ позволяет выявить дефекты как на плоской, так и на криволинейной шлифованной поверхности. Но этот способ требует применения нескольких ванн и сопряжен с трудностями. по поддержанию состава рабочих растворов. Чувствительность такого химического способа для сложнолеги рованных инструментальных сталей оченьнизка.Целью изобретения является повышениечувствительности и обеспечение возможности определения глубины дефектных слоев.Для этого травление проводят в трехэлектродной ячейке при пропускании анод- ного тока в потенциостатическом режиме в области потенциалов, в пределах которой скорость травления дефектных участков на8196741.2 порядка меньше, чем недефектных участков.После травления покрывают электроизолирующей маской недефектные участки, проводят повторное потенциостатическое травление дефектных участков и измеряют плотность тока во времени.На фиг, 1 приведена принципиальная схема трехэлектродной ячейки для осуществления предлагаемого способа; на фиг, 2потенциодинамические анодные кривые дляотпущенной по оптимальному режиму (а)и вторично закаленной после оптимальногоотпуска (б) контролируемой стали; нафиг, 3 - график зависимости логарифмплотности анодного тока - время травления 15в потенциостатическом режиме для отпущенной по оптимальному режиму (в) и вторично закаленной после оптимального отпуска (г) контролируемой стали; на фиг. 4 -график зависимости логарифм плотностианодного тока - время травления в потенциостатическом режиме для бездефектнойстали (кривая д) и дефектной стали (кривые е и ж с различной глубиной дефектного слоя на шлифованной поверхности контролируемого стального изделия,Устройство для осуществления способапредставляет собой трехэлектродную ячейку, в которой имеются две емкости: емкость 1 - с пассивирующей кислотой, емкость 2 - с насыщенным раствором КС.В емкость 1 помещается катод 3 и из- з 0делие 4, являющееся анодом. В емкости 2находится хлорсеребряный электрод 5 сравнения. Контакт растворов в емкостях 1 и 2осуществляется с помощью электролитического ключа 6, часть которого, погруженнаяв емкость 1, заполнена рабочей кислотой,а часть, погруженная в КС 1, заполнена КС 1.Электролитический ключ должен быть расположен на расстоянии 1 - 2 мм от поверхности анода. Электролитическая ячейка подключена к потенциостату или потенциометру 7. Ток регистрируется с помощью самопишущего потенциометра КСП - 4 или милли ам перметра 8. Травление производитсяпри комнатной температуре в условиях свободного контакта с атмосферой.Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.Изделие с тщательно обезжиренной и обособленной поверхностью закрепляют в приспособлении и погружают в ячейку (1) Изделие катодно поляризуют (активируют) в течение 3 - 5 мин при потенциале на 0,в 0,2 В отрицательнее стационарного потенциала (2). Анодное травление осуществляют в потенциостатическом режиме при определенном потенциале в течение 1 мин, фиксируя изменение тока во времени (3).Потенциал травления в соответствии с маркой стали и рабочим электролитом вы 4бирается из сопоставления потенциодинамических анодных кривых а и б на фиг. 2. Он находится в заштрихованной области на фиг. 2. При этом потенциале вторично закаленные слои на поверхности изделия пассивируются, что характеризуется уменьшением тока в процессе травления до некоторого минимального значения. Оптимально отпущенные слои при этом потенциале находятся в состоянии активного растворения, что характеризуется ростом тока в процессе травления до некоторого максимального значения.Вид кривых логарифм плотности анод- ного тока - время травления в потенциостатическом режиме (1 р=1( при выбранном потенциале для оптимально отпущенного состояния (в) и вторично закаленного состояния (г) представлен на фиг. 3.Изделие вынимают из раствора и осуществляют визуальный осмотр. Светлые пятна указывают на наличие вторично закаленных участков на контролируемой поверхности.Для оценки глубины вторично закаленного слоя обособляют светлый участок с помощью парафиновой или иной маски и повторяют операции 1 и 2. Выполняют анодное травление в потенциостатическом режиме при потенциале, выбранном по п, 3, фиксируя изменение тока растворения во времени. Анодное травление продолжают до скачкообразного возрастания тока.Строят кривую 1 р - (с).На фиг. 4 приведены кривые 1 р=1(г), полученные в условиях анодного травления в потенциостатическом режиме для бездефектного состояния поверхностного слоя стального изделия (д) и для дефектного состояния (е и ж с разной глубиной дефектного слоя), Кривая (д) фиг. 4 аналогична кривой (в) фиг. 3 для оптимально отпущенного состояния.Кривые (е и ж) фиг. 4 имеют два участка. Сначала ток стремится к некоторому минимальному значению в результате пассивации поверхности, а затем после стравливания вторично закаленного слоя ток скачкообразно возрастает до значений, соответствующих отпущенному состоянию. Продолжительность травления до скачка тока находится в связи с глубиной вторично закаленного слоя, Оценка глубины вторично закаленного слоя на изделии может быть осуществлена при сравнении полученной кривой 1 р =1 с калибровочными кривыми, построенными ранее для контролируемой стали в данной кислоте, Зная вид кривой, время до скачка тока при повторном травлении и уровень минимального тока (1 р ., ), можно оценить глубину вторично закаленного слоя, учитывая и глубину слоя, стравленного при операции 3.Калибровочные кривые строят на основании данных, полученных на небольшихмодельных образцах (до 20 г) с разной глубиной вторично закаленного слоя, Глубину вторично закаленного слоя на модельных образцах оценивают по потере веса образца за время анодного травления, отнесенной к плотности стали и к площади контролируемой поверхности.Формула изобретения1, Способ исследования дефектных слоев, возникающих на поверхности стальных изделий при шлифовании и заточке, включающий травление в растворе пассивирующей кислоты с последующей визуальной оценкой поверхности, отличающийся тем, что с целью повышения чувствительности, травление проводят в трехэлектродной ячейке при пропускании анодного тока в потенциостатическом режиме в области потенциалов,в пределах которой скорость травления дефектных участков на 1 - 2 порядка меньше, чем недефектных участков.2. Способ по п. 1, отличающийся тем,что, с целью обеспечения возможности опре деления глубины дефектных слоев, послетравления покрывают электроизолирующей маской недефектные участки, проводят повторное потенциостатическое травление дефектных участков и измеряют плотность тока во времени.10Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР322601, кл. 6 01 В 7/06, 191.2. Инструкция по обнаружению мягкихпятен и ожогов на деталях подшипниковиз специальных сталей методом травления,ВНИИ подшипниковой промышленности.М 1966 (прототип).