Способ измерения толщины покрытий

 

Изобретение относится к измерительной технике и приборостроению и может быть использовано для измерения толщины хрупких покрытий. Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение точности при измерении толщины хрупких покрытий, имеющих коэффициент линейного расширения меньший , чем коэффициент линейного расширения детали, за счет создания локальных выбросов правильной формы в труднодоступных местах. Перед нанесением покрытия на детали устанавливается концентратор напряжения с коэффициентом линейного расширения меньше коэффициента линейного расширения детали. После напьшения за счет неравномерного охлаждения в .покрытии над концентратором образуется выброс в форуме конуса. Измерив длину образующей и угол конуса, вычисляют толщину покрытия. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. i (П

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU !2606 А 1 (51)4 С 01 В 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

I ц!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3843602/24-28 (22) 10,01.85 (46) 30.09.86. Бюл. P - 36 (72) С.Л.Симеонов и Л.В.Минина (53) 621.317.39.53 (088.8) (56) Валитов А.N. и др. Приборы и методы контроля толщины покрытий.

Л., 1970, с.109-111 °

Авторское свидетельство СССР

N- 697801, кл. G 01 В 7/06, 1978. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и приборостроению и может быть использовано для измерения толщины хрупких покрытий, Целью изобретения является расширение технологических воэможностей и повышение точности при измерении толщины хрупких покрытий, имеющих коэффициент линейного расширения меньший, чем коэффициент линейного расширения детали, за счет создания локальных выбросов правильной формы в труднодоступных местах. Перед нанесением покрытия на детали устанавливается концентратор напряжения с коэффициентом линейного расширения меньше коэффициента линейного расширения детали. После напыления за счет неравномерного охлаждения в покрытии над концентратором образуется выброс в форме конуса. Измерив длину образующей и угол конуса, вы- числяют толщину покрытия, 1 з.п.A-лы, 1 ил.

1260671

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины особо хрупких тугоплавких покрытий непосредственно на деталях сложной формы.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение точности при измерении толщины хрупких покрытий, имеющих коэффициент линейного расширения меньший, чем коэффициент линейного расширения детали, за счет создания локальных выбросов правильной формы в труднодоступных местах.

В основу способа положена способность особо твердьгх хрупких покрытий образовывать выбросы покрытия в виде сколов на концентраторах напряжений как непосредственно после нанесения этих покрытий, так и при последующей термообработке, например при резком охлаждении нагретой детали в воде или в жидком азоте.

Сколы таких покрытий лежат в плос6

:кости, расположенной под углом 30-70 к поверхности покрытия. Вводя в материал детали концентраторы напряжений, положение которых точно известно, и используя специальное приспособление, можно измерять толщину покрытия в местах образования сколов.

На чертеже представлена схема приспособления для измерения толщины покрытия.

Устройство для измерения толщины покрытий состоит из гониометрической головки 1, установленной на подвижном столике 2 оптического микроскопа 3. Гониометрическая головка позволяет устанавливать на ней деталь 4 с концентратором 5 напряжений, поворачивать ее .вокруг вертикальной оси 6, горизонтальной оси 7 (перпендикулярной плоскости чертежа) и наклонной оси 8 и измерять углы поворота. Вертикальная 6 и наклонная 8 оси лежат в главной вертикальной плоскости гониометрической головки (совпадающей с плоскостью чертежа), перпендикулярной горизонтальной оси 7. Столик 2 микроскопа дает возможность перемещать гониометрическую головку 1 в горизонтальной плоскости в двух ортогональных направлениях.

Оптическая система микроскопа может перемещаться вдоль вертикальной оси 6.

Толщина покрытия h определяется по формуле

h Р в п(ы + p), где h - толщина покрытия;

2 — длина скола покрытия, измеряемая с помощью микроскопа;

Ф - угол наклона детали, измеряемый с помощью гониометрической головки;

Измерение толщины покрытия заключается в следующем.

Перед нанесением покрытия на поверхности детали в месте, где тре5 бования к покрытию отсутствуют, закрепляют на уровне с поверхностью концентратор напряжения, выполнен ный из материала, коэффициент линейного расширения которого меньше коэффициента линейного расширения материала детали.

Покрытие наносится ионно-плазменным о напылением при 480-550 С толщиной 10 40 мкм, В этот момент поверхность концентратора лежит ниже уровня поверхности детали. После охлаждения покры- тий над концентратором напряжения образуется выброс покрытия, поскольку поверхности детали и концентратора должны совпадать, как это было в момент установки концентратора.

Деталь устанавливается на гониометрическую головку, и концентратор выводится в главную вертикальную плоскость гониометрической головки, затем головку с деталью поворачивают вокруг горизонтальной оси на угол а6, при котором поверхность скола, ле.жащая в главной плоскости, не будет

З0 одновременно сфокусирована. Поворот на угол М осуществляется многократным одновременным повторением операций: фокусировка изображения — дефокусировка изображения — поворот деЗ5 тали на небольшой угол вокруг горизонтальной оси — фокусировка изображения и т.д. до тех пор, пока плоскость скола не совпадет с плоскостью фокусировки, 40 По дуге гониометрической головки считывается угол поворота плоскости скола K (угол поворота детали), а с помощью окуляр-микрометра оптического микроскопа 3 измеряется длина ско45 ла E„ лежащая в главной плоскости гониометра.

12606 — угол между нормалью к поверхности покрытия и осью детали, определяемый расчетным путем с учетом геометрии детали. 5

Составитель А.Куликов

Техред Л.Олейник Корректор Л.Патай

Редактор Н.Горват

Заказ 5214/36 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1. Способ измерения толщины покрытий, заключающийся в том, что об- 10 разуют локальный выброс вещества покрытия, нанесенного на нагретую деталь, и измеряют характеристики выброса, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения точ71 4 ности при измерении толщины хрупких покрытий, имеющих коэффициент линейного расширения меньший, чем коэффициент линейного расширения детали,локальный выброс образуют путем установки перед нанесением. покрытия на деталь, на одном уровне с ее поверхностью концентратора напряжения, выполненного из материала с коэффициентом линейного расширения меньшим, чем коэффициент линейного расширения материала детали.

2, Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что измеряют длину образующей на угол конуса выброса и определяют по ним толщину покрытия.

4