Способ контроля чистоты поверхности изделий

 

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 света. Определяют чистоту поверхности магнитного диска по значению коэффициента отражения света от контролируемой поверхности. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ол 6 01 К 21/88

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ (21) 4635454/25 (22) 11.01,89 (46) 23,10,92. Бюл. N 39 (71) Научно-производственное объединение

"Персей" (72) Б.В. Синенко и В.Ф. Махров (73) В,M. Черемисинов (56) Луфт БД. и др. Очистка деталей электронных приборов./Под ред. Р,Н, Рубинштейна, M.: Энергия, 1968, с, 141-142.

Луфт Б.Д. и др, Очистка деталей электронных приборов./Под ред. P,Í. Рубинштейн. M„ 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 обнару>кении ми2 неральных масел, недостаточную для контроля чистоты поверхности магнитных дисков. При этом необходимо использование дорогостоящей аппаратуры для деионизации воды, Наиболее близким к изобретению по технической сущности являются методы. Ы 1771532 А3 (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 а, Определяют чистоту поверхности ма нитного диска по значению коэффициента отражения света от контролируемой поверхности, 1 табл. конденсации на поверхности деталей, предварительно охлажденной до температуры ниже точки росы окружающей средь;, и метод наблюдения фигур запотевания после обработки деталей струей пара из парооб- — ь разователя, KQTopb!A закрывают ф оропластовой пробкой с отводным отверстием (см.

Луфт Б,Д, и др. Очистка деталей электронных приборов,/Под ред, Р.Н. Рубинштейна.

M„ Энергия. с. 144-150), В способе контроля чистоты поверхности методом конденсации на поверхности деталей, предварительно охлажденной до температуры ниже точки росы окру>кающей среды, связь между наблюдаемой картиной 1() 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 жид1771532 ким азотом на 2-5 мин и изготавливать серию фотографий контрольных образцов, на поверхность которых нанесено определенное количество загрязнений, В методе наблюдения фигур запотевания детали обрабатывают струей пара из парообразователя, который закрывают фторопластовой пробкой с отводным отверстием. П ри наличии жировой пленки загрязненные участки или вся поверхность детали покрываются мелкими каплями конденсата, образующими фигуры запотевания. Чувствительность метода запотевания примерно 2.10 г/см; он чувствительнее метода разрыва водной пленки.

Однако эти способы не обеспечивают достаточной точности определения чистоты поверхности металлических изделий, имеющих размеры магнитных дисков по следующим причинам.

1. На поверхности металлических изделий трудно установить момент образования капель конденсата.

2. Техническое решение, при котором па рообразовател ь закрывают фторопластовой пробкой с отводным отверстием, а на пробку ставят исследуемую деталь, не позволяет взаимодействовать с паром всей контролируемой поверхности одновременно. В результате не может быть получена равномерная воспроизводимая пленка конденсата на всей поверхности;

3. Отсутствует объективный, измеряемый с помощью инструмента или прибора, критерий оценки чистоты поверхности, что не позволяет определять чистоту поверхностей в широком диапазоне их загрязнений, так как невозможно визуально определить площадь образующихся капель воды, Поставленная цель достигается тем, что на.поверхность материала наносят пленку воды и анализируют характер смачиваемости поверхности, Пленку воды наносят конденсацией паров, выдер>кивая контролируемую поверхность материала в объеме водяного пара над поверхностью воды в течение 10 +1 с, а анализ проводят. путем измерения коэффициента отражения света, по которому судят о чистоте поверхности.

В данном способе впервые установлена зависимость между количеством загрязнений на поверхности магнитных дисков и величиной коэффициента отражения света, а также зависимость коэффициента отра>кения.от времени после нанесения пленки конденсата, Критерием оценки чистоты поверхности изделий является коэффициент отражения от поверхности после нанесения на нее

40 пленки конденсата, Коэффициент отра>кения определяется с помощью источника света 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 метода

Согласно предлагаемому способу контроля чистоты поверхности пленка воды наносится в процессе выдерживания магнитного диска в объеме водяного пара параллельно поверхности воды в течение

10"-1 с, Время выдер>кки магнитнг го диска в обьеме пара определено на основании экспериментальных данных исходя из следующего. Для переноса магнитного диска из 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 быть достаточной для того, чтобы не произошло ее испарения за время подготовки к измерению коэффициента отражения свста поверхностью. Зксперименты показали, что толщина пленки, образующейся за 10» 1 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 возрастает время проведения измерений чистоты поверхности (при 20 с — в два раза).

Предлагаемый способ определения чистоты поверхности магнитных дисков реализован следующим образом. Магнитный диск диаметром 130 мм, имеющий 13 класс шероховатости поверхности. ведер>кивают в обьеме водного пара на расстоянии 80 мм от поверхности воды, нагретой до 80 С, горизонтально a тTеeч«еeнHи е e 110 01 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 поверхности

1771532

55 воды и температуры нагрева воды. Сохраняя горизонтальное положение магнитного диска, переносят его к фотоэлектрическому блескомеру ФБ-2. 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 мм . 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 блескамера ФБ2 сразу. через 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 случае 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 точная 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.

M.: Мир, 19бб, 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 ра— — — г

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 ро 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, -7

-8 г

1 10 r/cM 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/cM загрязнений. Но точная оценка

-7 2 количества загрязнений по протстипу 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

-7 г/см . Коэффициенты отражения cBBTB npu г этом соответственно равны 0.55 и 0,6. При концентрации загрязнений 1 10 г/см

-8 значение 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 постоянных параметрах технологического процесса нанесения (температура воды, расстояние до поверхности воды) обеспечивает получение равномерной. воспроизводимой пленки конденсата на всей поверхности изделия. что повышает точность измерения чистоты поверхности маг1771532

«» »

Прбдлагаеиый способ определения чистоты повсохностн магнитных дисков (по коэФФициенту

o7l .женин света). Чувствительность способа рар га 5 ° 10 г/см

Способ определения чистоты поверхности согласно прототипу (по образованию Фи

tYp 3onoYånnnnn). Чувствительность способа 2 ° !1Г r/см (сн>ЛуФт G,Ä. и др, Очистка деталей электронных приборов./Под ред.Р.H,Ру» бинштенна, И.> Энергия, 1968, с,169) оид поверхности магнитного диска

КоэФФициент отраненил света через

1 мин

КоэФфициент отт рвжвиил сразу после нанесения пленки воды

КоэФФициснт отражения света через 2 мин

0,28 о,зо

0 33

0,35 о,З7

0,З8

0,00

0,1>2 о,чз

Иа поверхности магнитных видов имеется большое количество капель воды.

Точно определить чистоту поверхности не представляетсп возиомным.

Иагн»тные диски до отмыв ки с эвгрлзнениямн,в тон числе остатками смазочиаохлаждвсщсй яидкости

Иагнитные диски тщательно отиыты. Измерение чистоты поверхности через различные промежутки врсиени после отнывки: сразу после отмывки

0о всех случаях сплошная пленка воды

Точная оценка чистоты поверхности нееозножнв

0195 .

0 90

0,71

0,97

0ig0 через 15 мин через 30 мнн

Олрсдслснис чувствительнос» ти способов нэнерения чис" тОты поверхнастн. Кали" чество загрязнений, нанесенных на диски, г/смз:

1 ° 10

5 l0

0,62

0,55

0,60

0,70

Отдельные капли; точная опенка невозможна

0,71

0,78

Сплошная пленка; загрязнения не обнаружи" веются! 10

0 95

Сплошная пленка; загрязнения не обнаруживаются

Загрязнения не обнаружива" ется

Составитель Б,Синенко

Техред М,Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор Г,Бельская

Заказ 3756 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С „СР

113035, Москва, Ж-35. 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 количественну)о оценку чистоты поверхности магнитных дисков во всем диапазоне загрязнений, имеющихся на магнитных дисках, и сократить время получения оценки в 8-10 раз.

Формула изобретения

5 Способ контроля чистоты поверхности изделий из смачиваемых водой материалов, заключающийся в том, что наносят íà поверхность материала пленку воды и анализируют характер смачиваемости

10 поверхности, от л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью "повышения точности контроля, пленку воды наносят конденсацией паров, выдерживая контролируемую поверхность материала в обьеме водяного пара над по15 верхностью воды в течение 10 +1 с, а анализ проводят путем измерения коэффициента отражения, по которому судят о чистоте поверхности.