Способ измерения толщины никелевых покрытий на немагнитных изделиях

 

Изобретение относится к области измерения линейных размеров. Оно позволяет повысить точность измерения толщин двухсторонних никелевых покрытий на тонких немагнитных материалах . Расширение области применения и повышение точности достигается за счет того, что измеряют толщину изделия до покрйлтия, после чего в одной и той же точке с обеих сторон изделия величины отрывных усилий постоянного магнита и по результатам этих измерений с учетом влияния покрытия на противолежащей стороне изделия судят о толщине никелевого покрытия на каждой стороне.

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (1Ю (11) д11 4 С 01 В 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

m 1 h

Т7к + Т7г + ь

F=Kh.

/ (2) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И CAHPblTHQM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4221878/25-28 (22) 06.04.87 (46) 15.03.89. Бюл. М 10 (71) Институт прикладной физики

АН БССР (7 2) А.А. Лухвич, В.А. Р удницкий, Н. Г. Медведевских и А.Л. Мелешко (53) 620.179.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1173166, кл. G 01 В 7/06, 1981. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИИИ НИКЕЛЕВЫХ ПОКРЫТИЙ НА НЕМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЯХ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к измерению линейных размеров, и может быть использовано на предпри.ятиях машиностроительной и радиопромышленности для измерения толщин гальванических двухсторонних никелевых покрытий на тонких немагнитных изделиях.

Цель изобретения - расширение области применения за счет контроля двухсторонних покрытий и повышение точности измерений эа счет толщины покрытия на противоположной стороне из делия °

Сущность способа эаклочается в следующем.

Из теории магнитного пондермоторного (магнитоотрывного) метода известно, что при контроле чикелевых (57) Изобретение относится к области измерения линейных размеров. Оно позволяет повысить точность измерения толщин двухсторонних никелевых покрытий на тонких немагнитных материалах. Расширение области применения и повышение точности достигается за счет того, что измеряют толщину иэделия до покрытия, после чего в одной и той же точке с обеих сторон изделия величины отрывных усилий постоянного магнита и по результатам этих измерений с учетом влияния покрытия на противолежащей стороне из" делия судят о толщине никелевого покрытия на каждой стороне.

Р покрытий усилие притяжения постоянно- а го ма гнита можно за писа ть в виде где К вЂ” коэффициент пропорциональности; ш — магнитный заряд полюса магнита; k — магнитная восприимчивость никеля; Ь - толщина никелевого слоя.

Поскольку величина полюсного расстояния постоянного магнита а значительно превышает толщину покрытия h (для обычных гальванических покрытий), то пренебрегая значением h в. знаменателе формулы (l) можно записать

Как показывает практика в диапазоне 2-20 мкм толщины никеля зависимость отрывного усилия от толщины

1465690

° ° ° ° ° o ° ° ° ° ° ° ° е ° ° °

Из этой системы определяем коэффициент Кг..

Таким образом, определяют два коэффициента К? и Кг, причем К зависит в основном от параметров постоянноro магнита, а Кг является функцией одновременно и параметров магнита и толщины немагнитного основания иэделия h.„„„„„

Для точного определения толщин двухстороннего никелевого покрытия необходимо в одной и той же точке провести измерения отрывного усилия

50 близка к линейной. Однако это справедливо только для одностороннего покрытия. При контроле же двухстороннего покрытия на результат измерения оказывает влияние не только измеряемая накладным преобразователем толщина никелевого покрытия на лицевой стороне, но и на обратной стороне контролируемого изделия. Следователь- 10 но, усилие притяжения постоянного магнита в этом случае будет иметь вид

Р =р, +Г2 =КЬ, +КЬ » (3)

2 «гГ f5 где F u F — усилия притяжения магf 2. нита к каждому слою двухстороннего никелевого покрытия с толщинами соответственно h< и h на каждой стороне К и К вЂ” коэффициенты пропорци20 г ональности, не меняющиеся в процессе измерения °

Коэффициент К? можно определить, измеряя одностороннее покрытие на ли-, цевой стороне изделия, Для этого используют образцы с различной толщиной гальванического. никелевого покрытия на немагHHTHobI основании, аттестованной с точностью 0,1 мкм прямым методом. В пределах толщин никеля 2-20 мкм зависимость отрывного усилия от толщины никеля F = f(h ) близка к линейной.

Для нахождения коэффициента К» измеряют (для заданного h,„ ) вели- 35 чину отрывного усилия при постоянной величине никелевого покрытия на лицевой стороне и переменной величине никеля на обратной стороне. Другими словами, получаем ряд соотноше- 40 ний

F =Kh, +КЬ,;

1 /

F =К,Ь, +К,Ь,. постоянного магнита на лицевой и обратной сторонах контролируемого из" делия. Кроме того, предварительно необходимо определить толщину немагнитного основания изделия. Это соот-. ветствует получению системы уравнений:

+ КгЬг

Kt h + K h °

Поскольку коэффициенты К и Кг определены заранее, получаем значения толщин на каждой стороне:

hI

K < K, K, Принципиально предлагаемый способ может быть реализован любым известным толщиноиетром» имеющим в качестве чувствительного элемента постоянный магнит, по известной методике измерения пондеромоторной силы притяжения к образцу. Измерительный постоянный магнит устанавливают на поверхность испытуемого изделия, постепенно увеличивают внешнюю силу до момента отрыва магнита и измеряют силу отрыва постоянного магнита. Дополнительно измеряют силу отрыва при установке магнита на покрытие с противоположной стороны изделия. Для измерения отрывного усилия постоянного магнита может быть использован, например толщиномер типа MTA. Основными элементами устройства толщиномера

MTA являются: постоянный магнит, закрепленный на уравновешенном рычаге, спиральная пружина, создающая отрывное усилие, а также шкала и индикаторная стрелка, С целью минимизации погрешности измерений вследствие влияния различной магнитной проницаемости никеля (различных напряжений никелевого покрытия) постоянный магнит толщиномера выполнен из высококоэрцитивного материала КС"37A, имеющего следующие магнитные характеристики: Н = 560 кА/м, В = 0»82 Тл. с

При закручивании спиральной пружины начинает постепенно увеличиваться крутящий момент, действующий на рычаг и стремящийся оторвать измерительный постоянный магнит от изделия, При этом индикаторная стрелка перемещается по шкале и н момент равенства силы притяжения и сIIJIb? отрыва

65690 нита, установленного на покрытие, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения эа счет контроля двухсторонних никелевых покрытий и повышения точности измерений, дополнительно измеряют величину отрывного усилия F< постоянного магнита при его установ1р ке на покрытие с противоположной стороны иэделия, а толщины покрытий

h| и h< с каждой стороны иэделия определяют по соотношениям

h —

1 где К и К 15

Фо рмула изобретения

Способ измерения толщины никелевых покрытий на немагнитных иэделиях, заключающийся в измерении величины отрывного усилия Р постоянного маг1

Составитель И. Рекунова

Редактор Ю. Середа Техред Л.Сердюкова Корректор М. Пожо

Тираж 683

Заказ 932/40

Подписное

ВВИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат НПатент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 14 (момент отскока магнита) по углу закручивания внутреннего конца спиральной пружины посредством отсчета показаний по шкале, судят о величине отрывного усилия.

Практически определение толщин двухстороннего покрытия удобнее осуществлять по заранее составленным графикам или таблицам.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет точно измерять толщины никелевого покрытия при двухстороннем его нанесении на тонкие (порядка

1 мм) немагнитные изделия за счет учета влияния никеля на противолежащей стороне изделия.

FÊ 1, ГК -FК

K < K -К

2 g 2 коэффициенты, зависясящие соответственно от параметров постоянного магнита и толщины немагнитного основания, изделия для данного типа постоянного магнита.