Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА ПОКРЫТИЙ НА ИЗДЕЛИЯХ, ПОЛУЧЕННЫХ ОБРАБОТКОЙ ДАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к способам определения качества металлических разнофункциональных покрытий на изделиях, получаемых обработкой давлением.

Известен способ определения качества покрытий, заключающийся в подготовке поверхности изделия под покрытие согласно ГОСТ 9.301-78, нанесении покрытия на подготовленную поверхность, исследовании основных параметров качества покрытия (прочность сцепления покрытия с основным материалом, микротвердость, толщина, пористость) согласно соответствующим методам контроля по ГОСТ 9.302-79.

Этот способ реализуется следующим образом. Поверхность изделия перед нанесением покрытия подвергается обработке согласно требованиям ГОСТ 9.301-78. Затем на изделие наносят требуемый тип покрытия. Контроль качества нанесенного покрытия на пористость, прочность сцепления покрытия с основным материалом, микротвердость, толщину осуществляют по ГОСТ 9.302-79 (прототип). Допускается производить контроль качества покрытия на образцах-свидетелях простой формы в случае сложной формы изделия и определения параметров качества покрытий на внутренних поверхностях изделия.

Недостатком этого способа является то, что для случая исследования перечисленных выше параметров качества покрытия на реальных изделиях эта процедура существенно затруднена, а зачастую просто невозможна для изделий сложной геометрии, что наиболее характерно для изделий, получаемых обработкой давлением. В случае же использования для исследования качества покрытия образцов-свидетелей простой формы, последние по напряженно-деформированному состоянию и физико-механическому состоянию исследуемой поверхности не соответствуют таковым для изделия после обработки давлением. При этом эти различия весьма существенны. Соответственно параметры качества покрытия, полученные на таких образцах-свидетелях, могут значительно отличаться от соответствующих параметров реальных изделий. Этот недостаток становится еще более существенным, когда требуется определить качество покрытий на внутренних поверхностях изделий, а также когда происходит разработка новых изделий и технологий обработки давлением с последующим нанесением покрытий, где исследования наиболее целесообразно производить на модельных образцах.

Технический результат изобретения - повышение точности (достоверности) определения параметров качества разнофункциональных покрытий на изделиях, получаемых обработкой давлением.

Технический результат достигается тем, что в способ определения качества покрытий на изделиях, полученных обработкой давлением, заключающийся в подготовке поверхности образца-свидетеля согласно ГОСТ 9.301-78, нанесении покрытий на образец-свидетель, исследовании основных параметров качества покрытий на образце-свидетеле: прочность сцепления покрытия с основным материалом, микротвердость, толщина, пористость, согласно соответствующим методам контроля по ГОСТ 9.302-79, добавляется следующее: образец-свидетель перед подготовкой поверхности по ГОСТ 9.301-78 и нанесением покрытий на него подвергают осадке по схеме напряженно-деформированного состояния аналогично таковой для конкретного вида обработки давлением, при котором получено изделие, затем исследуемую поверхность образца-свидетеля подвергают комплексной обработке, соответствующей комплексу поверхностной обработки реального изделия после обработки давлением перед нанесением покрытия.

В этом случае напряженно-деформированнное состояние образца-свидетеля и физико-механическое состояние его поверхности в наибольшей степени соответствует таковым для конкретного вида обработки давлением и последующей поверхностной обработки, при которых получено изделие. После этого исследуемая поверхность образца-свидетеля проходит обработку согласно ГОСТ 9.301-78 и на нее наносят конкретный вид покрытия.

Исследование основных параметров качества покрытий (прочность сцепления покрытия с основным материалом, микротвердость, толщина, пористость) проводят на образце-свидетеле согласно соответствующим методам контроля по ГОСТ 9.302-79.

Пример реализации предлагаемого способа.

Требуется определить качество вакуумного ионно-плазменного износостойкого покрытия из нитрида хрома на внутренней поверхности полости диаметром 10 мм, глубиной 18,5 мм, в цилиндрической детали диаметром 20 мм и высотой 30 мм. Полость в детали из стали 45 получена методом холодного обратного вылавливания на гидравлическом прессе. Скорость выдавливания (скорость деформирования) составляла 1,67 мм/с.

Способ осуществляется следующим образом.

1. Из материала изделия изготавливается образец-свидетель цилиндрической формы диаметром 15 мм и высотой 15 мм. Это обеспечивает структурное соответствие материала изделия и образца-свидетеля. Величина торцевой поверхности образца-свидетеля достаточна для проведения испытаний по определению параметров качества покрытия по методам ГОСТ 9.302-79.

2. Образец-свидетель подвергают свободной осадке между параллельными плитами на гидравлическом прессе со скоростью деформирования 0,83 мм/с. Образец-свидетель осаживают на 9,5 мм. Схема и деформационно-скоростные параметры осадки соответствуют параметрам процесса выдавливания исследуемой полости. В этом случае напряженно-деформированное состояние образца и физико-механическое состояние его поверхности в наибольшей степени соответствует таковым для конкретного вида обработки давлением, при котором получено изделие.

3. Исследуемая поверхность образца-свидетеля после осадки подвергается комплексу обработки, соответствующему комплексу поверхностной обработки реального изделия после обработки давлением: проводят термическую обработку на HRC 45; полируют поверхность до R_a=0,16 мкм. Это обеспечивает идентичность физико-механического состояния исследуемой поверхности образца-свидетеля и поверхности реального изделия пред нанесением покрытия.

4. Производится подготовка исследуемой поверхности образца-свидетеля под покрытие согласно ГОСТ 9.301-78.

5. На исследуемую поверхность образца-свидетеля наносят износостойкое ионно-плазменное покрытие из нитрида хрома совместно с исследуемыми деталями.

6. На исследуемой поверхности образца-свидетеля определяют параметры качества покрытия согласно методам по ГОСТ 9.302-79.

Таким образом, заявленный способ определения качества покрытий позволяет значительно повысить точность определения параметров качества покрытий на изделиях, полученных обработкой давлением, так как при реализации способа в наибольшей степени выполнены структурное и деформационное соответствие образца-свидетеля и реального изделия и идентичность физико-механического состояния их поверхностей перед нанесением покрытия. Особенно это важно при нанесении тонких покрытий физическими методами (например, ионно-плазменные покрытия), когда физико-механическое состояние поверхности и напряженно-деформированное состояние поверхностной зоны изделия существенно влияют на механизмы формирования покрытий.