چگونه سختی آبکاری را اندازه گیری کنیم؟ - وبلاگ

من به عنوان یک تامین کننده آبکاری، اغلب با مشتریانی مواجه می شوم که نگران سختی پوشش های آبکاری شده هستند. سختی آبکاری یک ویژگی مهم است که بر عملکرد و دوام قطعات پوشش داده شده تأثیر می گذارد. در این پست وبلاگ، روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری سختی آبکاری و اهمیت آن در صنعت آبکاری بحث خواهم کرد.

چرا اندازه گیری سختی آبکاری مهم است؟

قبل از پرداختن به روش های اندازه گیری، درک اینکه چرا اندازه گیری سختی قابل توجه است، ضروری است. سختی به طور مستقیم بر مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خوردگی و طول عمر کلی اجزای آبکاری شده تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، در کاربردهای خودرو، قطعات آبکاری شده باید در شرایط استرس بالا و اصطکاک ثابت مقاومت کنند. یک پوشش آبکاری سخت تر می تواند از سایش و خرابی زودرس جلوگیری کند و ایمنی و قابلیت اطمینان خودرو را تضمین کند.

در صنعت هوافضا، جایی که قطعات در معرض محیط های شدید قرار می گیرند، سختی آبکاری می تواند عملکرد و یکپارچگی قطعات حیاتی را تعیین کند. علاوه بر این، برای آبکاری تزئینی، سختی می تواند به حفظ ظاهر زیبایی محصول در طول زمان با مقاومت در برابر خراش و ساییدگی کمک کند.

روش های رایج برای اندازه گیری سختی آبکاری

1. تست سختی ویکرز

تست سختی ویکرز یکی از پرکاربردترین روش ها برای اندازه گیری سختی پوشش های آبکاری شده است. این آزمایش شامل فرورفتگی سطح نمونه آبکاری شده با یک فرورفتگی الماس هرمی بر پایه مربع تحت یک بار خاص است. سپس اندازه فرورفتگی باقی مانده روی سطح با استفاده از میکروسکوپ اندازه گیری می شود.

عدد سختی ویکرز (HV) بر اساس بار اعمال شده و سطح فرورفتگی محاسبه می شود. فرمول محاسبه سختی ویکرز (HV=\frac{1.8544F}{d^{2}}) است، که در آن (F) بار اعمال شده بر حسب کیلوگرم - نیرو و (d) میانگین طول مورب فرورفتگی بر حسب میلی متر است.

یکی از مزایای تست سختی ویکرز توانایی آن در اندازه گیری سختی در طیف وسیعی از مقادیر، از مواد بسیار نرم تا بسیار سخت است. همچنین یک فرورفتگی نسبتاً کوچک ایجاد می کند که برای اندازه گیری سختی پوشش های نازک آبکاری شده مناسب است. با این حال، این آزمایش به یک میکروسکوپ با دقت بالا و اپراتورهای ماهر برای اندازه‌گیری دقیق اندازه فرورفتگی نیاز دارد.

2. تست سختی Knoop

تست سختی Knoop مشابه تست ویکرز است اما از یک فرورفتگی الماس لوزی شکل استفاده می کند. فرورفتگی Knoop یک فرورفتگی دراز ایجاد می کند که برای اندازه گیری سختی مواد شکننده یا پوشش های نازک مناسب تر است.

عدد سختی Knoop (HK) با استفاده از فرمول (HK=\frac{14.229F}{L^{2}}) محاسبه می‌شود، که در آن (F) بار اعمال شده بر حسب کیلوگرم - نیرو و (L) طول مورب طولانی فرورفتگی بر حسب میلی‌متر است.

مزیت اصلی تست سختی Knoop این است که می تواند سختی سنجی دقیق تری را برای پوشش های نازک آبکاری شده ارائه دهد، زیرا احتمال کمتری دارد که فرورفتگی دراز از طریق پوشش و داخل زیرلایه نفوذ کند. با این حال، مانند تست ویکرز، به تجهیزات اندازه گیری دقیق و پرسنل آموزش دیده نیز نیاز دارد.

3. تست سختی راکول

تست سختی راکول روشی نسبتا سریع و ساده برای اندازه گیری سختی است. این شامل فرورفتگی سطح نمونه با یک توپ فولادی سخت شده یا یک مخروط الماس تحت یک بار اصلی پس از اعمال بار جزئی اولیه است.

عدد سختی راکول با تفاوت در عمق فرورفتگی قبل و بعد از اعمال بار اصلی تعیین می شود. مقیاس های مختلف راکول مانند ترازو HRA، HRB و HRC وجود دارد که بسته به سختی ماده مورد آزمایش استفاده می شود.

تست سختی راکول برای اندازه گیری سختی پوشش های نسبتاً ضخیم آبکاری شده مناسب است. این یک روش سریع و مقرون به صرفه است، اما ممکن است به اندازه آزمایش‌های Vickers یا Knoop برای پوشش‌های نازک دقیق نباشد، زیرا فرورفتگی می‌تواند نسبتاً بزرگ باشد و ممکن است به داخل بستر نفوذ کند.

4. نانو فرورفتگی

نانو فرورفتگی یک تکنیک مدرن برای اندازه گیری سختی لایه های نازک و مواد در مقیاس کوچک است. برای اعمال یک بار کنترل شده بر روی سطح نمونه آبکاری شده، از یک نوک فرورفتگی بسیار کوچک، معمولاً یک فرورفتگی الماسی Berkovich استفاده می کند.

در طول فرآیند نانو فرورفتگی، بار و جابجایی فرورفتگی به طور مداوم پایش می شود و سختی و مدول الاستیک ماده را می توان بر اساس منحنی بار - جابجایی محاسبه کرد. نانو فرورفتگی می‌تواند اندازه‌گیری سختی با وضوح بالا را در مقیاس نانو فراهم کند و آن را برای مطالعه خواص مکانیکی پوشش‌های آبکاری شده فوق‌العاده نازک ایده‌آل می‌کند.

با این حال، تجهیزات نانو تورفتگی نسبتاً گران هستند و آزمایش نیاز به آماده سازی دقیق نمونه و تجزیه و تحلیل داده ها دارد.

Metal Parts Electroplating Service

عوامل موثر بر اندازه گیری سختی آبکاری

هنگام اندازه گیری سختی آبکاری، عوامل متعددی می توانند بر دقت نتایج تأثیر بگذارند. این عوامل عبارتند از:

ضخامت پوشش: همانطور که قبلا ذکر شد، ضخامت پوشش آبکاری شده می تواند بر انتخاب روش اندازه گیری سختی تاثیر بگذارد. برای پوشش‌های بسیار نازک، روش‌هایی مانند نانو فرورفتگی یا آزمون سختی Knoop ممکن است مناسب‌تر باشند، در حالی که پوشش‌های ضخیم‌تر را می‌توان با استفاده از آزمون سختی راکول اندازه‌گیری کرد.
مواد بستر: سختی زیرلایه نیز می تواند بر نتایج اندازه گیری تاثیر بگذارد. اگر فرورفتگی از طریق پوشش و زیرلایه نفوذ کند، سختی اندازه گیری شده ترکیبی از سختی پوشش و زیرلایه خواهد بود. بنابراین، انتخاب یک روش اندازه گیری که تأثیر بستر را به حداقل می رساند، مهم است.
پارامترهای فرآیند آبکاری: سختی پوشش های آبکاری شده می تواند تحت تأثیر پارامترهای فرآیندی مختلفی مانند چگالی جریان، زمان آبکاری، دما و ترکیب محلول آبکاری قرار گیرد. به عنوان مثال، چگالی جریان بالاتر ممکن است منجر به پوشش‌های سخت‌تر شود، اما همچنین می‌تواند منجر به مشکلات دیگری مانند چسبندگی ضعیف یا ترک شود.

خدمات آبکاری و تضمین سختی ما

در شرکت ما، اهمیت سختی آبکاری و تاثیر آن بر عملکرد قطعات پوشش داده شده را درک می کنیم. ما پیشنهاد می کنیم aخدمات آبکاری قطعات فلزیکه پوشش های آبکاری شده با کیفیت بالا را با سختی ثابت تضمین می کند.

تکنسین های مجرب ما از تکنیک های پیشرفته اندازه گیری سختی برای نظارت و کنترل سختی پوشش های آبکاری شده ما استفاده می کنند. ما در طول فرآیند آبکاری به طور منظم بررسی های کیفیت را انجام می دهیم تا اطمینان حاصل کنیم که پوشش ها با الزامات سختی مشخص شده مطابقت دارند.

این که آیا به قطعات آبکاری شده برای خودروسازی، هوافضا یا سایر صنایع نیاز دارید، ما می توانیم راه حل های سفارشی را برای رفع نیازهای خاص شما ارائه دهیم. خدمات آبکاری ما برای افزایش سختی، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خوردگی قطعات فلزی شما طراحی شده است و عملکرد و دوام کلی آنها را بهبود می بخشد.

برای تهیه آبکاری با ما تماس بگیرید

اگر به خدمات آبکاری ما علاقه مند هستید و می خواهید در مورد نیازهای خاص خود صحبت کنید، توصیه می کنیم با ما تماس بگیرید. ما تیمی از کارشناسان داریم که می‌توانند اطلاعات دقیقی در مورد فرآیندهای آبکاری، روش‌های اندازه‌گیری سختی و نحوه کمک به شما برای دستیابی به بهترین نتایج برای پروژه‌هایتان در اختیار شما قرار دهند.

برای خرید و بحث های بیشتر با ما تماس بگیرید. ما مشتاقانه منتظر همکاری با شما برای ارائه محصولات آبکاری با کیفیت بالا هستیم.

مراجع

ASTM International. (2018). روش‌های تست استاندارد برای سختی ویکرز و سختی ناپ مواد فلزی. ASTM E92 - 17e1.
ASTM International. (2018). روش‌های تست استاندارد برای سختی راکول و سختی سطحی راکول مواد فلزی. ASTM E18 - 18a.
الیور، WC، و Pharr، GM (2004). اندازه‌گیری سختی و مدول الاستیک با فرورفتگی ابزاری: پیشرفت‌ها در درک و اصلاح روش‌شناسی مجله تحقیقات مواد، 19(1)، 3 - 20.