» » Определение пластичности, прочности на разрыв, твердости и изностойкости цинковых покрытий
11.02.2017

При испытаниях на пластичность цинковое покрытие наносят на мягкий, пластичный материал (обычно бронзу). Образец сгибают по шаблону, изображенному на рис. 216. Пластичность покрытия определяют по величине удлинения образца до появления трещин в покрытии и вычисляют по формуле:
Определение пластичности, прочности на разрыв, твердости и изностойкости цинковых покрытий

где δ — толщина образца, см; D — диаметр кривизны при появлении трещин в покрытии.
Наиболее мягкие, пластичные цинковые покрытия образуются из кислых (сульфатных, борфтористоводородных, аммонийных, хлоридных) электролитов без органических добавок. Они характеризуются большим размером зерен, низкими внутренними напряжениями и микротвердостью. Рост таких цинковых осадков происходит в условиях очень низкой поляризации электрода при минимальном ингибировании катодных участков и максимальной подвижности адатомов. Правда, благодаря проявлению псевдоморфического характера роста структура и свойства осадка вблизи подложки сильно изменяются, но это проявляется только в слоях очень небольшой толщины (до 2—3 мкм). В присутствии органических добавок, а также из комплексных электролитов цинкования осаждаются более твердые, менее пластичные с более высоким временным сопротивлением цинковые покрытия.
Прочность на разрыв определяют на разрывных машинах с использованием в качестве образцов отделенное от матрицы цинковое покрытие или оцинкованные образцы, разрывная прочность основного металла которых выше, чем у цинка.
Определение пластичности, прочности на разрыв, твердости и изностойкости цинковых покрытий

Твердость покрытий во многом определяет такие важные их эксплуатационные характеристики, как износостойкость, пластичность, прочность и в конечном счете— срок службы цинковых покрытий. В большинстве случаев твердые покрытия обладают более высокими износостойкостью, внутренними напряжениями и являются более хрупкими. Микротвердость Нμ цинковых покрытий определяют с помощью микротвердомеров по размерам отпечатков алмазной пирамиды, которую вдавливают в покрытие при различных нагрузках. Микротвердость покрытий зависит от величины нагрузки, поэтому величины Нμ всегда приводят совместно с величиной нагрузки, примененной в эксперименте. Последняя зависит от твердости и толщины покрытия. Минимальная толщина цинкового покрытия должка быть равна двум диагоналям отпечатка алмазной пирамиды. В работе предложена формула для расчета минимальной толщины слоя покрытия (6) при замере микротвердости, которая в случае цинкового покрытия приобретает вид:
Определение пластичности, прочности на разрыв, твердости и изностойкости цинковых покрытий

где l — диагональ отпечатка на покрытии, мкм; — твердость металла покрытия, МПа; Ho — твердость основного метала, MПа.
Правильность значения величины δ рекомендуется определять экспериментально. При выборе минимальной толщины покрытия исходят из условия стабильности результатов измерения микротвердости покрытия.
Микротвердость цинкового покрытия можно замерять как на его поверхности, так и па поперечном шлифе. Требования к минимальной толщине покрытия и в том, и в другом случае одинаковы.
Износостойкость покрытий. Цинковые покрытия часто применяют в качестве противозадирных покрытий, в частности для улучшения свинчиваемости и износостойкости резьбовых соединений. Хотя они уступают по износостойкости хромовым, никелевым, железным покрытиям, однако в связи с анодным характером защитного действия обеспечивают более высокую коррозионно-механическую прочность резьбовых соединений, особенно эксплуатируемых в высокоагрессивных средах. Особенно эффективны в этом случае покрытия сплавами па основе цинка, в частности цинкникелевые покрытия.
Чаще всего износостойкость покрытий оценивают по изменению массы, размеров образцов или их шероховатости. Для измерения износостойкости применяются машины трения, в которых износостойкость определяется при различных нагрузках в условиях сухого трения, в абразивной среде или с использованием смазок.