6.4. Исследование отражательной способности

Одним из свойств хромового покрытия является его хорошая отражательная способность. Ввиду того, что отражательная способность хромовых покрытий, полученных как методом ГМХ, так и методом ГКО в достаточной мере не изучена, в данной работе приведены исследования влияния режимных параметров восстановления хромовым покрытием на отражательную способность осадка.

Самым простым способом оценки блеска является визуальное наблюдение. Однако оно носит субъективный характер и дает лишь качественное впечатление. Поэтому визуальное наблюдение может быть применено лишь во время поисковых опытов в качестве предварительной оценки.

Блеск металлической поверхности обусловлен тем, что падающий на поверхность металла свет не рассеивается равномерно по всем направлениям, как в случае матовых поверхностей, а отражается от поверхности по закону геометрической оптики, т. е. так, что угол отражения равен углу падения. Чем меньше света рассеивает поверхность и чем больше его отражается, тем более блестящей будет поверхность. Иначе говоря, блеск поверхности определяется соотношением между интенсивностью зеркально отраженного и диффузно рассеянного света. Поэтому блеск поверхности может быть охарактеризован уравнением:

Блеск = I₀/I_C,

где I₀ – интенсивность зеркально отраженного света;

I_C – суммарная интенсивность светового луча.

В случае идеально зеркальной поверхности это отношение равно 1. Чем больше блеск поверхности, тем ближе к единице отношение I₀/I_C. Измерение интенсивности зеркально отраженного света для характеристики степени блеска металлической поверхности применяется чаще других методов.

Зеркально отраженный свет при измерении улавливается либо оптическим прибором — фотометром (фотометрический метод), либо фотоэлектрическим — фотоэлементом (фотоэлектрический метод). Коэффициент отражения света определялся следующим образом. Измеряется общая интенсивность отраженного и диффузно рассеянного от поверхности образца света и сравнивается с интенсивностью такого же светового луча, отраженного от зеркала (серебряного или алюминиевого), т. е.

КО = 100I₁/I₂,

где KO — коэффициент отражения;

I₁ — величина фототока для изучаемой поверхности;

I₂ — величина фототока для зеркальной поверхности.

Для измерения зеркального коэффициента отражения малых участков плоских и криволинейных поверхностей в лабораторных и цеховых условиях применяется зеркальный фотометр ФЗ-65. Погрешность измерения на приборе не более ±5%. В комплект его входят оптический блок, блок стабилизированного питания, микроамперметр М-95 с наружным шунтом. Принципиальная оптико-электрическая схема этого прибора показана на рис. 6.1

Пучок света от лампы с концентрированным телом накала 1 попадает на линзу 2, которая создает изображение тела накала в плоскости отверстия промежуточной диафрагмы 3. Линза 4 фокусирует изображение диафрагмы на выходное отверстие наконечника оптического блока прибора. К наконечнику оптического блока прибора прикладывается исследуемая поверхность 5, на которую проектируется световое пятно  2 мм. Пучок света, отразившись от исследуемой поверхности, попадает через диафрагму 6 на матированное стекло 7 и на селеновый фотоэлемент 8, фототек которого регистрируется микроамперметром М-95.

Данным прибором можно измерять зеркальный коэффициент отражения не только плоских, но и криволинейных поверхностей.

Рис.6.1. Принципиальная оптико-электрическая схема

прибора ФЗ-65

Как следует из литературных данных при увеличении толщины хромового покрытия, что характерно для восстановительного производства, его отражательная способность быстро уменьшается [100; 110]. Поэтому в данной работе приведены исследования отражательной способности покрытий с толщиной 200 – 250 мкм.

Таблица 6.4.

Влияние режимов на отражательную способность

KO	I	T	P
46	10	324	0,5
48	10	333	0,5
38	10	324	1,5
41	10	333	1,5
49	20	324	0,5
52	20	333	0,5
42	20	324	1,5
43	20	333	1,5

Для изучения влияния электролиза на отражательную способность восстановленной поверхности применялось математическое планирование эксперимента по методике многофакторного эксперимента [1].

Матрица планирования, результаты экспериментов представлены в таблице 6.4, а результаты расчетов пошаговой множественной регрессии представлены в приложении 1.

В результате регрессионного анализа, получено уравнение, описывающее зависимость исследуемого фактора от режимных параметров:

KO = - 31,375 + 0,325i + 0,25T – 7,75P

Корреляционный анализ позволил выявить, что зависимость отражательной способности от исследуемых факторов линейная, а связь между ними довольно сильная – множественный коэффициент корреляции достигает значения 0,9951.

Анализ регрессионного уравнения позволяет сделать выводы о том, что увеличение плотности тока ведет к увеличению отражательной способности покрытия, что полностью подтверждает исследования других авторов [43; 63] и объясняется, видимо ускоренным ростом кристаллов осадка.

Повышение температуры электролита также приводит к увеличению отражательной способности покрытия. К такому же выводу приходят авторы [43; 63; 88; 109]. Это видимо объясняется увеличением пластичности осадка при его осаждении.

Повышение давления инструмента на восстанавливаемую поверхность приводит к уменьшению отражательной способности покрытия. Объяснение этому авторы видят в увеличении массового переноса вещества инструмента на катод.

Все вышеперечисленные закономерности относятся к диапазону исследования параметров в области рабочих режимов.

Отражательная способность покрытий, полученных при восстановлении деталей методом ГКО, не уступает, а превосходит аналогичные показатели стандартных хромовых покрытий подобного типа.