鍍層內(nèi)應(yīng)力的測(cè)試
鍍層內(nèi)應(yīng)力是指在沒(méi)有外在載荷的情況下，鍍層內(nèi)部所具有的一種平衡應(yīng)力。這種應(yīng)力是在電鍍過(guò)程中受到一些沉積因素的影響，引起金屬晶格缺陷所致。特別是某些金屬離子和有機(jī)添加劑的作用，會(huì)顯著增加鍍層的內(nèi)應(yīng)力。鍍層內(nèi)應(yīng)力有宏觀應(yīng)力和微觀應(yīng)力兩類。宏觀應(yīng)力表現(xiàn)在將一金屬薄片進(jìn)行單面電鍍，薄片受鍍層內(nèi)應(yīng)力影響而產(chǎn)生彎曲。朝陽(yáng)極方向彎曲，表明鍍層受張應(yīng)力(拉應(yīng)力)；背陽(yáng)極方向彎曲，表明鍍層受壓應(yīng)力。微觀應(yīng)力則主要通過(guò)提高鍍層硬度表現(xiàn)出來(lái)。宏觀應(yīng)力能引起鍍層在儲(chǔ)存、使用過(guò)程中產(chǎn)生氣泡、開(kāi)裂、剝落等現(xiàn)象，在外力作用時(shí)，還將引起應(yīng)力腐蝕和降低抗疲勞強(qiáng)度等。用來(lái)測(cè)定鍍層宏觀應(yīng)力的方法有：幻燈投影法、電阻應(yīng)變儀法、螺旋收縮儀法、x射線衍射法等多種。
一、幻燈投影法
本法往往作為鍍層內(nèi)應(yīng)力的定性試驗(yàn)方法。試驗(yàn)裝置(見(jiàn)圖l0—1—13)中扁形鍍槽由透明有機(jī)玻璃制成。內(nèi)部尺寸為250mm×150mm X l2mm，試片2是120mm X8mm×0．2mm的紫銅薄片，試驗(yàn)前在700℃下退火40min，自然冷卻后清洗，干燥，靜壓碾平，將一面絕緣(絕緣涂料選擇應(yīng)根據(jù)鍍液pH值和溫度不同而異)。用夾子將試片一端緊固在槽頂端，另一端自由垂直(稱自由端)。陽(yáng)極制成l50mm×8mm×5mm的長(zhǎng)條，緊固在槽夾子上，陽(yáng)極與試片的距離為150mm。接通電源以后，試片面對(duì)陽(yáng)極一面沉積鍍層。若鍍層中產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力，試片的自由端便發(fā)生偏轉(zhuǎn)，用幻燈機(jī)將試樣偏轉(zhuǎn)的撓度放大10倍投影在屏幕4上，屏幕板上貼一張坐標(biāo)紙，從坐標(biāo)紙上記錄試片某一厚度下的撓度值，以此評(píng)定鍍層內(nèi)應(yīng)力的大小。測(cè)試時(shí)，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：①試驗(yàn)前試片必須與屏幕的縱坐標(biāo)重合，影像應(yīng)清晰。②為防止幻燈機(jī)光源對(duì)電解槽內(nèi)試液溫度的影響，只在讀數(shù)時(shí)才開(kāi)啟光源。③用不同電鍍工藝，在相同厚度下的內(nèi)應(yīng)力，可用撓度值作相應(yīng)比較。

圖10—1—13幻燈投影法試驗(yàn)裝置
1-幻燈機(jī)；2-陰極試片；3-陽(yáng)極緊固夾；4-貼有坐標(biāo)紙的屏幕。

二、電阻應(yīng)變儀法
本方法是利用電阻絲的伸縮而產(chǎn)生的電阻值變化的原理來(lái)測(cè)量鍍層內(nèi)應(yīng)力。在一個(gè)100mm X20mm×2mm、表面粗糙度Ra≤0．4的碳鋼片試樣表面上，將市售應(yīng)變片(由電阻絲制成)用88號(hào)膠黏劑粘貼固定，并焊接所需長(zhǎng)度的導(dǎo)線，然后用相應(yīng)絕緣涂料將試樣和應(yīng)變片背面全部涂覆，接頭部位應(yīng)嚴(yán)格絕緣(要求達(dá)到50MΩ絕緣電阻)，經(jīng)電阻應(yīng)變儀進(jìn)行雙橋平衡后，置于電解槽中，按規(guī)定的電流密度和時(shí)間進(jìn)行電鍍。當(dāng)試樣單面沉積金屬鍍層后，由于鍍層產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致應(yīng)變片相應(yīng)收縮而改變其電阻值。鍍后取出試樣，清洗、吹干后在電阻應(yīng)變儀上測(cè)量應(yīng)變量，按下式計(jì)算鍍層內(nèi)應(yīng)力：
 

測(cè)定時(shí)，應(yīng)注意下列事項(xiàng)：①膠黏劑及絕緣涂料應(yīng)根據(jù)所用鍍液的pH值和溫度來(lái)選擇。②應(yīng)變片必須緊貼試樣表面
三、螺旋收縮儀法 本法是利用螺旋形金屬片試樣在電鍍時(shí)其曲率半徑發(fā)生變化進(jìn)行測(cè)試。將一條一定規(guī)格的不銹鋼螺旋帶，經(jīng)表面清洗、干燥、內(nèi)壁絕緣后稱重；將該螺旋帶一端固定在儀器上，另一端為自由端，將該螺旋帶連同儀器裝在電解槽上方，使螺旋帶浸于鍍液中進(jìn)行電鍍。螺旋帶外壁一面沉積鍍層后，由于鍍層應(yīng)力產(chǎn)生而使其曲率半徑發(fā)生變化，從螺旋片另一端連接的齒輪將位移量放大。從儀器刻度盤上的指針位置讀出相應(yīng)數(shù)值。稱出電鍍后螺旋
計(jì)算金屬增重后得知鍍層的平均厚度，即可得到某一厚度下鍍層的應(yīng)力。
國(guó)產(chǎn)定型螺旋收縮儀有LDY-2型等幾種。螺旋收縮儀的操作方法可按說(shuō)明書進(jìn)行。 通常，研究或?qū)Ρ儒儗觾?nèi)應(yīng)力相對(duì)值時(shí)，讀出指針的偏轉(zhuǎn)讀數(shù)，即作為鍍層應(yīng)力示值。

而在測(cè)定鍍層內(nèi)應(yīng)力的絕對(duì)值時(shí)，則需事先測(cè)出該儀器的偏轉(zhuǎn)常數(shù)，然后通過(guò)指針示值和偏轉(zhuǎn)常數(shù)換算而得。