涂鍍層厚度測(cè)試是什么？

目錄

涂/鍍層厚度測(cè)試概述

鍍層是為了好看或儲(chǔ)藏而涂在某些物品上的金屬表面涂上一層塑料，或者一層稀薄的金屬或?yàn)榉略炷撤N貴重金屬，在普通金屬的表面鍍上這種貴重金屬的薄層。鍍層厚度測(cè)試檢測(cè)材料表面的金屬和氧化物覆層的厚度測(cè)試。表面覆蓋層是為了使材料表面具有一定的強(qiáng)化、防護(hù)(如防氧化防腐蝕)裝飾或特殊功能(如導(dǎo)電、絕緣隔熱隱形等),采用物理或化學(xué)等其他方法,在金屬或非金屬基體表面形成一層或多層具有一定厚度、不同于基體材料的覆蓋層，以滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)、使用要求。

覆蓋層包含了鍍層、非金屬涂層、貼層、化學(xué)生成 膜等對(duì)材料表面施加覆蓋層, 以實(shí)現(xiàn)材料的特殊功能和性能。

涂/鍍層產(chǎn)品厚度測(cè)試意義

在工業(yè)生產(chǎn)中,覆蓋層的厚度過薄將難以發(fā)揮材料的特殊功能和性能等作用, 過厚則會(huì)造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi),而且覆蓋層的厚薄不勻或未達(dá)到規(guī)定要求, 將會(huì)對(duì)其機(jī)械物理性能產(chǎn)生不良影響。因此,材料表面覆蓋層的厚度均勻性是最為重要的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)之一。

對(duì)材料表面覆蓋層進(jìn)行檢測(cè),已成為材料加工工業(yè)和用戶進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)必備的最重要的工序,是產(chǎn)品達(dá)到優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的必備手段。

涂/鍍層厚度測(cè)試應(yīng)用領(lǐng)域

電子、汽車、航空、材料、金屬、陶瓷品等各個(gè)制造領(lǐng)域。

涂/鍍層厚度測(cè)量相關(guān)參考標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 6462-2005 金屬和氧化物覆蓋層厚度測(cè)量顯微鏡法

GB/T16921-2005 金屬覆蓋層 覆蓋層厚度測(cè)量　X射線光譜法

ASTM B487-1985(2007) 用橫斷面顯微觀察法測(cè)定金屬及氧化層試驗(yàn)方法

ASTM B748-1990(2010) 通過用掃描電子顯微鏡測(cè)量橫截面來(lái)測(cè)量金屬涂層厚度的試驗(yàn)方法

涂/鍍層厚度測(cè)試的類型

工業(yè)上普遍應(yīng)用的保護(hù)層有金屬覆蓋層和非金屬覆蓋層兩大類：

1.金屬覆蓋層厚度

金屬覆蓋層的厚度及其均勻性是覆蓋層的重要質(zhì)量標(biāo)志，它在很大程度上影響產(chǎn)品的可靠性和使用壽命。檢測(cè)材料表面的金屬覆蓋層的厚度及其均勻性，有助于監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量，改善工藝，提高效益。

目的：金屬覆蓋層的厚度及其均勻性是覆蓋層的重要質(zhì)量標(biāo)志，它在很大程度上影響產(chǎn)品的可靠性和使用壽命。檢測(cè)材料表面的金屬覆蓋層的厚度及其均勻性，有助于監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量，改善工藝，提高效益。

應(yīng)用范圍：主要應(yīng)用于細(xì)小、精密的儀器儀表零件的保護(hù)和抗磨蝕的軸類的修復(fù)，以及材料外表美觀、裝飾或者導(dǎo)電、防腐蝕性能等等。

2.非金屬覆蓋層厚度

金屬制件和設(shè)備的表面覆蓋耐蝕非金屬保護(hù)層是金屬防腐蝕的重要手段之一。目的是將金屬 /環(huán)境界面代之以金屬/非金屬層/環(huán)境的界面，利用非金屬材料的耐蝕、抗?jié)B、緩蝕性能保護(hù)金屬免受環(huán)境的侵蝕，從而延長(zhǎng)其使用壽命。

目的：金屬制件和設(shè)備的表面覆蓋耐蝕非金屬保護(hù)層是金屬防腐蝕的重要手段之一。目的是將金屬 /環(huán)境界面代之以金屬/非金屬層/環(huán)境的界面，利用非金屬材料的耐蝕、抗?jié)B、緩蝕性能保護(hù)金屬免受環(huán)境的侵蝕，從而延長(zhǎng)其使用壽命。如涂層，可以采用不同的施工工藝涂覆在物體表面，利用自身的粘附性和固化能力形成與基體粘結(jié)牢固具有一定強(qiáng)度、連續(xù)的固態(tài)薄膜，即涂層，又稱漆膜或涂膜。許多涂層對(duì)酸、堿、鹽等腐蝕介質(zhì)都顯示惰性，將物件與腐蝕環(huán)境相隔離，從而起到了防腐蝕的作用。

應(yīng)用范圍：根據(jù)金屬制件和設(shè)備的特性、腐蝕環(huán)境的不同，可以覆蓋不同種類、不同厚度的耐蝕非金屬保護(hù)層，使金屬表面得到良好的保護(hù)。此類方法具有防護(hù)效果好、適用性廣、使用靈活、施工方便簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，廣泛用于各行業(yè)金屬構(gòu)件防腐蝕保護(hù)，如汽車、自行車、機(jī)械制造等領(lǐng)域。

金屬覆蓋層厚度和非金屬覆蓋層厚度測(cè)試步驟相同：取樣→清洗→真空鑲嵌→研磨→拋光→微蝕（如有必要）→噴金（如有必要）→觀察。

涂鍍層厚度測(cè)試方法

一般檢測(cè)鍍層厚度檢測(cè)的方法有：1、金相法；2、庫(kù)侖法；3、X-ray 方法

適用范圍

金相法：

采用金相顯微鏡檢測(cè)橫斷面，以測(cè)量金屬覆蓋層、氧化膜層的局部厚度的方法。一般厚度檢測(cè)需要大于1um，才能保證測(cè)量結(jié)果在誤差范圍之內(nèi)；厚度越大，誤差越小。

庫(kù)侖法：

適合測(cè)量單層和多層金屬覆蓋層厚度陽(yáng)極溶解庫(kù)侖法，包括測(cè)量多層體系，如Cu/Ni/Cr以及合金覆蓋層和合金化擴(kuò)散層的厚度。不僅可以測(cè)量平面試樣的覆蓋層厚度，還可以測(cè)量圓柱形和線材的覆蓋層厚度，尤其適合測(cè)量多層鎳鍍層的金屬及其電位差。測(cè)量鍍層的種類為Au、Ag、Zn、Cu、Ni、dNi、Cr。

X-ray 方法：

適用于測(cè)定電鍍及電子線路板等行業(yè)需要分析的金屬覆蓋層厚度。 包括：金（Au），銀（Ag），錫（Sn），銅（Cu），鎳（Ni），鉻（Cr）等金屬元素厚度。

本測(cè)量方法可同時(shí)測(cè)量三層覆蓋層體系，或同時(shí)測(cè)量三層組分的厚度和成分。

涂鍍層厚度測(cè)試原理

金相法：

利用金相顯微鏡原理，對(duì)鍍層厚度進(jìn)行放大，以便準(zhǔn)確的觀測(cè)及測(cè)量。

庫(kù)侖法：

利用適當(dāng)?shù)碾娊庖宏?yáng)極溶解精確限定面積的覆蓋層，電解池電壓的急劇變化表明覆蓋層實(shí)質(zhì)上完全溶解，經(jīng)過所耗的電量計(jì)算出覆蓋層的厚度。因陽(yáng)極溶解的方法不同，被測(cè)量覆蓋層的厚度所耗的電量也不同。用恒定電流密度溶解時(shí)，可由試驗(yàn)開始到試驗(yàn)終止的時(shí)間計(jì)算;用非恒定電流密度溶解時(shí)，由累積所耗電量計(jì)算，累積所耗電量由電量計(jì)累計(jì)顯示。

X-ray 方法：

X射線光譜方法測(cè)定覆蓋層厚度是基于一束強(qiáng)烈而狹窄的多色X射線與基體和覆蓋層的相互作用。此相互作用產(chǎn)生離散波長(zhǎng)和能量的二次輻射，這些二次輻射具有構(gòu)成覆蓋層和基體元素特征。覆蓋層單位面積質(zhì)量(若密度已知，則為覆蓋層線性厚度)和二次輻射強(qiáng)度之間存在一定的關(guān)系。該關(guān)系首先由已知單位面積質(zhì)量的覆蓋層校正標(biāo)準(zhǔn)塊校正確定。若覆蓋層材料的密度已知，同時(shí)又給出實(shí)際的密度，則這樣的標(biāo)準(zhǔn)塊就能給出覆蓋層線性厚度。

涂鍍層厚度測(cè)試樣品要求

金相法：

由于金相法測(cè)樣品的厚度為局部厚度，對(duì)于一些厚度不一致的樣品，需要客戶指定具體部位。如沒有特殊要求，我們將自行取一個(gè)較均勻的部位進(jìn)行測(cè)量。

庫(kù)侖法：

目前我們只能測(cè)平面的鍍層厚度，樣品需要至少一個(gè)5 mm2平面。

X-ray 方法：

其面積至少大于0.05×0.25mm

電鍍層的質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

電鍍層質(zhì)量檢查的內(nèi)容包括鍍層的外觀、厚度、與基體金屬的結(jié)合力、延展性、顯微硬度、脆性、耐蝕性、耐磨性、可焊性等。雖然具體質(zhì)量檢查的內(nèi)容因零件和鍍層而異，但鍍層的外觀、厚度、耐蝕性和與基體金屬的結(jié)合力是所有鍍層都必須檢查的內(nèi)容。電鍍層的質(zhì)量檢查方法和評(píng)判，各個(gè)國(guó)家有各自制定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，也有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn);不同的企業(yè)也制定有相應(yīng)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

1)鍍層的外觀

鍍層的外觀是任一零件、任一鍍種都必須檢查的項(xiàng)目之一。通常，鍍層的外觀是在自然光照下直接用肉眼觀察的。其內(nèi)容包括鍛層的宏觀均勻性、顏色、光亮度、結(jié)晶狀況和宏觀結(jié)合力等。一般來(lái)說，鍍層除應(yīng)有其特有的顏色和光澤外，還應(yīng)均勻、細(xì)致、結(jié)合力好，不允許有針孔、條紋、起泡、起皮、毛刺、結(jié)瘤、麻點(diǎn)、燒焦、開裂、剝離、脫落、不正常色澤或漏鍍等。但對(duì)于掛鍍件，一般允許掛鉤處有輕微缺陷。

2)鍍層的厚度

要保證零件的使用性能，零件表面的鍍層必須達(dá)到一定的厚度。常用的鍍層厚度測(cè)量方法包括破壞性和非破壞性兩大類。破壞性測(cè)厚法包括陽(yáng)極溶解庫(kù)侖法、金相法、溶解稱重法、液流法、點(diǎn)滴法等;非破壞性測(cè)厚法包括機(jī)械量具法、磁性法、渦流法、β射線反向散射法、x射線分光法等。采用這些方法測(cè)量鍍層的厚度時(shí)請(qǐng)參照相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

3)鍍層的耐蝕性

評(píng)定鍍層耐蝕性的試驗(yàn)方法主要有兩大類：自然環(huán)境試驗(yàn)和人工加速腐蝕試驗(yàn)。前者包括使用環(huán)境下的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和不同氣候條件下的大氣暴露試驗(yàn)，這類方法可真實(shí)地評(píng)定鍍層的耐蝕性，但缺點(diǎn)是周期太長(zhǎng);后者包括中性鹽霧試驗(yàn)(nss)醋酸銅加速試驗(yàn)(cass)、腐蝕膏試驗(yàn)、電解腐蝕試驗(yàn)、工業(yè)性氣體腐蝕試驗(yàn)、濕熱試驗(yàn)等。所有這些耐蝕性試驗(yàn)都有相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其規(guī)定了試驗(yàn)的條件和評(píng)價(jià)方法。

4)鍍層的結(jié)合力

電鍍層與基體金屬的結(jié)合力(也稱結(jié)合強(qiáng)度)的檢驗(yàn)方法有很多，但都是定性的測(cè)試。常見的鍍層結(jié)合力的測(cè)試方法有摩擦拋光試驗(yàn)、剝離試驗(yàn)、銼刀試驗(yàn)、劃格劃線試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、熱振試驗(yàn)、深引試驗(yàn)等。不同的方法適用于不同的鍍層，也有不同的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，具體使用時(shí)可査閱相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。