在工業(yè)生產(chǎn)中,鍍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, 過厚則會造成經(jīng)濟上的浪費,而且鍍層的厚薄不勻或未達到規(guī)定要求, 將會對其機械物理性能產(chǎn)生不良影響。因此,材料表面鍍層的厚度均勻性是最為重要的產(chǎn)品質(zhì)量指標之一。
對材料表面鍍層進行檢測,已成為材料加工工業(yè)和用戶進行產(chǎn)品質(zhì)量檢測必備的最重要的工序,是產(chǎn)品達到優(yōu)質(zhì)標準的必備手段。
一、鍍層厚度的測試方法
1、磁性法 GB/T 4956-2003
2、渦流法 GB/T 4957-2003
3、顯微鏡法 GB/T 6462-2005
4、庫侖法 GB/T 4955-2005
5、X射線光譜法 GB/T 16921-2005
二、測試原理及適用范圍
磁性法
磁性測厚儀測量測頭與基體金屬的磁引力,該磁引力受到覆蓋層存在的影響。
該方法適用于磁性基體上非磁性覆蓋層厚度,例如釉瓷和搪瓷層,鋼鐵上鍍鎘、鋼鐵鍍鋅。
渦流法
渦流測厚儀產(chǎn)生高頻電磁場,在測頭下面的導體中產(chǎn)生渦流,渦流的振幅和相位與非磁性覆蓋層厚度存在函數(shù)關(guān)系。
該方法適用于非磁性基體金屬上非導電性覆蓋層厚度,例如陽極氧化膜層。
顯微鏡法
利用顯微鏡,對樣品進行切割、鑲嵌、研磨、拋光和侵蝕的橫斷面進行觀測,以測量出各層厚度。
該方法適用于金屬覆蓋層、氧化膜層和釉瓷或玻璃搪瓷覆蓋層。
庫侖法
用適當?shù)碾娊庖宏枠O溶解精確限定面積內(nèi)的覆蓋層,通過庫侖計測量電解所消耗的電量,從而計算鍍層的厚度。
該方法適用于導電性覆蓋層,例如鐵鍍鋅、銅鍍錫、鐵銅鍍鎳等等,也適用于多層體系的測量(Cr-Ni-Cu)。
X射線光譜法
利用X射線與基體和覆蓋層的相互作用而產(chǎn)生的離散波長和能量的二次輻射,這些輻射強度與覆蓋層厚度成比例。
該方法適用于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:鋁(Al),銅(Cu),金(Au),錫(Sn),銀(Ag),鋅(Zn)等類型的鍍層,也可用于測量三層覆蓋層體系的厚度和成分。
三、鍍層厚度測試方法優(yōu)缺點
磁性法和渦流法
優(yōu)點:方便快捷,測試成本低,樣品是無損測試。
缺點:樣品需要適當?shù)钠秸?,測試準確性受到的影響因素較多,如基體金屬磁性,基體金屬厚度,邊緣效應,曲率,表面粗糙度等。
顯微鏡法
優(yōu)點:樣品的適用范圍較廣,幾乎能夠識別出大多數(shù)鍍層、氧化層、涂層,測量范圍寬,不受覆蓋層厚度大小的影響,從幾微米到幾百微米都可以準確測量,單層多層均可測試,結(jié)果直觀可見,被多個車廠標準認同,視為仲裁方法。
缺點:測試過程較長,樣品需要破壞,1-2微米以下的厚度無法勝任。
庫侖法
優(yōu)點:適用的樣品基材和鍍層種類較多,單層多層均可測試,小于1微米以下也可完成準確測試。少數(shù)車廠標準視為仲裁方法。
缺點:測試過程較長,需要使用化學試劑,鍍層厚度較厚時容易電解不充分而提前終止測試,導致結(jié)果偏低而需重新測試。樣品需要一定的平整面,測試后樣品被局部破壞影響外觀。
X射線光譜法
優(yōu)點:適用的樣品基材和鍍層種類較多,單層多層均可測試,屬于無損測試,測試周期短。
缺點:測試設(shè)備較為貴重,依賴于校正標準塊。
總結(jié)
測試鍍層厚度的方法有很多,GB/T 6463-2005中還提及了雙光束顯微鏡法、β射線反向散射法、裴索多光束法、輪廓儀法、掃描電子顯微鏡法等方法。如何選擇合適的測試方法,需要根據(jù)產(chǎn)品標準的要求,樣品的基體和鍍層類型,樣品的大小和平整性等進行選擇。
四、金屬機械性能
抗拉強度、屈服強度、延伸率、布氏硬度、維氏硬度、洛氏硬度
金屬成分分析
金屬牌號分析、金屬純度分析
金相分析
金相顯微組織、非金屬夾雜物、晶粒度、焊縫質(zhì)量
金屬鍍層
鍍層厚度、微孔微裂紋、鍍層電位差、鍍層附著力
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