表面處理層檢測方案介紹

時間：2024-03-05

表面處理是在基體材料表面上人工形成一層與基體的機械、物理和化學性能不同的表層的工藝方法。表面處理的目的是滿足產品的耐蝕性、耐磨性、裝飾或其他特種功能要求。為了要判定材料經表面處理后是否符合工藝要求，才有了表面處理檢測，本文簡單講述了幾種表面處理的檢測方法。

1、鎳層的檢測

　a、裂紋和空隙

對于塑料上鍍鎳鉻的表面處理，可采用銅沉積法測定覆蓋層的裂紋和空隙。相應的標準為GB/T 12600-2005《金屬覆蓋層塑料上鎳鉻電鍍層》。將試樣作為陰極，在其上沉積銅約1min，槽液含有200g/L五水硫酸銅和20g/L硫酸，槽液溫度為20℃ ±5℃，使用平均電流密度為30A/m2,浸入槽前，將試樣和陽極與電源連接，銅沉積在由鉻鍍層的裂紋孔隙和其他不連續(xù)處暴露出來的下鎳層上，然后通過顯微鏡觀察可以計算裂紋和空隙的個數(shù)。

b、鎳層厚度

可使用X-射線熒光測試儀進行檢測，測量精度高，較低可至0.05μm但只能對試片進行檢測。相應的標準為GB/T 16921-2005《金屬覆蓋層厚度測量X射線光譜方法》。常用的儀器有X射線熒光測試儀。

2、滲氮層的檢測

a、滲氮層深度的檢測

可使用顯微組織測量法，對試樣鑲嵌、磨拋、浸蝕后使用金相顯微鏡觀查測量。也可以采用維氏硬度，試驗力規(guī)定為2.94N，從試樣表面測至比基體維氏硬度值高50HV處的垂直距離為滲氮層深度，在距離表面3倍滲氮層深處測得的硬度值作為實測的基體硬度值。對于滲氮層硬度變化很平緩的鋼件，其滲氮層深度可以從試樣表面沿垂直方向測至比基體維氏硬度高30HV處。相應標準為GB/T 11354-2005 《鋼鐵零件滲氮層深度測定和金相組織檢驗》

b、滲氮層硬度的檢測

滲氮層的硬度可使用維氏硬度計進行檢測。相應標準GB/T 4340.1-2009 《金屬材料維氏硬度試驗 *1部分：試驗方法》。

3、鍍鋅層檢測

a、鍍鋅層質量檢檢測

用清水和乙醇清洗試樣，烘干后用電子天平對試樣進行稱重，精確到0.01mg。計算試樣表面積。將試樣浸沒到配置好的六次甲基四胺(C6H12N4)溶液中，翻動試樣直到鍍層完全溶解，以停止析出氫氣(冒泡)作為溶解過程結束的判定。取出試樣，清洗并迅速干燥后對溶掉鍍層后的試樣進行稱重，按稱量的差值除以試樣表面積計算出單位面積上的鍍鋅層質量。相應標準為GB/T 1839-2008 《鋼產品鍍鋅層質量試驗方法》。

b、鍍鋅層厚度檢測

可使用顯微鏡法，測量結果直觀，可測大于1μm以上的鍍層。相應標準為

GB/T 6462-2005 《金屬和氧化物覆蓋層厚度測量顯微鏡法》。

4、達克羅層的檢測

以下敘述參照GB/T 18684-2002《鋅鉻涂層技術條件》和QC/T 721-2004《汽車用鋅鋁鉻涂層》。

a、達克羅涂層外觀檢測

達克羅涂層呈銀灰色，涂層不應變色，但是允許有黃色小斑點存在。經改性后涂層也可以獲得其他顏色，如黑色等。在自然折射光下，用肉眼進行觀察。涂層顏色應均勻一致，表面光滑平整，無明顯的局部過厚現(xiàn)象，不允許漏涂，有氣泡、剝落、裂紋、麻點、夾雜物、遮蓋力弱、流掛、劃傷、堆積、變色及其它缺陷。

b、達克羅涂層附著量和厚度的檢測

附著量試驗采用溶解稱重法，檢測方法如下：將重量大于的50g試樣，先采用精度為1mg的天平，稱得試樣的初始質量W1(mg)，將試樣放入70℃～80℃的20%NaOH水溶液中，浸泡10min，使鋅鉻涂層全部溶解。取出試樣，充分水洗后立即烘干，然后稱得涂層溶解后的試樣質量W2(mg)。再量取并計算出工件的表面積S(dm2 )，按下列公式計算出涂層的涂覆量 W(mg/dm2)： W=(W1-W2)/S。涂層的厚度檢驗一般可采用金相顯微鏡法，對應標準GB/T 6462-2005 《金屬和氧化物覆蓋層厚度測量顯微鏡法》。

c、達克羅涂層耐鹽霧性能的檢測

耐腐蝕性可按中性鹽霧試驗GB/T 10125的*3.2.1要求進行，防護等級1、2、3級，出現(xiàn)紅銹時間分別為240h、500h和1000h?；蜻M行快速腐蝕試驗方法(2h快速腐蝕相當于2000h中性鹽霧試驗)進行，通常6～8μm的達克羅涂層持續(xù)500h中性鹽霧試驗會出現(xiàn)紅銹。也可以用慢速的方法檢測涂層的耐鹽水性能。方法是將要檢測的試樣浸于盛有5%的氯化鈉溶液的燒杯中，觀察腐蝕情況。要檢測的試樣在5%的氯化鈉溶液中，正常的情況下試樣在二至三個月內，不會有變化。做測試的試樣，試樣須懸空吊在氯化鈉的溶液中。與試樣相比，溶液的容積要足夠大，并要經常攪動涂液，使試樣周圍的涂液的成份與其它部分相一致。在做本試驗時，要按固定的時間間隔，由專人觀察試樣的變化，并記錄好觀察所得到的數(shù)據(jù)?？焖俑g試驗是將試樣浸入到75℃的20%(質量分數(shù))的NH4NO3水溶液中。每隔15min檢查一次，直至有紅銹為止。

d、涂層的耐濕熱性能的檢測

濕熱試驗在濕熱試驗箱中進行，濕熱試驗箱應能調整和控制箱內的溫度和濕度。試驗的方法為：將濕熱試驗箱溫度設定為40℃±2℃，相對濕度為95%±3%，將樣品垂直掛于濕熱試驗箱中，樣品不應相互接觸。當濕熱試驗箱達到設定的溫度和濕度時，開始計算試驗時間。連續(xù)試驗48h檢查一次，檢查樣品是否出現(xiàn)紅銹。兩次檢查后，每隔72h檢查一次，每次檢查后，樣品應變換位置。240h后檢查最后一次。國家標準中規(guī)定，只對3級和4級涂層進行耐濕熱試驗，要求涂層在240 小時內不得出現(xiàn)紅銹。

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