表面处理层检测方案介绍

    表面处理是在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。为了要判定材料经表面处理后是否符合工艺要求，才有了表面处理检测，本文简单讲述了几种表面处理的检测方法。

1、 镍层的检测

  　a、裂纹和空隙

　　对于塑料上镀镍铬的表面处理，可采用铜沉积法测定覆盖层的裂纹和空隙。相应的标准为GB/T 12600-2005《金属覆盖层 塑料上镍 铬电镀层》。将试样作为阴极，在其上沉积铜约1min，槽液含有200g/L五水硫酸铜和20g/L硫酸，槽液温度为20℃ ±5℃，使用平均电流密度为30A/m2,浸入槽前，将试样和阳极与电源连接，铜沉积在由铬镀层的裂纹孔隙和其他不连续处暴露出来的下镍层上，然后通过显微镜观察可以计算裂纹和空隙的个数。

    b、镍层厚度

　　可使用X-射线荧光测试仪进行检测，测量精度高，最低可至0.05μm但只能对试片进行检测。相应的标准为GB/T 16921-2005《金属覆盖层 厚度测量X射线光谱方法》。常用的仪器有X射线荧光测试仪。

2、渗氮层的检测

　　a、渗氮层深度的检测

　　可使用显微组织测量法，对试样镶嵌、磨抛、浸蚀后使用金相显微镜观查测量。也可以采用维氏硬度，试验力规定为2.94N，从试样表面测至比基体维氏硬度值高50HV处的垂直距离为渗氮层深度，在距离表面3倍渗氮层深处测得的硬度值作为实测的基体硬度值。对于渗氮层硬度变化很平缓的钢件，其渗氮层深度可以从试样表面沿垂直方向测至比基体维氏硬度高30HV处。相应标准为GB/T 11354-2005 《钢铁零件 渗氮层深度测定和金相组织检验》

　　b、渗氮层硬度的检测

　　渗氮层的硬度可使用维氏硬度计进行检测。 相应标准GB/T 4340.1-2009 《金属材料 维氏硬度试验 第1部分：试验方法》。

3、镀锌层检测

　　a、镀锌层质量检检测

　　用清水和乙醇清洗试样，烘干后用电子天平对试样进行称重，精确到0.01mg。计算试样表面积。将试样浸没到配置好的六次甲基四胺(C6H12N4)溶液中，翻动试样直到镀层完全溶解，以停止析出氢气(冒泡)作为溶解过程结束的判定。取出试样，清洗并迅速干燥后对溶掉镀层后的试样进行称重，按称量的差值除以试样表面积计算出单位面积上的镀锌层质量。相应标准为GB/T 1839-2008 《钢产品镀锌层质量试验方法》。

　　b、镀锌层厚度检测

　　可使用显微镜法，测量结果直观，可测大于1μm以上的镀层。相应标准为

　　GB/T 6462-2005 《金属和氧化物覆盖层 厚度测量 显微镜法》。

4、达克罗层的检测

　　以下叙述参照GB/T 18684-2002《锌铬涂层技术条件》和QC/T 721-2004《汽车用锌铝铬涂层》。

　　a、达克罗涂层外观检测

　　达克罗涂层呈银灰色，涂层不应变色，但是允许有黄色小斑点存在。经改性后涂层也可以获得其他颜色，如黑色等。在自然折射光下，用肉眼进行观察。涂层颜色应均匀一致，表面光滑平整，无明显的局部过厚现象，不允许漏涂，有气泡、剥落、裂纹、麻点、夹杂物、遮盖力弱、流挂、划伤、堆积、变色及其它缺陷。

　　b、达克罗涂层附着量和厚度的检测

　　附着量试验采用溶解称重法，检测方法如下：将重量大于的50g试样，先采用精度为1mg的天平，称得试样的初始质量W1(mg)，将试样放入70℃～80℃的20%NaOH水溶液中，浸泡10min，使锌铬涂层全部溶解。取出试样，充分水洗后立即烘干，然后称得涂层溶解后的试样质量W2(mg)。再量取并计算出工件的表面积S(dm2 )，按下列公式计算出涂层的涂覆量 W(mg/dm2)： W=(W1-W2)/S。 涂层的厚度检验一般可采用金相显微镜法，对应标准GB/T 6462-2005 《金属和氧化物覆盖层 厚度测量 显微镜法》。

　　c、达克罗涂层耐盐雾性能的检测

　　耐腐蚀性可按中性盐雾试验GB/T 10125的第3.2.1要求进行，防护等级1、2、3级，出现红锈时间分别为240h、500h和1000h。或进行快速腐蚀试验方法(2h快速腐蚀相当于2000h中性盐雾试验)进行，通常6～8μm的达克罗涂层持续500h中性盐雾试验会出现红锈。也可以用慢速的方法检测涂层的耐盐水性能。方法是将要检测的试样浸于盛有5%的氯化钠溶液的烧杯中，观察腐蚀情况。要检测的试样在5%的氯化钠溶液中，正常的情况下试样在二至三个月内，不会有变化。做测试的试样，试样须悬空吊在氯化钠的溶液中。与试样相比，溶液的容积要足够大，并要经常搅动涂液，使试样周围的涂液的成份与其它部分相一致。在做本试验时，要按固定的时间间隔，由专人观察试样的变化，并记录好观察所得到的数据。快速腐蚀试验是将试样浸入到75℃的20%(质量分数)的NH4NO3水溶液中。每隔15min检查一次，直至有红锈为止。

　　d、涂层的耐湿热性能的检测

　　湿热试验在湿热试验箱中进行，湿热试验箱应能调整和控制箱内的温度和湿度。试验的方法为：将湿热试验箱温度设定为40℃±2℃，相对湿度为95%±3%，将样品垂直挂于湿热试验箱中，样品不应相互接触。当湿热试验箱达到设定的温度和湿度时，开始计算试验时间。连续试验48h检查一次，检查样品是否出现红锈。两次检查后，每隔72h检查一次，每次检查后，样品应变换位置。240h后检查最后一次。国家标准中规定，只对3级和4级涂层进行耐湿热试验，要求涂层在240 小时内不得出现红锈。

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