鍍層厚度是什么？

鍍層厚度是指被鍍層物體表面上堆積的金屬材料的厚度，也叫做鍍層沉積厚度。鍍層厚度是評(píng)價(jià)鍍層質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù)，通常用微米、毫米或者英寸等單位來表示。

 隨著材料表面技術(shù)的廣泛應(yīng)用和高速發(fā)展，衡量鍍層優(yōu)劣也日益受到大家重視，通常鍍層測(cè)試包括外觀、附著力、硬度、孔隙率、耐腐蝕性、成分和厚度等項(xiàng)目，其中鍍層厚度是衡量鍍層質(zhì)量的重要指標(biāo)，是其物理性能測(cè)試中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在很大程度上影響產(chǎn)品的可靠性以及使用壽命。鍍層厚度的測(cè)試方法很多，本文將著重介紹X射線光譜法（熒光法）、金相法和溶解法這三種檢測(cè)方法及其意義。

 1.鍍層厚度測(cè)試方法一般有：X射線光譜法（熒光法）、金相法、溶解法。

1.1非破壞性檢測(cè)——X射線光譜法（熒光法）：

1.1.1原理：基于一束強(qiáng)烈而狹窄的多色或單色X射線與基體和覆蓋層的相互作用，此相互作用會(huì)產(chǎn)生離散波長(zhǎng)和能量的二次輻射，而覆蓋層單位面積質(zhì)量和二次輻射強(qiáng)度之間存在一定的關(guān)系，通過測(cè)定其二次輻射強(qiáng)度即得出覆蓋層的線性厚度。

1.1.2設(shè)備：X射線能譜分析儀/鍍層測(cè)厚儀

1.1.3常用標(biāo)準(zhǔn)：GB T 16921-2005；ISO 3497-2000； ASTM B568-1998(2014)

1.1.4常用鍍層：金屬鍍層

1.1.5影響測(cè)試結(jié)果的因素：

測(cè)試條件：測(cè)試時(shí)間；測(cè)試次數(shù)等

測(cè)試樣品：覆蓋層的厚度、組成、密度；基體的成分、厚度；測(cè)試面的尺寸、清潔度、傾斜度；試樣曲率、中間覆蓋層等

測(cè)試設(shè)備：測(cè)量程式的選擇，校正標(biāo)準(zhǔn)塊的選擇；激發(fā)能量和激發(fā)強(qiáng)度；檢測(cè)器、輻射程等

 1.2破壞性檢測(cè)—金相法：

1.2.1原理：是采用顯微鏡檢測(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。從待測(cè)件上切割一塊試樣，鑲嵌后，采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)對(duì)橫斷面進(jìn)行研磨、拋光和浸蝕后測(cè)試橫斷面的厚度，金相法測(cè)樣品的厚度為局部厚度。厚度越大，誤差越小。

1.2.2設(shè)備：金相顯微鏡、數(shù)碼工具顯微鏡、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM）

1.2.3常用標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T 6462-2005；ISO 1463:2003；ASTM B487-85(2013)；ISO 2808-2007/GB/T 13452.2-2008；ASTM B748-90(2016)；GB/T 16594-2008；GB/T 20307-2006；GB/T 17722-1999

1.2.4常用鍍層：絕大部分涂鍍層

1.2.5測(cè)試步驟：試樣截取—試樣清洗—試樣鑲嵌—研磨拋光—腐蝕—觀察分析

1.2.5.1試樣截取—微切片：

①原理：試樣經(jīng)截取，填充環(huán)氧樹脂后，垂直于試樣方向所做的橫斷面切片，是一種觀察樣品截面組織結(jié)構(gòu)情況的最常用的制樣手段。

②測(cè)試步驟：取樣—鑲埋—研磨、拋光、腐蝕

A.      取樣（切割）：精密切割（大部分材料）、砂輪切割（金屬材料）、特殊切割（硬度不高的金屬或非金屬材料）

B.       鑲埋：冷鑲（適用于所有產(chǎn)品）、熱鑲（適用于鋼材）、不鑲（適用于具有較大平面的樣品）

C.       研磨、拋光： 砂輪打平—粗砂紙—細(xì)砂紙—粗拋—細(xì)拋—精拋—微腐蝕

1.2.6影響測(cè)試結(jié)果的因素：

測(cè)試條件： 測(cè)試樣品：覆蓋層表面粗糙度；橫斷面的斜度：偏差10，將產(chǎn)生1.5%的誤差；覆蓋層的變形；覆蓋層邊緣倒角；附加鍍層；樣品的腐蝕等

測(cè)試設(shè)備：測(cè)量設(shè)備放大倍數(shù)；設(shè)備的標(biāo)尺的校準(zhǔn)；測(cè)量設(shè)備的分辨率；明暗場(chǎng)的選擇等

 1.3破壞性檢測(cè)—溶解法：

1.3.1原理：被測(cè)試樣上的涂層，采用一種不使基體金屬收到損壞的溶液，進(jìn)行溶解。涂層的溶液可以用化學(xué)或電化學(xué)法。涂層的厚度按其溶解失重和出去涂層的那一部分表面面積來計(jì)算。一般情況下，涂層的失重可以通過化學(xué)分析法或稱重法測(cè)定。

注：本方法不是測(cè)定鍍層的局部厚度，而是測(cè)定整個(gè)鍍層的平均厚度。測(cè)量誤差一般小于5%。但是，在基體和鍍層含有相同的金屬時(shí)，誤差增大，不易測(cè)準(zhǔn)。

1.3.2測(cè)試步驟：將試樣放入適當(dāng)?shù)娜芤褐薪?，使鍍層或基體金屬溶解，然后比較溶解前后試樣的重量，來測(cè)定鍍層質(zhì)量。或者待鍍層溶解完畢后，用化學(xué)分析法測(cè)定鍍層的質(zhì)量。根據(jù)質(zhì)量、密度和試樣面積，計(jì)算出試樣上鍍層的平均厚度。

1.3.3常用標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 9799-1997；GB/T 12599-2002；GB/T 12307.3-1997

1.3.4常用鍍層：鍍鋅及其合金層

1.3.5計(jì)算公式：

鍍層平均厚度可按下式計(jì)算

H——鍍層的平均厚度（um）；

m1——鍍層未溶解時(shí)的試樣質(zhì)量（g）；

m2——鍍層溶解后的試樣質(zhì)量（g）；

S——試樣上鍍層的表面積（cm2）；

d——鍍層金屬的密度（g/cm3）

 2.鍍層厚度檢測(cè)的意義：

鍍層厚度是衡量鍍層質(zhì)量的重要指標(biāo)，是其物理性能測(cè)試中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)鍍層厚度進(jìn)行檢測(cè)可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量，使產(chǎn)品的外觀及使用性能達(dá)到要求，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的美觀度；通常情況下，產(chǎn)品會(huì)因表面與外界環(huán)境接觸而發(fā)生腐蝕、磨損、氧化、浸蝕等失效情況，對(duì)其鍍層厚度進(jìn)行檢測(cè)可以保證產(chǎn)品的防腐性能達(dá)標(biāo)從而提高產(chǎn)品的可靠性以及使用壽命，降低生產(chǎn)成本，對(duì)促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用