涂層厚度的測(cè)量方法
涂層測(cè)厚儀又叫漆膜測(cè)厚儀、鍍層測(cè)厚儀、涂鍍層測(cè)厚儀等、鋼鐵工件涂裝前磷化處理技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn),本規(guī)范規(guī)定了鋼鐵工件涂裝前磷化膜分類(lèi)、技術(shù)要求、檢驗(yàn)方法及驗(yàn)收規(guī)則。本規(guī)范適用于鋼鐵涂裝前的磷化處理。經(jīng)處理所形成的磷化膜用作涂裝底層,以增強(qiáng)涂膜與鋼鐵基體的附著力及耐蝕性,提高鋼鐵工作的涂裝質(zhì)量。
涂層測(cè)厚儀采用電磁感應(yīng)法測(cè)量涂層的厚度。位于部件表面的探頭產(chǎn)生一個(gè)閉合的磁回路,隨著探頭與鐵磁性材料間的距離的改變,該磁回路將不同程度的改變,引起磁阻及探頭線圈電感的變化。利用這一原理可以精確地測(cè)量探頭與鐵磁性材料間的距離,即涂層厚度。
涂層厚度測(cè)量方法
1、劃圈法
劃圈法所采用的附著力測(cè)定儀是按照劃痕范圍內(nèi)的漆膜完整程度進(jìn)行評(píng)定,以級(jí)表示。是按照制備好的馬口鐵板固定在測(cè)定儀上,為確保劃透漆膜,酌情添加砝碼,按順時(shí)針?lè)较颍?0-100r/min均勻搖動(dòng)搖柄,以圓滾線劃痕,標(biāo)準(zhǔn)圓長(zhǎng)7.5cm,取出樣板,評(píng)級(jí)。實(shí)驗(yàn)中需要注意以下幾點(diǎn):
(a)測(cè)定儀的針頭必須保持銳利,否則無(wú)法分清1,2級(jí)的分別,應(yīng)在測(cè)定前先用手指觸摸感覺(jué)是否鋒利,或在測(cè)定若干塊試板后酌情理?yè)Q。
(b)先試著刻劃幾圈,劃痕應(yīng)剛好劃透漆膜,若未露底板,酌情添加砝碼;但不要加得過(guò)多,以免加大阻力,磨損針頭。
(c)評(píng)級(jí)時(shí)可以7級(jí)(內(nèi)層)開(kāi)始評(píng)定,也可以1級(jí)(外圈)評(píng)級(jí),按順序檢查各部位的漆膜完整程度,如某一部位的格子有705以上完好,則認(rèn)為該部位是完好的,否則認(rèn)為壞損。例如,部位1漆膜完好,附著力為佳,定為1級(jí);部位1漆膜壞損而部位2完好的,附著力次之定為2級(jí)。依據(jù)類(lèi)推,7級(jí)附著力較差。通常要求比較好的底漆附著力應(yīng)達(dá)到1級(jí),面漆的附著力可在2級(jí)左右。
2、劃格法
劃格法測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)主要有ASTM D3359 Method B 和ISO 2409,兩者的測(cè)試方法和描述基本相同,只是對(duì)于附著力級(jí)別的說(shuō)明次序剛好相反。ASTM D3359 是5B~0B 為由好到壞,而ISO 2409 是0~5 為由好到壞。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9286-1998 等效采用于ISO2409:1992。
(1)ISO 2409 的測(cè)試方法:
ISO 2409 劃格法測(cè)試中使用的刀具有多刃和單刃兩種,由于多刃刀具對(duì)>120μm 的干膜厚度或較硬的涂層不容易平穩(wěn)地切割漆膜,因此推薦使用單刃刀具。為了避免人為誤差,可以使用電動(dòng)劃格法附著力測(cè)試儀,刀具壓力可以預(yù)先調(diào)校。不同的漆膜決定了不同的劃格間距,底材的軟硬程度也對(duì)其有影響。
(2)劃格法測(cè)試程序如下:
(1)測(cè)量漆膜厚度,以確定適當(dāng)?shù)那懈铋g距
(2)以穩(wěn)定的壓力,適當(dāng)?shù)拈g距,勻速地切割漆膜,確保每刀切到底材表面
(3)重復(fù)以上操作,以90°角再次平行等數(shù)切割漆膜,形成井字格
(4)用軟刷輕掃表面。以穩(wěn)定狀態(tài)卷開(kāi)膠帶,切下75mm 的長(zhǎng)度
(5)把膠帶中間放在格子上,與劃線呈平行,至少留有20mm 長(zhǎng)度在格子外以用手抓著,用手指摩平膠帶
(6)抓著膠帶一頭,在0.5~1.0s 內(nèi),以接近60°角撕開(kāi)膠帶。保留膠帶作為參考,檢查切割部位的狀態(tài)
在ISO 12944 中規(guī)定,附著力須達(dá)到1 級(jí)才能認(rèn)定為合格;在GB/T 9286-1998 中,前3級(jí)是令人滿意的,要求評(píng)定通過(guò)/不通過(guò)時(shí)也采用前3 級(jí)作為評(píng)判要求。
3、 劃X法
美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)制訂的ASTM D3359,適用于干膜厚度高于125 微米的情況,對(duì)高漆膜厚度沒(méi)有作出限制,而相對(duì)應(yīng)的劃格法通常適用于250 微米以下的干膜厚度。
測(cè)試所要有的工具比較簡(jiǎn)單,鋒利的刀片,比如美工刀、解剖刀;25mm(1in.)的半透明壓敏膠帶;鉛筆一頭的橡皮擦以及照明燈源,比如手電等。
測(cè)試程序如下:
(1)涂層表面要清潔干燥,高溫和高濕會(huì)影響膠帶的附著力。
(2)浸泡過(guò)的樣板要用溶劑清洗,但不能損害涂層,然后讓其干燥。
(3)用刀具沿直線穩(wěn)定地切割漆膜至底材,夾角為30~45°,劃線長(zhǎng)40mm(1.5 in.),交叉點(diǎn)在線長(zhǎng)的中間。
(4)用燈光照明查看鋼質(zhì)基底的反射,確定劃痕到底材沒(méi)有;如果沒(méi)有,則在另一位置重線切割。
(5)除去壓敏膠帶上面的兩圈,然后以穩(wěn)定的速率拉開(kāi)膠帶,割下75mm(3in.)長(zhǎng)的膠帶。
(6)把膠帶中間處放在切割處的交叉點(diǎn)上,用手指抹平,再用橡皮擦摩平膠帶,透明膠帶的顏色可以幫助我們看出與漆膜接觸的狀態(tài)密實(shí)程度。
(7)在90±30s 內(nèi),以180°從漆膜表面撕開(kāi)膠帶,觀察涂層拉開(kāi)后的狀態(tài),標(biāo)準(zhǔn)中定義了五種狀態(tài)供參考,其中5A-3A 為附著力可接受狀態(tài)。
5A:沒(méi)有脫落或脫皮
4A:沿刀痕有脫皮或脫落的痕跡
3A:刀痕兩邊都有缺口狀脫落達(dá)1.6mm
2A:刀痕兩邊都有缺口狀脫落達(dá)3.2mm
1A:膠帶下X 區(qū)域內(nèi)大部分脫落
0A:脫落面積超過(guò)了X 區(qū)域
4、拉開(kāi)法
拉開(kāi)法是評(píng)價(jià)附著力的更佳測(cè)試方法,鋁合金圓柱用膠黏劑膠在涂層表面,等膠黏劑完全固化后,用相拉開(kāi)法測(cè)試儀器進(jìn)行附著力的測(cè)試。
應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)有GB5210(等同采用ISO 4624),以及ASTM D4514。
拉開(kāi)法測(cè)試儀器有機(jī)械式和液壓/氣壓驅(qū)動(dòng)兩種類(lèi)型。典型的測(cè)試儀器有elcometer106型(機(jī)械式)和Elcometer108型(液壓型)。Elcometer106的手動(dòng)機(jī)械拉開(kāi)法測(cè)試儀,因?yàn)樗捎谑止げ僮鞯牟环€(wěn)定性而影響測(cè)試結(jié)果的不準(zhǔn),因此在海洋防腐工程標(biāo)準(zhǔn)NORSOK M501 規(guī)定中不再使用機(jī)械式拉開(kāi)法測(cè)試儀。
拉開(kāi)法附著力測(cè)試時(shí),使用的膠黏劑有兩種,環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑和快干型氰基丙烯酸酯膠黏劑。環(huán)氧膠黏劑在室溫下要24 小時(shí)后才能進(jìn)行測(cè)試,而快干型氰基丙烯酸酯膠黏劑室溫下15 分鐘后即能達(dá)到測(cè)試強(qiáng)度,建議在2 小時(shí)后進(jìn)行測(cè)試。
透明膠帶的作用主要是用來(lái)固定剛黏上的鋁合金圓柱,以免膠黏劑沒(méi)有固化到一定牢度而使圓柱偏離原來(lái)的黏著位置。
切割刀具用來(lái)切割鋁合金圓柱周邊的涂層與膠黏劑,直至底材,這樣可以避免周邊涂層影響附著力的準(zhǔn)確性。如果干膜厚度低于150μm 時(shí),可以不進(jìn)行切割處理。
就以上方法而言對(duì)于涂層厚度測(cè)量,對(duì)干膜的厚度測(cè)量,林上有各種涂層測(cè)厚儀可供選擇,非常的簡(jiǎn)單又方便。