在化工、電子、電力、金屬等行業(yè)中,為了實(shí)現(xiàn)對各類材料的保護(hù)或裝飾作用,通常要采用噴涂、有色金屬覆蓋以及磷化、陽極氧化處理等方法,這樣,便出現(xiàn)了涂層、鍍層、敷層、貼層或化學(xué)生成膜等概念,我們稱之為“覆層”。
覆層的厚度測量已成為金屬加工業(yè)用戶進(jìn)行成品質(zhì)量檢測*的zui重要的工序。是產(chǎn)品達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的*手段。目前,國內(nèi)外已普遍按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)測定涂鍍層厚度,覆層無損檢測的方法和儀器的選擇隨著材料物理性質(zhì)研究方面的逐漸進(jìn)步而更加至關(guān)重要。
有關(guān)覆層無損檢測方法,主要有:楔切法、光截法、電解法、厚度差測量法、稱重法、X射線瑩光法、β射線反射法、電容法、磁性測量法及渦流測量法等。這些方法中除了后五種外大多都要損壞產(chǎn)品或產(chǎn)品表面,系有損檢測,測量手段繁瑣,速度慢,多適用于抽樣檢驗(yàn)。
X射線和β射線反射法可以無接觸無損測量,但裝置復(fù)雜昂貴,測量范圍小。因有放射源,故使用者必須遵守射線防護(hù)規(guī)范,一般多用于各層金屬鍍層的厚度測量。
電容法一般僅在很薄導(dǎo)電體的絕緣覆層厚度測試上應(yīng)用。
磁性測量法及渦流測量法。隨著技術(shù)的日益進(jìn)步,特別是近年來引入微處理機(jī)技術(shù)后,測厚儀向微型、智能型、多功能、高精度、實(shí)用化方面邁進(jìn)了一大步。測量的分辨率已達(dá)0.1μm,精度可達(dá)到1%。又有適用范圍廣,量程寬、操作簡便、價廉等特點(diǎn)。是工業(yè)和科研使用zui廣泛的儀器。
影響測量值的因素與解決方法
使用SAUTER測厚儀與使用其他儀器一樣,既要掌握儀器性能,也需了解測試條件。使用磁性原理和渦流原理的覆層測厚儀都是基于被測基體的電、磁特性及與探頭的距離來測量覆層厚度的,所以,被測基體的電磁物理特性與物理尺寸都要影響磁通與電渦流的大小。即影響到測量值的可靠性,下面就這方面的問題作一下介紹。
1.邊界間距
如果探頭與被測體邊界、孔眼、空腔、其他截面變化處的間距小于規(guī)定的邊界間距,由于磁通或渦流載體截面不夠?qū)?dǎo)致測量誤差。如必須測量該點(diǎn)的覆層厚度,只有預(yù)先在相同條件的無覆層表面進(jìn)行校準(zhǔn),才能測量。(注:的產(chǎn)品有透過覆層校準(zhǔn)的*功能可達(dá)3~10%的精度)
2.基體表面曲率
在一個平直的對比試樣上校準(zhǔn)好一個初始值,然后在測量覆層厚度后減去這個初始值?;騾⒄障聴l。
3.基體金屬zui小厚度
基體金屬必須有一個給定的zui小厚度,使探頭的電磁場能*包容在基體金屬中,zui小厚度與測量器的性能及金屬基體的性質(zhì)有關(guān),在這個厚度之上剛好可以進(jìn)行測量而不用對測量值修正。對于基體厚度不夠而產(chǎn)生的影響,可以采取在基材下面緊貼一塊相同材料的措施予以消除。如難以決斷,或無法加基材則可以通過與已知覆層厚度的試樣進(jìn)行對比來確定與額定值的差值。并且在測量中考慮這點(diǎn)而對測量值作相應(yīng)的修正或參考第2條修正。而那些可以標(biāo)定的儀器通過調(diào)整旋鈕或按鍵,便可以得到準(zhǔn)確的直讀厚度值。反之利用厚度太小產(chǎn)生的影響又可以研制直接測銅箔厚度的測厚儀,如前所述。
4.表面粗糙度和表面清潔度
在粗糙度表面上為獲得一個有代表性的平均測量值必須進(jìn)行多次測量才行。顯而易見,不論是基體或是覆層,越粗糙,測量值越不可靠。為獲得可靠的數(shù)據(jù),基體的平均粗糙度Ra應(yīng)小于覆層厚度的5%。而對于表面雜質(zhì),則應(yīng)予去除。有的儀表上下限,以剔除那些“飛點(diǎn)”。
5.探頭測量時的作用力
探頭測量時的作用力應(yīng)是恒定的。并應(yīng)盡可能小,才不致使軟的覆層發(fā)生形變,以致測量值下降或產(chǎn)生大的波動。必要時,可在兩者之間墊一層不導(dǎo)電的、一定厚度的硬性薄膜。這樣通過減去薄膜厚度就能適當(dāng)?shù)氐玫绞4拧?br />
6.外界恒磁場、電磁場和基體剩磁
應(yīng)該避免在有干擾作用的外界磁場附近進(jìn)行測量。殘存的剩磁,根據(jù)檢測器的性能可能導(dǎo)致或多或少的測量誤差,但是如結(jié)構(gòu)鋼,深沖成形鋼板等一般不會出現(xiàn)上述現(xiàn)象。
7.覆層材料中的鐵磁成份和導(dǎo)電成份
覆層中存在某些鐵磁成分,如某種顏料時,會對測量值產(chǎn)生影響,在這種情況下,對用作校準(zhǔn)的對比試樣覆層應(yīng)具有與被測物覆層相同的電磁特性,經(jīng)校準(zhǔn)后使用。使用的方法可以是將同樣的覆層涂在鋁或銅板試樣上,用電渦流法測試后獲得對比標(biāo)準(zhǔn)試樣。