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表面处理检测标准&测试方法(一)

2011-06-07  lyqkmw2

表面处理检测标准&测试方法(一)

教育教学 2009-10-26 22:22:11 


一、定义

1.有机涂层(Organic Coating)

   含碳化合物(不包括氰化物与碳酸盐)的表层即有机涂层其包括有机/无机混

   合型涂层ORB, 红古铜及其它喷漆、喷粉、电泳工艺的产品。

2.无机表层(Inorganic Coating)

   含金属或氧化物及其它非碳物质的表层,即无机表层,如CP件。

3PVD表层(Vacuum Applied Coating)

   运用电化学及电物理学原理,于真空环境下在工件的表面镀上一层粘着的、

致密的、薄的表层,即PVD层。

4.重要表面(Significant Surface)

   产品在安装之后,所有暴露或可见的表面即重要表面。

5.底材 (Substrate)

   即最底层材质如铜、锌合金、塑料等。

6.基材(Base material)

   相对于表层而言的次层材质即基材,如()CP件中铬的基材是镍,镍的基材是铜。

7.腐蚀点(Corrosion)

   腐蚀至基材或底材的点即腐蚀点不可与腐蚀斑混淆。如铜的腐蚀可能是绿色

   或褐色,或针孔状的;钢或不锈钢的腐蚀是红色的锈点;铝或锌基材的腐蚀是

   白色的。

8.腐蚀斑(Staining)

   除了腐蚀点以外的任何可见的颜色变化,其经过水的浸泡而仍可残留下来。

  

二、测试标准与判定方法

 

1)厚度测试

1. 分类:包括金属镀层厚度与有机涂层厚度

 

2.

 

测试项目

依据标准

判定方法

金属镀层厚度测试

ASTM B504

依客户要求而定

有机涂层厚度测试

ASTM B567

依客户要求而定

 

2)盐雾试验

1.      分类:包括醋酸盐雾试验(ASS), 中性盐雾试验(NSS), 铜加速盐雾试验(CASS)

2.      中性盐雾试验(NSS)

1)     测试目的:检测有机或无机表层的耐腐蚀性能。

2)      试验程序此试验是按照ASTM B117标准进行测试。

500g的氯化钠与9.5L的蒸馏水配制成溶液搅拌均匀后(PH值应在6.0~7.0), 再用NaOH将溶液的PH值调到6.5~7.2(量筒中收集液的PH值应在6.5~7.2的范围内)。将清洗干净的工件放入盐雾箱中设定饱和桶温度  (47)和试验箱温度(35), 并观察干燥压缩空气的压力是否保持在1kgf/cm2,。若试验的时间较长每天应作两次观测记录下喷雾量(应在1.0~2.0ml)及其它试验的情况。试验结束后用干净的水冲洗样品表面的盐沉积并及时检查样品表面的腐蚀情况。

 

3)      结果判定:

①腐蚀点的直径不能大于1.6mm且每平方英寸的重要表面上仅允许出现一点;

②腐蚀斑面积不能超过5%的重要表面且直径不能大于6.4mm

3.      醋酸盐雾试验(ASS)

1)     测试目的:检测有机或无机表层的耐腐蚀性能。

2)      试验程序此试验是按照ASTM G85, Annex A1标准进行测试。

500g的氯化钠与9.5L的蒸馏水配制成溶液搅拌均匀后(PH值应在6.0~7.0), 再用冰醋酸将溶液的PH值调到3.0~3.1(量筒中收集液的PH值应在3.1~3.3的范围内)。将清洗干净的工件放入盐雾箱中设定饱和桶温度  (47)和试验箱温度(35), 并观察干燥压缩空气的压力是否保持在1kgf/cm2,。若试验的时间较长每天应作两次观测记录下喷雾量(应在1.0~2.0ml)及其它试验的情况。试验结束后用干净的水冲洗样品表面的盐沉积并及时检查样品表面的腐蚀情况。

 

3)      结果判定:

①腐蚀点的直径不能大于1.6mm且每平方英寸的重要表面上仅允许出现一点;

②腐蚀斑面积不能超过5%的重要表面且直径不能大于6.4mm

4. 铜加速盐雾试验(CASS)

 

1)     试验目的:检测有机或无机表层的耐腐蚀性能。

2)     试验程序:此试验是按照ASTM B368的标准进行测试。

500g的氯化钠, 9.5L的蒸馏水及2.5gCuCl2·2H2O配制成溶液搅拌均匀后用冰醋酸将溶液的PH值调到3.0~3.1(量筒中收集液的PH值应在3.1~3.3的范围内)。将清洗干净的工件放入盐雾箱中设定饱和桶温度(63)和试验箱温度(49), 并观察干燥压缩空气的压力是否保持在1kgf/cm2。若试验的时间较长每天应作两次观测记录下喷雾量(应在1.0~2.0ml)及其它试验的情况。试验结束后用干净的水冲洗样品表面的盐沉积并及时检查样品表面的腐蚀情况。

3) 结果判定:

    腐蚀点的直径不能大于1.6mm且每平方英寸的重要表面上仅允许出现一点②腐蚀斑面积不能超过5%的重要表面且直径不能大于6.4mm

                三种盐雾试验不同点对照表

 

盐雾试验项目

PH值范围

试验箱温度

环境条件恶劣指数

中性盐雾(NSS)

6.57.2

35

A

醋酸盐雾(ASS)

3.13.3

35

AA

铜加速醋酸盐雾(CASS)

3.13.3

49

AAA

 

3)结合力测试(金属底材)

1.      分类:包括金属镀层粘着力测试与有机涂层附着力测试

 

2.      金属镀层粘着力测试(剥离试验)

1)测试目的:用于测定工件镀层与金属底材之间的结合力。

2)测试程序:此测试是按照ASTM B571(9)进行。

将工件按如下条件进行烘烤: 

常用金属底材的剥离测试条件

 

底材

烘烤温度

烘烤时间

铜及铜合金

250

45Min

锌及锌合金

150

45Min

  烘烤完后将工件迅速地淬入冷水中。

3)     结果判定:试验后镀层应无起泡、裂纹、脱皮等现象。

 

3. 有机涂层附着力测试

   1)测试目的:用于测定有机涂层与金属底材之间的结合力。

   2)测试程序:此测试是按照ASTM D3359进行。可分为两种方法:

     方法A: 也称为X划法。用锋利的小刀在工件表面划40mm长,相交

       角度为30°~45°的两条直线(确定已划入基材否则必须重新另找位置

       再划), 用胶带压住约90±30秒后(可用橡皮擦擦去空气间隙), 180°

       的反方向迅速地用力撕去胶带。在不同的位置重复测试两次。

     方法B: 也称为网格测试。分两种情况:

1)若工件表层厚度在2.0mils(50μm)以内则用小刀在工件表面划11*11的相互垂直的1mm宽的网格;

2)若工件表层厚度在2.0mils(50μm)~5.0mils(125μm)之间,则用小刀在工件表面6*6的相互垂直的2mm宽的网格;

 

之后用胶带压住约90±30秒后(可用橡皮擦擦去空隙), 180°的反方向迅速地撕去胶带。在不同位置重复测试两次。

 

3)等级判定方法如下:

 

Method A                              Method B

          5A—涂层没有脱落                       5B—涂层没有脱落

          4A—在切割线边沿或相交处有剥落迹象     4B—少于5%的涂层脱落

          3A—切割线每边脱落达1/16英寸(1.6mm)  3B5%~15%的涂层脱落

          2A—切割线每边脱落达1/8英寸(3.2mm)   2B15%~35%的涂层脱落

          1A—粘胶带下的大部分X型涂层脱落      1B35%~65%的涂层脱落

          0A—脱落面积超出X型面积              0B—大于65%的涂层脱落

 

4)冷热循环测试(塑料底材)

  1.测试目的:用于测试塑料基体与金属镀层之间的结合力。

  2.测试程序:此测试是按照ASTM B553进行由冷循环与热循环两个循环测试

     组成。

     1) 冷循环:在干燥环境下,将工件在21 -40两种温度下各放置1小时,如此交替循环3次。之后将工件静置12~48小时再进行热循环。

2) 热循环:将工件交替循环地浸没于7921.5的水浴箱中进行450

次循环在每个水浴箱中置留40(对于水槽中的塑料排水件则需2分钟).

3.结果判定:试验后应无腐蚀点、裂纹、起泡、脱皮或变色等现象。

 

  5)铅笔硬度测试

  1.测试目的:用于测试所有有机涂层的硬度性能。

  2.测试程序:此测试是按照ASTM D3363进行。采用特定型号的铅笔硬度机进行测试。(因目前尚缺此种机台暂且用手工方式进行测试这里只介绍一种通用的测试法)

        1) 铅笔头部的制法小心地削去铅笔末端的木头部分,留出5~6mm未经           任何破坏的平整的铅头使之以90°垂直于(400目)砂纸上小心地磨擦直至得到一个扁平、光滑、圆形的横截面。

2) 铅笔规格:

6B-5B-4B-3B-2B-B-HB-F-H-2H-3H-4H-5H-6H

                           越软                     越硬

  3) 从最硬的铅笔开始测试,将铅笔用1644g±28.3g的力,以与测试面成45°的角度平稳地划出约6.5mm长的划线。工件表面可能会被划伤但只要不超过深入基材的1/4英寸深度都是符合要求的。这可以通过用欧姆计来判定。

  3.结果判定:依据客户的铅笔硬度等级判定合格与否。

 

 

 

6)水解测试

  1.测试目的:用于测试有机涂层在温水中的降解能力。

  2.测试程序:此测试是按照ANSI/ASME A112.18.1进行。

        将测试样品浸入盛有蒸馏水的恒温水浴箱中温度保持在38±1

        放置24±0.5小时(PP客户要求放置36小时)。之后将工件取出并仔细检查。

3.结果判定:试验后镀层应无起泡、起皱、脱皮或基体腐蚀等现象。

 

7)肥皂&清洁剂作用

  1.测试目的:用于测试有机涂层的抗化学性能。

     2.测试程序: 此测试是依据ANSI/ASME A112.18.14.2.3.3进行的。

        2(0.10ml)的如下溶液中的一种于工件表面上(最好是滴在平面上)静置16小时。

     1) NH3.H2O6N

     2) NaOH (6N)

     3) CH3OH100%

     4) 非离子表面活性剂(100%

  3.结果判定:涂层表面应无起泡、起皱、剥皮、基体腐蚀现象。

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