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, 如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。 3.PVD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(铜)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.
(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。 将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。 将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。 将500g的氯化钠, 9.5L的蒸馏水及2.5g的CuCl2·2H2O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: 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。 三种盐雾试验不同点对照表
(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(节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
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: ①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), 往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。 ②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划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), 往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) 3B—5%~15%的涂层脱落 2A—切割线每边脱落达1/8英寸(3.2mm) 2B—15%~35%的涂层脱落 1A—粘胶带下的大部分X型涂层脱落 1B—35%~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℃与 -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79℃与21.5℃的水浴箱中, 进行450 次循环, 在每个水浴箱中置留40秒(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 A112.18.1节4.2.3.3进行的。 滴2滴(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.H2O(6N) 2) NaOH (6N) 3) CH3OH(100%) 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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