涂层厚度检测方法优化方案

2023-06-18 理论教育版权反馈

【摘要】：涂层厚度的检测包括局部厚度的检测和平均厚度的检测。热喷涂涂层无损检测方法主要有磁性法、涡流法、测量法等，破坏性检测法主要有金相显微镜法。根据被测工件涂层有效面积的大小，采用不同测量点数进行。对于不同用途的涂层，可根据用户要求报告平均厚度、最小厚度或最大厚度。

涂层厚度的检测包括局部厚度的检测和平均厚度的检测。检测方法有非破坏性检测（无损检测）和破坏性检测两种。

热喷涂涂层无损检测方法主要有磁性法、涡流法、测量法等，破坏性检测法主要有金相显微镜法。

1.磁性法

磁性法工作原理是以探头对磁性基体磁通量或互感电流为基准，利用其表面的非磁性涂层的厚度不同，对探头磁通量或互感电流的线性变化值来测定涂层厚度，故该方法适应于磁性基体上非磁性涂层厚度的检测。磁性测厚仪目前已有多种商品，如CH-1型、DHC-1型、QCC-A型等。由于该方法简便易行，大多数现场使用此方法。

（1）检测方法这种方法在测量之前应对系统进行调试，以确保测量精度。根据被测工件涂层有效面积的大小，采用不同测量点数进行。对有效面积小于1cm²的涂层工件作3点测量；对有效面积大于1cm²的涂层工件，在选择基准面内作3～5点测量；对有效面积大于1m²的涂层工件，在选择基准面内作9点10次测量，其中第1次测量点与第10次重合，各测量点分布如图5-13所示。

（2）测量影响因素基体金属本身因素的影响：厚度、磁性、曲率、表面粗糙度、机械加工方向和剩磁等；涂层本身影响因素：厚度、导电率、表面粗糙度等；环境因素：周围磁场、外来附着物等；测量技巧的影响：探头压力、探头取向和边缘效应等。

（3）基准表面的确定当测量有效表面积小于1cm²的工件局部厚度的基准时，应取整个有效表面；当测量有效表面积大于1cm²的工件局部厚度的每个基准表面时应取1cm²（尽可能取边长为1cm的正方形）；基准表面个数的确定必须使基准表面的总面积不小于有效面积的5%，基准表面的位置应均匀分布在整个有效表面上。

图5-13 涂层厚度测量的点分布

2.涡流法

涡流法工作原理是将内置高频电流线圈探头置于涂层上，在被测涂层内产生高频磁场，由此在金属内部产生涡流，涡流产生的磁场又反作用于探头内线圈，使其阻抗发生变化。随基体表面涂层厚度的变化，探头与基体金属表面的间距改变，反作用于探头线圈阻抗发生相应的变化。由此，测出探头线圈的阻抗值可以间接地反映出涂层的厚度。该方法适应于非磁性金属基体材料上非导电涂层的厚度测量，同样也适应于磁性基体材料上的各种非磁性涂层。国产涡流测厚仪有：JWH-1、JWH-3、7504等型号。

3.直接测量法

借助于游标卡尺、千分尺等量具直接测量涂层厚度。该方法主要用于机械零件的制造预保护涂层和废旧零件的再制造涂层中。将机械零件的公称尺寸下切到预留涂层厚度的尺寸，在此基础上制备涂层，并留有相应的加工余量，经过车削、磨削后，使涂层残留量保持在涂层设计所需要的厚度。

4.金相显微镜法

该方法适应一般涂层的测厚。其特点是准确度高，判别直观。将待测涂层试样制成涂层断面试样，然后用带有目镜的金相显微镜观察涂层横断面的放大图像，直接测量出涂层的局部厚度的平均值。所制备供测量用涂层厚度的试样应进行切割、边缘保护、镶嵌（于一般金相制样镶嵌相同）、研磨、抛光、浸渍（目的是为使试样断面的涂层和基体材料的剖面清晰地裸露出各自的色泽和表面特征，便于测量），然后水洗吹干即可进行测量。

5.涂层厚度评价方法

一般情况下，热喷涂涂层的厚度确定为在被测有效表面上测得的最小涂层厚度。对于不同用途的涂层，可根据用户要求报告平均厚度、最小厚度或最大厚度。

涂层厚度检测方法优化方案

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