Volvo STD 5714-104 Измерване на дебелината на метални и оксидни покрития чрез микроскопско изследване на срезове

Стандартът „Volvo STD 5714-104 Измерване на дебелината на метални и оксидни покрития чрез микроскопско изследване на секции“, разработен от автомобилната компания Volvo, описва метод за изпитване за измерване на дебелината на метални покрития, оксидни слоеве и порцеланови или стъкловидни емайли чрез микроскопско изследване на секция. В най-добрия случай този метод осигурява абсолютна точност на измерване от плюс/минус 0,8 µm, което определя пригодността на метода за измерване на дебелината на тънки покрития.

Пробите трябва да се вземат от една или повече точки на критичната повърхност. Необходимо е да се гарантира, че покритието или слоят не са се променили.

За да се защитят ръбовете на пробата по време на подготовката за теста, меките покрития, като мед върху цинк и кадмий, трябва да бъдат покрити с дебелина най-малко 10 µm с по-твърд слой, който осигурява добър контраст при абразия.

Пробите трябва да бъдат монтирани по начин, който позволява шлайфане на сечение, перпендикулярно на повърхността на покритието или слоя, който ще се измерва. Отклонение от 10 градуса от вертикалата води до стойност на дебелината, приблизително с 2 процента по-висока от действителната дебелина.

Пробите трябва да бъдат поставени в държач или отлети от пластмаса по такъв начин, че измерваната дебелина да не се влияе от температура или налягане. След това секцията трябва да се шлайфа и полира, за да се получи приемлива повърхност за измерване.

За да се постигне максимален контраст между покритието и основния метал, е препоръчително полираната част да се ецва, дори ако контрастът след полиране изглежда достатъчен. Освен това, ецването премахва следи от мек метал, които може да са попаднали върху по-твърдия метал по време на предишни операции. Някои абразивни материали са изброени в таблицата, предоставена в стандарта.

Измерването на дебелината на слоя може да се извърши по един от следните методи:

• Метод А: Изследване на пробата под металургичен микроскоп с помощта на калибрирана микрометрична леща.
• Метод Б: Прожектиране на изображението на пробата върху екрана на металургичен микроскоп при точно определено увеличение.

Действителната дебелина на покритието се получава чрез измерване на проектираната дебелина на покритието и разделянето ѝ на коефициента на увеличение. Броят и разпределението на измерванията трябва да бъдат посочени в протокола от изпитването.

Накратко, този метод на изпитване включва измерване на локалната дебелина на метални и оксидни покрития чрез микроскопско изследване на секции с помощта на оптичен микроскоп. При добри условия, когато се използва оптичен микроскоп, методът може да постигне абсолютна точност на измерване от 0,8 µm. Точността определя пригодността на метода за измерване на дебелината на тънки покрития. Точността зависи от настройката на микроскопа и подготовката на пробата. Стойността от 0,8 µm не трябва да се приема за абсолютна стойност, а по-скоро като ориентир. Оптичните микроскопи могат да използват устройства и софтуер за цифрово заснемане на изображения, за да оценят тези изображения.

Този метод на изпитване се състои в изрязване на секция от изпитвания образец, монтирането ѝ и подготовка на монтираната секция чрез подходящи техники за шлайфане, полиране и абразия. Дебелината на сечението се измерва с оптичен микроскоп.

Дебелината на покритието е важен фактор за неговите експлоатационни характеристики и често е посочена в спецификацията на покритието. Този метод е подходящ за приемателни тестове.

Основните фактори, влияещи върху резултата от измерването, са:

• Грапавост на повърхността: Ако покритието или неговият субстрат имат грапава повърхност, едната или и двете граници, които ограничават напречното сечение на покритието, може да са твърде неравни, за да позволят точно измерване.
• Конусност на сечението: Ако равнината на сечението не е перпендикулярна на равнината на покритието, измерената дебелина ще бъде по-голяма от действителната дебелина. Например, наклон от 10 градуса спрямо вертикалата допринася за грешка от 1,5 процента.
• Деформация на покритието: Вредна деформация на покритието може да бъде причинена от прекомерна температура или налягане по време на сглобяването и подготовката на секции от меки покрития или покрития, които се топят при ниски температури, както и от прекомерно износване на крехки материали по време на подготовката на секциите.
• Закръгляване на ръба на покритието: Ако ръбът на секцията с покритието е заоблен, т.е. секцията с покритието не е напълно равна по краищата си, действителната дебелина не може да бъде наблюдавана микроскопски. Закръгляване на ръбовете може да възникне поради неправилен монтаж, шлайфане, полиране или износване.
• Покриване с покритие: Покриването с покритие върху изпитваната проба се използва за защита на ръбовете на покритието по време на подготовката на секциите и по този начин предотвратяване на грешно измерване. Отстраняването на покривния материал по време на подготовката на повърхността за нанасяне на следващо покритие може да доведе до измерване на недостатъчна дебелина.
• Ецване: Оптималното ецване създава ясно дефинирана и тясна тъмна линия на границата между двата метала. Прекомерното износване води до неточно дефинирана или широка линия, която може да доведе до неточно измерване.
• Петна: Неправилното полиране може да доведе до появата на петна от един метал върху друг метал, размивайки истинската граница между двата метала. Видимата граница може да е слабо дефинирана или много неравномерна, вместо гладка и добре дефинирана. За да се провери дали няма оцветяване, дебелината на покритието трябва да се измери и полирането, абразията и измерването на дебелината трябва да се повторят. Значителна промяна във видимата дебелина показва, че вероятно е налице оцветяване при едно от измерванията.
• Увеличение: За всяка дадена дебелина на покритието, грешките в измерването обикновено се увеличават с намаляване на увеличението. Ако е възможно, увеличението трябва да се избере така, че зрителното поле да е между 1,5 и 3 пъти дебелината на покритието.

Сред многобройните проучвания за изпитване, измерване, анализ и оценка, които нашата организация е извършила за бизнеси в различни сектори, тя предоставя и услуги за изпитване, определени в стандарта „Volvo STD 5714-104 Измерване на дебелината на метални и оксидни покрития чрез микроскопско изследване на секции“, със своя обучен и експертен персонал и модерно технологично оборудване.