Volvo STD 5714-104 Mesure de l'épaisseur des revêtements métalliques et oxydés par examen microscopique des sections

La norme « Volvo STD 5714-104 Mesure de l'épaisseur des revêtements métalliques et d'oxydes par examen microscopique de sections » développée par le constructeur automobile Volvo décrit une méthode d'essai pour mesurer l'épaisseur des revêtements métalliques, des couches d'oxydes et des émaux en porcelaine ou vitreux par examen microscopique d'une section. Au mieux, cette méthode fournit une précision de mesure absolue de plus/moins 0,8 µm, ce qui détermine l'adéquation de la méthode à la mesure de l'épaisseur de revêtements minces.

Les échantillons doivent être prélevés à partir d’un ou plusieurs points de la surface critique. Il est nécessaire de s’assurer que le revêtement ou la couche n’a pas changé.

Pour protéger les bords de l'échantillon pendant la préparation du test, les revêtements souples, tels que le cuivre sur zinc et le cadmium, doivent être recouverts d'une épaisseur d'au moins 10 µm avec un dépôt plus dur qui offre un bon contraste lorsqu'il est abrasé.

Les échantillons doivent être montés de manière à permettre le meulage d'une section perpendiculaire à la surface du revêtement ou de la couche à mesurer. Un écart de 10 degrés par rapport à la verticale produit une valeur d’épaisseur environ 2 pour cent supérieure à l’épaisseur réelle.

Les échantillons doivent être maintenus dans un support ou moulés dans du plastique de manière à ce que l'épaisseur à mesurer ne soit pas affectée par la température ou la pression. La section doit ensuite être meulée et polie pour obtenir une surface acceptable pour la mesure.

Pour obtenir un contraste maximal entre le revêtement et le métal de base, il est conseillé de graver la partie polie, même si le contraste après polissage semble suffisant. De plus, la gravure élimine les traces de métal mou qui auraient pu se déposer sur le métal plus dur lors des opérations précédentes. Certains matériaux abrasifs sont répertoriés dans le tableau fourni dans la norme.

La mesure de l’épaisseur de la couche peut être effectuée à l’aide de l’une des méthodes suivantes :

• Méthode A : Examen de l'échantillon au microscope métallurgique à l'aide d'une lentille micrométrique calibrée.
• Méthode B : Projection de l'image de l'échantillon sur l'écran d'un microscope métallurgique à un grossissement déterminé avec précision.

L'épaisseur réelle du revêtement est obtenue en mesurant l'épaisseur projetée du revêtement et en la divisant par le facteur de grossissement. Le nombre et la répartition des mesures doivent être indiqués dans le rapport d’essai.

En bref, cette méthode d’essai consiste à mesurer l’épaisseur locale des revêtements métalliques et d’oxyde par examen microscopique de sections à l’aide d’un microscope optique. Dans de bonnes conditions, lorsqu'un microscope optique est utilisé, la méthode peut atteindre une précision de mesure absolue de 0,8 µm. La précision détermine l’adéquation de la méthode à la mesure de l’épaisseur des revêtements minces. La précision dépend de la configuration du microscope et de la préparation de l’échantillon. 0,8 µm ne doit pas être considéré comme absolu mais plutôt comme une ligne directrice. Les microscopes optiques peuvent utiliser des dispositifs de capture d’images numériques et des logiciels pour évaluer ces images.

Cette méthode d'essai consiste à couper une section de l'échantillon d'essai, à la monter et à préparer la section montée par des techniques appropriées de meulage, de polissage et d'abrasion. L'épaisseur de la section est mesurée à l'aide d'un microscope optique.

L'épaisseur du revêtement est un facteur important dans la performance d'un revêtement en service et est souvent spécifiée dans une spécification de revêtement. Cette méthode convient aux tests d’acceptation.

Les principaux facteurs affectant le résultat de la mesure sont :

• Rugosité de surface : si le revêtement ou son substrat présente une surface rugueuse, l'une ou les deux interfaces qui limitent la section transversale du revêtement peuvent être trop irrégulières pour permettre une mesure précise.
• Conicité de la section : Si le plan de section n'est pas perpendiculaire au plan de revêtement, l'épaisseur mesurée sera supérieure à l'épaisseur réelle. Par exemple, une pente de 10 degrés par rapport à la verticale contribue à une erreur de 1,5 %.
• Déformation du revêtement : Une déformation préjudiciable du revêtement peut être provoquée par une température ou une pression excessive lors de l'assemblage et de la préparation de sections de revêtements souples ou fondant à basse température, ainsi que par une abrasion excessive de matériaux cassants lors de la préparation des sections.
• Arrondi du bord du revêtement : Si le bord de la section du revêtement est arrondi, c'est-à-dire que la section du revêtement n'est pas complètement plate jusqu'à ses bords, l'épaisseur réelle ne peut pas être observée au microscope. Un arrondi des bords peut se produire en raison d'une installation, d'un meulage, d'un polissage ou d'une abrasion incorrects.
• Revêtement : Le revêtement de l'éprouvette sert à protéger les bords du revêtement lors de la préparation des sections et ainsi à éviter une mesure erronée. Le retrait du matériau de revêtement lors de la préparation de la surface pour le revêtement peut entraîner une mesure de sous-épaisseur.
• Gravure : Une gravure optimale produit une ligne sombre clairement définie et étroite à l'interface des deux métaux. Une abrasion excessive produit une ligne mal définie ou large qui peut entraîner une mesure inexacte.
• Taches : Un polissage incorrect peut entraîner la formation de taches sur un autre métal, brouillant ainsi la véritable frontière entre les deux métaux. La bordure apparente peut être mal définie ou très irrégulière, plutôt que lisse et bien définie. Pour vérifier qu'il n'y a pas de taches, l'épaisseur du revêtement doit être mesurée et le polissage, l'abrasion et la mesure de l'épaisseur doivent être répétés. Un changement significatif de l’épaisseur apparente indique qu’une coloration est probablement présente dans l’une des mesures.
• Grossissement : pour une épaisseur de revêtement donnée, les erreurs de mesure augmentent généralement avec la diminution du grossissement. Si possible, le grossissement doit être choisi de manière à ce que le champ de vision soit compris entre 1,5 et 3 fois l'épaisseur du revêtement.

Parmi les nombreuses études de test, de mesure, d'analyse et d'évaluation que notre organisation a réalisées pour des entreprises de divers secteurs, elle fournit également des services de test définis dans la norme « Volvo STD 5714-104 Mesure des épaisseurs de revêtement métallique et d'oxyde par examen microscopique de sections » avec son personnel formé et expert et son équipement technologique de pointe.