CN109974635B - 一种测量钢丝镀层厚度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢丝镀层厚度的测量方法。该方法先按多次测量取平均值的方法测出含有镀层的钢丝直径，并将钢丝成任意角度镶嵌，制备出截面金相样，然后将制备好的金相样放入扫描电镜中观察，拍摄背散射照片，确定椭圆状钢丝截面的圆心，测量截面上任意一处的镀层厚度，按比例公式就可计算出相对应镀层的实际厚度。此种分析方法简单易行，不受钢丝尺寸影响，无需特殊制样方法，无需特殊检测设备，并且能够提供更为准确的检测结果，满足钢丝镀层厚度的测量要求。

Description

一种测量钢丝镀层厚度的方法
技术领域
本发明属于材料显微组织检验方法领域，特别涉及一种采用扫描电镜测量钢丝镀层厚度的方法。
背景技术
传统的镀层测试方法有无损检测方法和破坏性检测方法两种，常用的无损检测方法有磁性测厚计、涡流测厚仪、超声波测厚仪、千分尺测厚仪和X射线光谱法等；破坏性检测方法有金相法和库伦法等。无损检测法对基体和镀层的材质都有一定特殊的要求，且检测结果相对于破坏性检测来说，误差较大；金相法需要保证制备的横断面样品垂直于待测镀层，这一要求对于大块样品来说相对容易实现，对于直径小于1mm，尤其直径为0.06mm的钢丝，基本无法实现；库伦法只适合平面样品，也无法实现对钢丝镀层厚度的测量。目前也有通过扫描电镜来测量钢丝截面的镀层厚度，但是对于非常细的钢丝，无法保证制备出的横断面样品为钢丝长度方向的垂直面，稍有倾斜就会引起大的测量误差，所以测出来的镀层厚度值可信度太低。现有的镀层厚度测试方法能够解决大块样品厚度的测量，但是对于这种细钢丝都存在无法测量或样品无法制备而导致测试效果不理想等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测量钢丝镀层厚度的方法，不需要钢丝的横断面严格垂直于待测镀层，制样快速简便，可镶嵌任意角度的截面试样用于测量钢丝的镀层厚度，测量精度高。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种钢丝镀层厚度的测量方法，包含以下步骤：
(1)测量：测量含有镀层的切割钢丝的直径D0；
(2)制样：对含有镀层的切割钢丝进行镶样、制样，不进行腐蚀；
(3)测试：拍摄样品的背散射照片，调整放大倍数，使钢丝和镀层都在照片中且填满照片整个区域；
(4)分析计算：若照片中钢丝的截面为椭圆形，分别作钢丝椭圆截面的外切圆和内切圆，分别得到椭圆长轴和短轴，长轴和短轴的交点即为椭圆圆心，在椭圆截面上过椭圆圆心作任一直线，测量出该直线上的镀层厚度d1和含有镀层的椭圆轴长D1，镀层实际厚度d0＝d1*D0/D1。
进一步，所述的钢丝镀层厚度的测量方法中含有镀层的切割钢丝的直径D0通过游标卡尺或千分尺多次测量取平均值的方法测量计算。
更进一步，所述的钢丝镀层厚度的测量方法中多次测量为不少于三次的测量。
进一步，所述的钢丝镀层厚度的测量方法中镶样按截面样品制备方法进行，所述的制样按扫描电镜样品的要求进行。
更进一步，所述的钢丝镀层厚度的测量方法中镶样时采用导电镶料进行热镶嵌，若镶样时采用不导电镶料或者冷镶嵌，则在制好样后进行表面喷碳处理。
进一步，所述的钢丝镀层厚度的测量方法中拍摄样品的背散射照片时，扫描电镜的加速电压15-30KV，电子束流150-300pA，工作距离10-20mm。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
本发明结合待测样品的背散射照片和数值测量，可以直接计算出镀层的实际厚度，对样品无特殊制样要求，操作简单，高效快速，测量结果直观，计算结果准确可靠。
附图说明
图1为本发明中镀层计算的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的具体说明。
现将本发明的实施例具体叙述于后。
实施例1
一种钢丝镀层厚度的测量方法，包含以下步骤：
(1)测量：通过游标卡尺或千分尺多次测量取平均值的方法测量计算含有镀层的切割钢丝的直径D0；
表1含有镀层的切割钢丝的直径D0的测量计算结果
测量次数 1 2 3 4 5 平均值
D<sub>0</sub> 0.43mm 0.42mm 0.44mm 0.43mm 0.43mm 0.43mm
(2)制样：对含有镀层的切割钢丝进行镶样、制样，不进行腐蚀；镶样按截面样品制备方法进行，所述的制样按扫描电镜样品的要求进行。镶样时采用导电镶料进行热镶嵌，若镶样时采用不导电镶料或者冷镶嵌，则在制好样后进行表面喷碳处理。
(3)测试：拍摄样品的背散射照片，调整放大倍数，使钢丝和镀层都在照片中且填满照片整个区域；拍摄样品的背散射照片时，扫描电镜的加速电压15-30KV，电子束流150-300pA，工作距离10-20mm。
(4)分析计算：如图1所示，在含有镀层的截面上，作镀层内钢丝椭圆截面的外切圆得到椭圆长轴a1，作椭圆截面的内切圆得到椭圆短轴a2，长短轴交点即为椭圆圆心O，过椭圆圆心作任一条线D1，测量出过这条线的椭圆截面上的镀层厚度d1＝40.46μm和含有镀层的椭圆轴长D1＝463.94μm，然后根据公式算出镀层实际厚度d0＝d1*D0/D1＝37.50μm。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。本领域的技术人员在本发明构思的启示下对本发明所做的任何变动均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种钢丝镀层厚度的测量方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)测量：测量含有镀层的切割钢丝的直径D0；
(2)制样：对含有镀层的切割钢丝进行镶样、制样，不进行腐蚀；
(3)测试：拍摄样品的背散射照片，调整放大倍数，使钢丝和镀层都在照片中且填满照片整个区域；
(4)分析计算：若照片中钢丝的截面为椭圆形，分别作钢丝椭圆截面的外切圆和内切圆，分别得到椭圆长轴和短轴，长轴和短轴的交点即为椭圆圆心，在椭圆截面上过椭圆圆心作任一直线，测量出该直线上的镀层厚度d1和含有镀层的椭圆轴长D1，镀层实际厚度d0＝d1*D0/D1。
2.根据权利要求1所述的钢丝镀层厚度的测量方法，其特征在于，所述的含有镀层的切割钢丝的直径D0通过游标卡尺或千分尺多次测量取平均值的方法测量计算。
3.根据权利要求2所述的钢丝镀层厚度的测量方法，其特征在于，所述的多次测量为不少于三次的测量。
4.根据权利要求1所述的钢丝镀层厚度的测量方法，其特征在于，所述的镶样按截面样品制备方法进行，所述的制样按扫描电镜样品的要求进行。
5.根据权利要求4所述的钢丝镀层厚度的测量方法，其特征在于，镶样时采用导电镶料进行热镶嵌，若镶样时采用不导电镶料或者冷镶嵌，则在制好样后进行表面喷碳处理。
6.根据权利要求1所述的钢丝镀层厚度的测量方法，其特征在于，所述的拍摄样品的背散射照片时，扫描电镜的加速电压为15-30KV，电子束流为150-300pA，工作距离为10-20mm。
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