CN113405514A - 一种钢铁氧化膜厚度的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢铁氧化处理技术，具体公开一种钢铁氧化膜厚度的测量方法，公开的一种钢铁氧化膜厚度的测量方法为：表面擦拭清洗—滴脱膜液—氧化膜溶解—擦掉残液、形成圆斑—用无水乙醇擦拭干净—用轮廓仪探针对圆斑内外进行接触测量—形成轮廓图形—对高度差进行测量—形成氧化膜厚度测试值；本发明采用上述技术方案，在钢铁零件上定位直接测量，不用切割制样破坏试件，测试操作简单、效率高，氧化膜厚度测量结果准确、精度高，图像直观，解决了不能准确、直接测定钢铁氧化膜厚度的难题。
Description
技术领域
本发明属于钢铁氧化处理技术，具体公开一种钢铁氧化膜厚度的测量方法，用于钢铁氧化处理后氧化膜层质量测试。
背景技术
涂层厚度测量常用的几种方法有：显微镜法 、库仑法、X-ray方法、磁感应测量法、电涡流法、千分尺法。其中显微镜法测厚度（GB 6462-2005 《金属和氧化覆盖层横断面厚度显微镜测量法》）常用来仲裁，或用来测量精度较高的产品，其测量直观，重现性好，其测量范围宽，从几微米到几百微米都可以准确测量；但其测量需制样，需选取垂直于覆盖层表面的横断面，然后切割和制备横断面，需取样、镶嵌、打磨、抛光、浸蚀等工序，该方法具有破坏性，测量产品涂层厚度时，产品必须报废。
由于钢铁氧化膜膜层厚度一般在2μm以内，膜太薄，以上几种方法都不能准确进行测量，目前国内没有钢铁氧化膜厚度的测量方法标准；国际上一般采用膜重测量法，DIN50938《钢铁部件上黑色氧化物涂层要求和试验方法》中膜重测试方法：取干燥的试件在分析天平称重后，将试样浸入膜重测试液中，退除氧化膜后，然后清洗、干燥、称重，以退膜前后的质量差计算单位面积的膜层重量；但该方法不能准确直观地测量氧化膜厚度。
横断面厚度显微镜测量法，需要对样件破坏切割制样并要镶嵌、抛光、浸蚀，对截面质量要求高、操作过程复杂、时间长，不能快速检测，而且钢铁氧化膜较薄，一般在2微米以内，浸蚀后涂层不明显，显微镜不易观测，该方法不能准确的测量钢铁氧化膜厚度。
国际上采用的的氧化膜膜重测量法，需要试件和未处理的空白试件，首先配制测试液，并将试件浸入测试液进行退膜处理，退膜前后试件需要清洗、干燥、再用分析天平称重，并测量试件尺寸计算试件表面面积，按公式计算氧化膜膜重；如果试件大小或膜层重量超出分析天平的称量范围或测量精度（钢铁氧化膜膜重一般不大于10g/m2），或者不规则的零件面积计算误差较大，都不易准确测试氧化膜的膜重，此时需要用专用试片进行氧化处理进行测试，操作较复杂。而且此方法不能直观准确测算出钢铁氧化膜的厚度。
发明内容
本发明的目的是提出一种钢铁氧化膜厚度的测量方法，使其能解决在不破坏钢铁零部件的条件下直观快速测定钢铁氧化膜厚度的难题。
本发明为完成上述目的采用如下技术方案：
一种钢铁氧化膜厚度的测量方法，测量方法为：表面擦拭清洗—滴脱膜液—氧化膜溶解—擦掉残液、形成圆斑—用无水乙醇擦拭干净—用轮廓仪探针对圆斑内外进行接触测量—形成轮廓图形—对高度差进行测量—形成氧化膜厚度测试值；具体为：在需测试的钢铁零件氧化膜层表面，用有机溶剂擦拭脱脂干净无油后，在表面滴一滴专用脱膜液，液滴停留3分钟～8分钟以将氧化膜完全溶解脱除为目的，然后用脱脂棉、棉布或试纸将液滴擦掉至钢铁零件表面无残液后，再蘸取无水乙醇将测试表面擦拭干净，在表面脱膜液滴处形成灰色圆斑、界限明显，与正常氧化膜表面外观颜色差异显著；将试件放置在轮廓仪的测试平台中间，将灰色圆斑部位推至探针下方，将探针定位在灰色圆斑上方1-2mm，圆斑左边位置，设定测量坐标，圆斑外左右测试位移应不低于5mm，将探头接触到工件，启动轮廓测量，探头从圆斑左侧5mm以外开始测量、通过圆斑后、到圆斑右侧5mm以外，停止测量，显示器上形成轮廓图形，液滴圆斑处与正常氧化膜表面有明显的高度差，液滴圆斑处低于正常表面，轮廓仪对高度差进行测量，测量的高度差就是氧化膜的厚度，测量精度可达0.01微米。
所述的有机溶剂为无水乙醇或汽油或氯代烃。
所述的脱模液为4%乌洛托品-盐酸水溶液。
本发明提出的一种钢铁氧化膜厚度的测量方法，该测试方法采用上述技术方案，在钢铁零件上定位直接测量，不用切割制样破坏试件，测试操作简单、效率高，氧化膜厚度测量结果准确、精度高，图像直观，解决了不能准确、直接测定钢铁氧化膜厚度的难题。
附图说明
图1为本发明测量所形成的轮廓图形。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对本发明加以说明:
结合图1，一种钢铁氧化膜厚度的测量方法，测量方法为：表面擦拭清洗—滴脱膜液—氧化膜溶解—擦掉残液、形成圆斑—用无水乙醇擦拭干净—用轮廓仪探针对圆斑内外进行接触测量—形成轮廓图形—对高度差进行测量—形成氧化膜厚度测试值；具体为：轴承零件氧化处理后，取一试件用棉布蘸取无水乙醇擦拭氧化膜表面、擦拭干净表面无水乙醇挥发干燥后，在表面滴—滴脱膜液，液滴停留4分钟，氧化膜完全溶解，用棉布擦掉残液、再用棉布蘸取无水乙醇将测试表面擦拭干净，在表面脱膜液滴处形成灰色圆斑、界限明显，将试件放置在轮廓仪的测试平台中间，将探针定位在灰色圆斑上方，设定测量坐标，探针测量位移应通过灰色圆斑、圆斑外左右测试位移均为10mm，用轮廓仪探针对圆斑内外进行接触测量，形成轮廓图形，轮廓图形中圆斑位移处明显低于圆斑外，有明显的高度差，此高度差就是氧化膜厚度，轮廓仪对高度差直接测量，测试的高度差平均值，就是氧化膜的厚度，测量精确度可至0.01um。
所述的有机溶剂为无水乙醇或汽油或氯代烃。
所述的脱模液为4%乌洛托品-盐酸水溶液。
测量形成的轮廓图形如图1所示，低凹平台处为脱膜圆斑处，两边高处平台为圆斑外有氧化膜的部位，台阶明显，高度差轮廓仪直接测量，给出平均值，此图测量结果膜厚平均值为1.5um，精度可精确度至0.01um。
Claims (3)
1.一种钢铁氧化膜厚度的测量方法，其特征在于：测量方法为：表面擦拭清洗—滴脱膜液—氧化膜溶解—擦掉残液、形成圆斑—用无水乙醇擦拭干净—用轮廓仪探针对圆斑内外进行接触测量—形成轮廓图形—对高度差进行测量—形成氧化膜厚度测试值；具体为：在需测试的钢铁零件氧化膜层表面，用有机溶剂擦拭脱脂干净无油后，在表面滴一滴专用脱膜液，液滴停留3分钟～8分钟以将氧化膜完全溶解脱除为目的，然后用脱脂棉、棉布或试纸将液滴擦掉至钢铁零件表面无残液后，再蘸取无水乙醇将测试表面擦拭干净，在表面脱膜液滴处形成灰色圆斑、界限明显，与正常氧化膜表面外观颜色差异显著；将试件放置在轮廓仪的测试平台中间，将灰色圆斑部位推至探针下方，将探针定位在灰色圆斑上方1-2mm，圆斑左边位置，设定测量坐标，圆斑外左右测试位移应不低于5mm，将探头接触到工件，启动轮廓测量，探头从圆斑左侧5mm以外开始测量、通过圆斑后、到圆斑右侧5mm以外，停止测量，显示器上形成轮廓图形，液滴圆斑处与正常氧化膜表面有明显的高度差，液滴圆斑处低于正常表面，轮廓仪对高度差进行测量，测量的高度差就是氧化膜的厚度，测量精度可达0.01微米。
2.如权利要求1所述的一种钢铁氧化膜厚度的测量方法，其特征在于：所述的有机溶剂为无水乙醇或汽油或氯代烃。
3.如权利要求1所述的一种钢铁氧化膜厚度的测量方法，其特征在于：所述的脱模液为4%乌洛托品-盐酸水溶液。
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