热喷涂涂层厚度测量方法介绍

热喷涂涂层的厚度是衡量涂层质量的重要指标之一。涂层的厚度在很大程度上影响着产品的可靠性和使用价值。通过对涂层厚度的检测除了评定有公差指标或修复尺寸要求的工件是否合理外还能直接或间接的评估涂层的耐蚀性、耐磨性等性能。因此它是在涂层质量检验和工艺研究中被普遍采用的一个指标。

涂层厚度的检验一般分为涂层平均厚度和局部厚度两类检验方法。由于局部厚度比平均厚度在实际应用中更能反映产品的质量所以在多数情况下采用测量涂层的局部厚度或局部平均厚度。测厚时至少应在有代表性或规定部位测量三个以上厚度并计算其平均值作为测量厚度的结果。

涂层厚度检验方法有破坏检测法和非破坏检测法（无损检测法）两大类。

1. 显微镜断面测试法

金相显微镜法测量涂层厚度属于物理方法之一。用正常的金相学方法来制作被测涂层的断面试样然后在带有测微目镜的金相显微镜上观察被测涂层纵断面的放大图像从而直接测量涂层的局部厚度。该方法由于在放大一定倍数下直接测量涂层的截面厚度，所以具有测量准确度高依据充分判断直观等优点但此法在试样制作时操作比较复杂一般用于厚度控制严格、或用其他测厚法对结果有争议等试件进行校验和仲裁或实验室测量时使用。

金相法测厚是采用具有一定倍率和带有测微目镜的专用金相显微镜来观察、测量被测涂层的纵断面厚度的方法。为使涂层的截面符合金相显微镜的要求在测厚时事先应将被测涂层进行切割、边缘保护、镶嵌、抛光和化学浸蚀制成符合要求的试样后进行。如果测量平均厚度则应在涂层试样的截面测量两个以上视场每个视场以相等的间隔至少测定5点以平均值或最小值作为涂层的厚度。对热喷涂涂层可采用20倍的倍率。如图1所示。

图1 涂层厚度测定示意图

2. 千分尺测量法

事先用千分尺测定基材的厚度喷涂后再在原来位置进行测量测量不得少于3点，而后以平均值或最小值作为测量厚度。

3. 涡电流式厚度计测量法

常见的厚度计有涡电流式、磁力式、触头扫描式等热喷涂涂层多使用涡电流式厚度计。涡电流法工作原理是利用一个载有高频电流线圈的探头在被测试样表面产生高频磁场由此引起金属涂层内部涡流此涡流产生的磁场又反作用于探头内线圈使其阻抗变化而工作通过检测涂层的涡流损耗来确定涂层的厚度。该测厚仪不受工件铁磁性的限制需要用标样来进行读数标定。为了能使测量结果尽量准确，应尽可能使标样的厚度、材质、表面状态、均匀度等与涂层相一致。

常用的涡流测厚仪有JWH-1JWH-27504型等几种。

4. 触头扫描式测量法

如图2所示事先用铁片等把试片局部遮挡起来喷涂后用触头扫描式表面粗糙测定器对涂层和基材表面之间的高度进行断面描绘。

图2触头扫描式测厚示意图

涂层表面与基材面粗糙度最大高度分别用H1max、H2max表示有效测量长度（基准、测试长度）用L表示L的选择可参照表1。

在进行厚度测试时每一试样应至少测量三个位置取平均值作为涂层厚度。

表1 基准测试长度

Hmax /（μm）	标准测试长度 /（mm）
<25	2.5
25~100	8
100~500	25

这种涂层厚度测定法因测量头与涂层的接触状况、基材厚度、面积、弯曲度不同都会不同程度地影响到测量精度。因此对涂层测厚而言机械测量方法及显微镜测量法具有较好的测量精度。

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