质量检测技术在机械镀镀层中的应用

王在峰

摘要：介绍了机械镀镀层外观、镀层厚度、镀层附着强度、耐腐蚀性等性能的检测方法，并对所涉及到的测试方法在实际检测过程中应该注意的问题进行了归纳总结。

关键词：机械镀；镀层性能；质量检测一、前言

据估计，全世界每年因腐蚀而报废的金属材料和设备的量约为金属年产量的四分之一到三分之一。目前金属防护技术主要有电镀、热镀、化学镀、机械镀[1, 2]。机械镀工艺，就是欧美及日本等发达国家二三十年来开始进入工业应用的一种新兴的表面防护技术，是一种在常温常压下利用物理、化学吸附沉积和机械碰撞使金属粉在工件表面形成镀层的工艺[3]。机械镀层可以是锌层、锡层、镉层、铝层和这些金属的混合层，在混合层中，能沉积各种比例的锌和镉、锌和铝、锌和锡、镉和铝，从而提供优越的耐腐蚀防护，每种金属沉积层都有许多耐蚀优点。

机械镀以其能耗小、工艺简单、配方多样、操作方便、生产成本低、生产效率高、无氢脆和退火软化现象、可实现清洁生产等待点，越来越受到一些小型的机构紧固件，如螺丝、螺帽、垫片和弹簧等的青睐。作者就本检测中心对机械镀层表面光亮度、厚度、镀层附着强度、耐腐蚀性等性能进行了检测，并对检测过程中应注意的问题进行了归纳总结。

二、机械镀镀层检测方法

（一）镀层外观检测

机械镀镀层的表面一般为光滑的半光亮镀层，不如电镀层光亮，但镀层表面的光滑、光亮由于热浸镀。镀层的外观一般借助于目视法来检测，要求经过机械镀处理的零件在外观上清洁、光亮且没有明显的孔隙、起泡、粗糙抑或是局部无镀层等缺陷。譬如对于机械镀镀锌层，不管是在透射光线还是天然的散射光线下，整个机械镀锌层都能够呈现出略带浅蓝光泽的银白色；对于钝化的镀锌层而言，在这些管线的照射下，应该呈现出紫色、绿色和黄色；酸性钝化的镀层在基本上都是草绿色；氧化的则为蓝黑色；磷化的则是具有晶体结构的均匀浅灰色[4]。

对镀层的外观检测，除了要控制其表面光亮度外，还需要检查镀层表面是否存在游离的合金粉末。检查方法是对加工完成后的零件进行擦拭，通过观察擦拭物表面是否出现黑灰色锌粉和变色的情况，以此判定其工艺的质量。

（二）镀层厚度检测

镀层厚度的检测通常是利用磁性测厚仪或金相法来进行测量。磁性测厚仪是利用永久磁铁（测头）与导磁钢材之间的吸力大小与处于这两者之间的镀层厚度成一定比例关系的原理制成的。只要镀层与基材的导磁率之差足够大，就可进行测量。鉴于大多数工业品采用结构钢和热轧冷轧钢板冲压成型，所以磁性测厚仪应用最广。这种仪器的特点是操作简便、坚固耐用、不用电源，测量前无须校准，价格也较低，很适合车间做现场质量控制。金相法是利用金相显微镜原理，对镀层进行放大，以便准确的观测和测量。利用金相显微镜检测横断面时，一般镀层厚度检测需要大于1μm，才能保证测量结果在误差范围之内；厚度越大，误差越小[5]。

一般来讲，只要是零件表面可以被直径为20mm的球接触的部分都可以借助于显微镜等各种工具来测量镀层的厚度。需要注意的是在孔、槽、以及缝的表面，对于整个镀层的深度小于等于直径的地方，不做镀层厚度的规定；对于深度大于直径的地方，则允许不进行镀覆。

（三）镀层附着强度检测

镀层附着强度主要采用摩擦抛光试验、喷丸试验、拉伸剥离试验、锉刀试验、划线及划格试验、弯曲试验和拉力试验等[6]。根据我国的相关规定，对于机械镀镀层的附着强度通常可以在低碳钢上通过摩擦抛光法、划痕法和拉力试验来进行检测。

摩擦抛光法就是在整个镀覆零部件的形状和尺寸都允许的情况下，在镀层表面采用一根项端被加工成半球形、直径约为6mm的平滑钢条进行15 秒左右摩擦，开始抛光处理。在抛光过程中需要注意施加的压力应该在不削去整个覆盖层的前提下对镀层进行抛光。如果镀层的结合能力不好、机械性能较差，整个覆盖层就可能从基体金属上直接剥离。

划痕法是在整个镀层的表面划上4～6条间距为l mm左右的平行线，然后再划上4～6条与之垂直的平行线。之后在用放大镜进行3～5倍的观察。利用该法测定附着强度时需要注意整个划线应该在一个方向上，且钢针划线的深度应该深达基体金属；同时交叉处不出现镀层脱落和起皮的情况。

拉力试验就是进行拉伸试验，直至试件断裂，这时端口周围的覆盖层就会出现很明显的裂缝。如果整个覆盖层不会从基体金属上直接剥离，则表明镀层的附着强度好。

（四）耐腐蚀性检测

机械镀镀层的耐腐蚀性通常采用中性盐雾试验来测定。将试件置于温度为(36±1) ℃的盐雾试验箱内，对不接触、不遮挡的样件连续喷雾。所使用氯化钠溶液浓度为5%，pH值为6.5～7.5，盐雾沉降量为80 cm2面积内每小时1～2 mL。

结束语：机械镀的优势主要有可常温生产操作、可调整镀层金属粉种类来提高防腐能力、工艺生产对环境污染少、是一种清洁生产工艺、而且镀层没有氢脆危害。工程零件机械镀的镀层质量和厂家的生产工艺技术和质量检测标准有着重要的联系。目前，有关部门正在积极完善机械镀层技术方面的检测标准和技术规范，从而为严格控制机械镀镀层质量提供强有力的保障。

参考文献：

[1] 曹楚南. 腐蚀电化学原理[M]. 北京: 化学工业出版社, 2008.

[2] 查全性. 电学过程动力学导论[M]. 北京: 科学出版社, 2002.

[3] 何明奕, 刘丽，王胜民. 机械镀原理及应用[M]. 北京: 机械工业出版社, 2003.

[4] 杨洋. 关于机械镀镀层的质量检验与控制[J]. 大科技, 2011,(6): 141-142.

[5] 赵增典, 于先进, 丁金成等. 机械镀镀层制备及性能[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2006, 18(3): 206-208

[6] 张景双. 电镀溶液与镀层性能测试[D]. 北京: 化学工业出版社, 2003.