質量檢測技術在機械鍍鍍層中的應用

王在峰

摘要：介紹了機械鍍鍍層外觀、鍍層厚度、鍍層附著強度、耐腐蝕性等性能的檢測方法，并對所涉及到的測試方法在實際檢測過程中應該注意的問題進行了歸納總結。

關鍵詞：機械鍍；鍍層性能；質量檢測一、前言

據估計，全世界每年因腐蝕而報廢的金屬材料和設備的量約為金屬年產量的四分之一到三分之一。目前金屬防護技術主要有電鍍、熱鍍、化學鍍、機械鍍[1, 2]。機械鍍工藝，就是歐美及日本等發達國家二三十年來開始進入工業應用的一種新興的表面防護技術，是一種在常溫常壓下利用物理、化學吸附沉積和機械碰撞使金屬粉在工件表面形成鍍層的工藝[3]。機械鍍層可以是鋅層、錫層、鎘層、鋁層和這些金屬的混合層，在混合層中，能沉積各種比例的鋅和鎘、鋅和鋁、鋅和錫、鎘和鋁，從而提供優越的耐腐蝕防護，每種金屬沉積層都有許多耐蝕優點。

機械鍍以其能耗小、工藝簡單、配方多樣、操作方便、生產成本低、生產效率高、無氫脆和退火軟化現象、可實現清潔生產等待點，越來越受到一些小型的機構緊固件，如螺絲、螺帽、墊片和彈簧等的青睞。作者就本檢測中心對機械鍍層表面光亮度、厚度、鍍層附著強度、耐腐蝕性等性能進行了檢測，并對檢測過程中應注意的問題進行了歸納總結。

二、機械鍍鍍層檢測方法

（一）鍍層外觀檢測

機械鍍鍍層的表面一般為光滑的半光亮鍍層，不如電鍍層光亮，但鍍層表面的光滑、光亮由于熱浸鍍。鍍層的外觀一般借助于目視法來檢測，要求經過機械鍍處理的零件在外觀上清潔、光亮且沒有明顯的孔隙、起泡、粗糙抑或是局部無鍍層等缺陷。譬如對于機械鍍鍍鋅層，不管是在透射光線還是天然的散射光線下，整個機械鍍鋅層都能夠呈現出略帶淺藍光澤的銀白色；對于鈍化的鍍鋅層而言，在這些管線的照射下，應該呈現出紫色、綠色和黃色；酸性鈍化的鍍層在基本上都是草綠色；氧化的則為藍黑色；磷化的則是具有晶體結構的均勻淺灰色[4]。

對鍍層的外觀檢測，除了要控制其表面光亮度外，還需要檢查鍍層表面是否存在游離的合金粉末。檢查方法是對加工完成后的零件進行擦拭，通過觀察擦拭物表面是否出現黑灰色鋅粉和變色的情況，以此判定其工藝的質量。

（二）鍍層厚度檢測

鍍層厚度的檢測通常是利用磁性測厚儀或金相法來進行測量。磁性測厚儀是利用永久磁鐵（測頭）與導磁鋼材之間的吸力大小與處于這兩者之間的鍍層厚度成一定比例關系的原理制成的。只要鍍層與基材的導磁率之差足夠大，就可進行測量。鑒于大多數工業品采用結構鋼和熱軋冷軋鋼板沖壓成型，所以磁性測厚儀應用最廣。這種儀器的特點是操作簡便、堅固耐用、不用電源，測量前無須校準，價格也較低，很適合車間做現場質量控制。金相法是利用金相顯微鏡原理，對鍍層進行放大，以便準確的觀測和測量。利用金相顯微鏡檢測橫斷面時，一般鍍層厚度檢測需要大于1μm，才能保證測量結果在誤差范圍之內；厚度越大，誤差越小[5]。

一般來講，只要是零件表面可以被直徑為20mm的球接觸的部分都可以借助于顯微鏡等各種工具來測量鍍層的厚度。需要注意的是在孔、槽、以及縫的表面，對于整個鍍層的深度小于等于直徑的地方，不做鍍層厚度的規定；對于深度大于直徑的地方，則允許不進行鍍覆。

（三）鍍層附著強度檢測

鍍層附著強度主要采用摩擦拋光試驗、噴丸試驗、拉伸剝離試驗、銼刀試驗、劃線及劃格試驗、彎曲試驗和拉力試驗等[6]。根據我國的相關規定，對于機械鍍鍍層的附著強度通常可以在低碳鋼上通過摩擦拋光法、劃痕法和拉力試驗來進行檢測。

摩擦拋光法就是在整個鍍覆零部件的形狀和尺寸都允許的情況下，在鍍層表面采用一根項端被加工成半球形、直徑約為6mm的平滑鋼條進行15 秒左右摩擦，開始拋光處理。在拋光過程中需要注意施加的壓力應該在不削去整個覆蓋層的前提下對鍍層進行拋光。如果鍍層的結合能力不好、機械性能較差，整個覆蓋層就可能從基體金屬上直接剝離。

劃痕法是在整個鍍層的表面劃上4～6條間距為l mm左右的平行線，然后再劃上4～6條與之垂直的平行線。之后在用放大鏡進行3～5倍的觀察。利用該法測定附著強度時需要注意整個劃線應該在一個方向上，且鋼針劃線的深度應該深達基體金屬；同時交叉處不出現鍍層脫落和起皮的情況。

拉力試驗就是進行拉伸試驗，直至試件斷裂，這時端口周圍的覆蓋層就會出現很明顯的裂縫。如果整個覆蓋層不會從基體金屬上直接剝離，則表明鍍層的附著強度好。

（四）耐腐蝕性檢測

機械鍍鍍層的耐腐蝕性通常采用中性鹽霧試驗來測定。將試件置于溫度為(36±1) ℃的鹽霧試驗箱內，對不接觸、不遮擋的樣件連續噴霧。所使用氯化鈉溶液濃度為5%，pH值為6.5～7.5，鹽霧沉降量為80 cm2面積內每小時1～2 mL。

結束語：機械鍍的優勢主要有可常溫生產操作、可調整鍍層金屬粉種類來提高防腐能力、工藝生產對環境污染少、是一種清潔生產工藝、而且鍍層沒有氫脆危害。工程零件機械鍍的鍍層質量和廠家的生產工藝技術和質量檢測標準有著重要的聯系。目前，有關部門正在積極完善機械鍍層技術方面的檢測標準和技術規范，從而為嚴格控制機械鍍鍍層質量提供強有力的保障。

參考文獻：

[1] 曹楚南. 腐蝕電化學原理[M]. 北京: 化學工業出版社, 2008.

[2] 查全性. 電學過程動力學導論[M]. 北京: 科學出版社, 2002.

[3] 何明奕, 劉麗，王勝民. 機械鍍原理及應用[M]. 北京: 機械工業出版社, 2003.

[4] 楊洋. 關于機械鍍鍍層的質量檢驗與控制[J]. 大科技, 2011,(6): 141-142.

[5] 趙增典, 于先進, 丁金成等. 機械鍍鍍層制備及性能[J]. 腐蝕科學與防護技術, 2006, 18(3): 206-208

[6] 張景雙. 電鍍溶液與鍍層性能測試[D]. 北京: 化學工業出版社, 2003.