喷涂涂层在线测厚

金相检测是用来评价热喷涂涂层质量的重要手段之一，通过金相检测，可以直观的观察到涂层的组织结构、涂层的如孔洞、裂纹、夹杂物等缺陷情况，以及涂层与基体结合情况，从而判定涂层的质量优劣。我们以应用较为广泛的TSC和TBC金属防腐涂层为例，来探讨其金相样品的制备方法。

热喷涂涂层金相热喷涂涂层的应用是为了改善基体材料的抗氧化、抗腐蚀、抗表面磨损和抗烧蚀能力。有涂层金属部件的准确表征要求对其显微组织进行金相检验。涂层的厚度范围从0.002至0.060英寸 (0.005至 1.5mm) 并用不同的喷涂技术和参数沉积到基底上。必须用金相制备技术准确地确定显微组织特性。由于一些涂层的脆性本质和孔隙的存在并在涂层构成了很不相同的硬度，在金相制备中总是有可能无法显示出真实的显微组织或引入假象，从而对涂层特性作出错误的诠释。

热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热，以一定的速 度喷射沉积到基体表面形成涂层的方法。 与其他沉积技术相比，热喷涂技术可以在高沉积速率 下覆盖大面积并且提供更厚的涂层。 热喷涂层广泛应用于航空航天、汽车、海洋、重型机 械等多个领域，主要性能包括耐磨性、低摩擦、耐腐 蚀、改变导热系数和电导率等。 测试问题 熔化的材料液滴喷涂到基体表面，产生大量“饼 状"片层，在表面形成高度不均匀的涂层。 片层的大小以及不同的孔隙程度常被用来表征热喷涂 层。使用热喷涂技术形成的涂层具有独特的微观结 构，呈现出不同于基体材料的特性。 不同类型的热喷涂工艺（火焰、电弧、等离子体、高 速氧燃料和爆炸喷涂）会产生的不同结构，增加了材 料问题的复杂性。 涂层的耐用性和功能性在很大程度上取决于涂层内聚 力强度和涂层与基体的结合力强度。因此，在实际工 件上形成涂层并研究沉积技术、喷涂参数（如速度） 和基体表面制备是非常必要的。结论 划痕测试技术可以用来表征热喷涂层的内聚力和结合 力强度。通过试验就可以更深入地了解热喷涂层的强 度。 对涂层失效模式的研究和量化可以为研究人员改进涂 层生产工艺提供一些建议，如调整TS4的基体表面工 艺，TS1、TS2和TS3的喷涂技术参数等，来增加热涂 层的结合力和内聚力强度。 Retc Instruments致力于开发相关的测试手段来表征 热喷涂层。多功能摩擦试验机MFT5000也可对热喷涂 层进行摩擦磨损测试。划痕与摩擦学测试(磨损/摩擦 系数)结合的测试手段可以帮助研究人员对涂层及其 抗机械损伤能力有更完整的了解。关键词 • 热喷涂层 • ISO 27307 • 结合力/内聚力评估 • 截面划痕测试 • 结合力 • 机械测试

100 多年来，热喷涂层以其多种形式而存在。热喷涂的原理非常简单——原料通常以粉末或金属丝的形式存在，对其进行加热使其部分或完全熔化，并以高速喷射向基材使得颗粒在撞击时发生变形，在此过程中，颗粒发生凝固并机械结合到基材表面。 这其中涂层孔隙率是描述涂层密度的重要指标，通常采用金相法制备样品并进行孔隙率的测量。然而，长期以来的实践已经证实，在寻找合适的制备方法以及不同实验室间重复同种方法得到的结果却并不相同。最近的一项“循环”实验证明了实验室之间的差异。 实验邀请了在金相制备和样品分析方面有着丰富经验的技术工作人员，但不同参与者之间测得的孔隙率值差异很大，任何实验室均可实现良好的结果可重复性。这意味着在多孔热喷涂层的制备和分析中，方法变化是导致误差的主要因素。

检测方法优势：非接触式无损测量；适配多种基底，有机涂层的最佳测量方法；对探测角度和涂层表面状态不敏感（可测曲面粗糙表面与湿膜）；无电离辐射方案性能优势：精度高—“直通技术”确保高品质锁定测量与傅里叶变换，多国专利，精度≤1um多型号—光源有LED/激光可选，设备有实验室版、在线检测及机械臂集成版，满足不同涂装工艺需求防爆—只有PS系列具有世界级防爆技术认定，每一台设备都单做防爆测试使用简单—对同样的基材和材料只需一次校准，校准信息可转移，可自动储存测量数据收益大—节省人工检测成本约95%，每年节约喷涂成本约30%，每年提升喷涂标准件产量约30%，每年降低喷涂废品率约28%

生产车间有这么一句话：“一条生产线好不好，防错是关键”，这里的“防错”在工业设计上称为“防呆”(Fool Proof)。对于喷涂生产线，总是存在漏喷、喷涂厚度不均匀等风险，厂家可以通过使用防呆设备在喷涂过程中直接发现生产缺陷，从而及时调整喷涂设备，修正工艺偏差等，降低产品不良率。

德国Markdorf J. Wagner技术实验室的测试表明，CoatMaster在线非接触式实时测厚系统非常适合于在线过程控制未固化状态下粉末涂层厚度。该测量是在带有粉末涂料的移动铝型材上进行的。由于 CoatMaster直接安装在粉末涂装室的出口处，因此在涂上涂层后和固化前可立即进行测量。不同的型材悬挂在框架中，并在运输带上以1.8米/分钟的速度移动。一旦有工件经过，触发光栅传感器的信号进行自动测量。

目前，涂魔师测量系统能直接投入到实际生产线中测量零部件涂层厚度，例如达克罗涂层。涂魔师 Flex可以在1秒内快速精准测量涂层厚度。如果测量未固化涂层，它能实时得出固化后的干膜厚度。

首先我们来科普一下涂层技术，涂层(coating)是涂料一次施涂所得到的固态连续膜，是为了防护，绝缘，装饰等目的，涂布于金属，织物，塑料等基材上的薄层。涂料可以为气态、液态、固态，通常根据需要喷涂的基材决定涂料的种类和状态。而金属基材在实际应用中，我们多会需要到一个耐磨的涂层，这个耐磨涂层就是一种附着在该金属基材上，以增加金属基材的抗磨损的一层特殊材料。

应用于医疗组件上的合金由于其在研磨/抛光阶段存在极高可能性的结构变化甚至损坏，对于金相制样提出了挑战，需要谨慎选择合适的工艺。常见问题包括油污染、划痕和机械变形既很难消除同时影响测量准确性。这些合金上的陶瓷涂层可以是氧化锆、氧化铝或微晶玻璃等。最常用的是羟基磷灰石（HA）涂层，但也可以采用磷酸三钙和其他磷酸钙。由于这些涂层是通过热喷涂技术涂覆的，因此其孔隙率、厚度和涂层/基体界面是应检查的关键金相参数。

金属零部件上涂层的质量， 很大程度上受金属表面污染物的影响，如矿物油和油脂。这些污染物通常在涂层的成型过程及在对金属进行机械加工的过程中产生。对金属材料进行喷涂之前，应先将其污染物清洗干净，因为在金属表面的污染物会影响金属底材与涂层之间的附着力，令其附着力显著降低。

涂层测厚仪是一种用于测量涂层厚度的仪器，广泛应用于金属、塑料、玻璃等表面涂层的测量。

介绍了粉末喷涂铝型材老化测试的国内外发展现状及测试方法。针对粉末喷涂铝板，重点研究了三种实验室加速耐候老化测试QUV (UVA灯 管)、QUV (UVB灯 管)和Q-Sun与佛罗里达户外测试之间的比较。分析了三种加速老化试验方法与佛罗里达户外曝晒光泽变化结果的相关性，

采用激光散射法测定了三种不同负载量的铝微粒水基浆料的稳定性。不考虑泥浆中的铝含量，1/10 PVA/H2O水基泥浆足以进行喷涂。涂层系统显示出非常低的导热率和显著的抗氧化性。

如何使用涂层测厚仪检测机械上涂镀层厚度的实验操作步骤

介绍了粉末喷涂铝型材老化测试的国内外发展现状及测试方法。针对粉末喷涂铝板，重点研究了三种实验室加速耐候老化测试QUV (UVA 灯管)、QUV (UVB 灯管) 和Q-Sun 与佛罗里达户外测试之间的比较。分析了三种加速老化试验方法与佛罗里达户外曝晒光泽变化结果的相关性，并以此为例，分析多少小时加速试验结果和1年佛罗里达曝晒结果相当。

采用压痕点阵测量各向异性材料，例如热喷涂的陶瓷-金属复合材料（金属陶瓷）的机械性能。对大量压痕点阵的结果进行统计分析，获得各个相的特性。值得注意的是，统计评估是根据真实的硬度和弹性模量值，因为矩阵中的所有压痕都是准静态的，可以根据ISO 14577进行评估。通过对涂层的点阵压痕测试，并采用双峰和三峰高斯拟合，可以确定涂层各相分别对应的模量、硬度等力学信息，以及它们分别的占比。

如今粘胶剂在实际生产中应用越发广泛，特别是在汽车、手机、通讯基站等国家重点行业。例如，在汽车及其零配件中共有100多种橡胶金属化合物需要通过硫化粘胶剂进行粘接，若粘胶剂涂层过厚会增加干燥时间或出现涂层开裂 若涂层过薄会导致零部件容易脱胶，不能正常工作等情况。显然，无损测量粘胶剂的涂层厚度在生产过程中是关键环节之一。

涂魔师巧妙利用光学获取大量平均值进行数据自动补偿，即使基材表面、涂层表面存在粗糙度、凹凸性、波纹度等因素变化，都不会影响其测量精度。

MSE微粒喷浆冲蚀法（定量测定）是用冲蚀磨损的方法评估涂层冲蚀磨损是指液体或固体以松散的小颗粒按一定的速度或角度对材料表面进行冲击所造成的一种材料损耗现象或过程。它广泛存在于机械、冶金、能源、建材、航空、航天等许多工业部门。MSE微粒喷浆冲蚀法（定量测定）是用冲蚀磨损的方法评估涂层，是世界最新的材料评估方法。MSE微粒喷浆冲蚀法是指恒定的压缩空气与浆料在喷嘴中混合后，最终高速喷射到涂层材料表面，持续对材料表面进行冲蚀，材料磨损量随表面强度而变化。再通过试验机将磨损量的变化转换成磨损率，以此来评估和对比各种材料表面强度。适用于所有涂层、镀层、镀膜，可很好地评估超硬、超软、透明、超薄、复合涂层等。固体微粒1.2μm，可产生10-50mm磨痕，样品尺寸为30mm*30mm*10mm，磨损面积为1mm2，喷射速度（100m/s），喷射角度为90度。

MSE 试验可以不受基底材料的束缚，对硬质薄膜耐磨性进行单独评估。MSE 试验的高灵敏性也适合评估多层涂层及薄膜和基底间的界面层。同样适合评估其它类型的薄表面层如氧化物，硬漆，耐摩膜等。MSE微粒喷浆冲蚀法（定量测定）是用冲蚀磨损的方法评估涂层冲蚀磨损是指液体或固体以松散的小颗粒按一定的速度或角度对材料表面进行冲击所造成的一种材料损耗现象或过程。它广泛存在于机械、冶金、能源、建材、航空、航天等许多工业部门。MSE微粒喷浆冲蚀法（定量测定）是用冲蚀磨损的方法评估涂层，是世界最新的材料评估方法。MSE微粒喷浆冲蚀法是指恒定的压缩空气与浆料在喷嘴中混合后，最终高速喷射到涂层材料表面，持续对材料表面进行冲蚀，材料磨损量随表面强度而变化。再通过试验机将磨损量的变化转换成磨损率，以此来评估和对比各种材料表面强度。适用于所有涂层、镀层、镀膜，可很好地评估超硬、超软、透明、超薄、复合涂层等。固体微粒1.2μm，可产生10-50mm磨痕，样品尺寸为30mm*30mm*10mm，磨损面积为1mm2，喷射速度（100m/s），喷射角度为90度。

该测量是在带有粉末涂料的移动铝型材上进行的。由于 CoatMaster直接安装在粉末涂装室的出口处，因此在涂上涂层后和固化前可立即进行测量。不同的型材悬挂在框架中，并在运输带上以1.8米/分钟的速度移动。一旦有工件经过，触发光栅传感器的信号进行自动测量。

针对粉末喷涂铝板的老化测试方法，研究表面了QUV紫外光老化试验箱与Q-SUN氙灯老化试验箱与室外实际老化具有十分密切的相关性，本文主要针对国内外现有的测试方法进行了研究，并且就加速老化与实际老化的相关性方面进行了探讨。了解更多请致电400-680-8138垂询翁开尔公司。

检测方法优势：非接触式无损测厚；太赫兹对于非极性材料具有优异穿透性，可以穿透多种涂层，适配多种基底（金属、塑料和复合材料）；可测多层厚度；没有电离辐射方案性能优势：快速精确—测厚精度最优1um，单点测量时间0.5-5s全层厚度—专利测厚算法，一次测量得到每一层涂层的厚度，可测层数高达5层精准定位—三角激光定位系统，结合振动补偿软件系统，保证垂直表面的法向误差小于0.2°易于自动化—测量头仅3kg，适合任何传统机械手臂集成大数据分析—专业的大数据分析平台软件，收集生产和制造过程中所有信息，可追溯，输出报告与警报通知操作简单—测量过程无需停止重新校准，有新颜色自动校准系统

涂层杯突试验机是涂层检测仪器，适用于评价色漆清漆及有关产品的涂层在标准规定的实验方法下，进行压陷试验，使之逐渐变形后，其涂层的抗开裂或抗与金属底材分离的性能，评定涂层通过或不通过。也可逐渐增加压陷深度，以测定涂层刚出现开裂或开始脱离底材的小深度。

PVDF 紫外光老化试验中，彩涂板涂层厚度损失量也受其颜色影响。

随着汽车工业的快速发展，汽车零部件的质量和性能要求日益提高。喷涂作为汽车零部件生产过程中的重要环节，对表面清洁度的要求尤为严格。表面清洁度不仅关系到喷涂质量，更直接影响着汽车零部件的使用寿命和安全性。因此，引入高效、精准的表面清洁度检测仪器成为提升喷涂质量的关键。本文将探讨表面清洁度检测仪在汽车零部件喷涂行业的应用及其重要性。

天研涂层测厚仪(镀层测厚仪)测量范围：0～5000um，是高新技术的结晶,它采用单片机技术，精度高、数字显示、示值稳定、功耗低、操 作简单方便、触摸按键、单探头全量程测量、体积小、重量轻 且具有存储、读出、统计、低电压指示、系统校准，其性能达到当代国际同类仪器的先进水平。

Filmetrics 膜厚测量仪的卓越技术，Filmetrics膜厚测量仪提供了范围广泛的测量生物医疗涂层的方案。支架： 支架上很小的涂层区域通常需要显微镜类的仪器。 我们的 F40膜厚测量仪 在几十个实验室内得到使用，测量钝化和/或药物输送涂层。我们有独特的测量系统对整個支架表面的自動厚度测绘，只需在测量时旋轉支架。植入件： 在测量植入器件的涂层时，不规则的表面形状通常是唯一挑战。 Filmetrics 提供这一用途的全系列探头。导丝和导引针： 和支架一样，这些器械常常可以用象 F40 这样的显微镜仪器。 用 F42 可以进行显微区域内厚度的两维测绘。导液管和血管成型球囊的厚度:大于 100 微米的厚度和可见光谱不透明性决定了 F20-NIR 是这一用途方面全世界众多实验室内最受欢迎的仪器。

MSE(Micro Slurryjet Erosion）微粒喷浆法是利用含有固体粒子的浆体对材料表面进行高速冲蚀，使表面涂层出现具有一定深度的冲蚀痕迹。由于材料磨损量随表面强度而改变，对冲蚀深度进行测量，分析数据，将磨损量的变化转换成磨损率并制作成图表，最终来评估和对比各种材料表面及涂层的强度。　　使用MSE微粒喷浆法来分析膜片涂层性能，不仅能够真实地模拟客户现场的应用，同时不受膜片样件大小及形状的限制；另外MSE微粒喷浆法能够分析复合涂层的厚度及每层的磨损速率，并且通过多点测试能够评估涂层的均匀度。