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電鍍技術廣泛應用于需要金屬制品的電子、汽車、家電等各個行業,各個行業的高速發展也帶動了電鍍技術的進步。通過電鍍,可以改善金屬部件的耐蝕、耐磨等表面性能,修復金屬部件的尺寸,美化金屬制品的外觀從而提高其檔次等。電鍍件是否滿足金屬制品的功能要求,與其鍍層的厚度息息相關。
本文就某個金屬電鍍件,采用金相法進行鍍層厚度測量,為金屬制品的電鍍層厚度測量提供參考。該金屬電鍍件如下圖所示。
圖1.原始試樣示意
(左)實物圖,(右)左圖俯視圖
01.手動研磨定位
樣品外觀是曲面,目標位置在圖1所示表面上的紅點。第一步需要將其磨平并磨近目標位置,使樣品方便鑲嵌,另一方面可降低鑲嵌后的磨拋難度與工作量。研磨前做好點1和點2的標記,研磨時盡量將圖1(右)的陰影部分磨去,靠近點1和點2,并保證點1和點2的切面與研磨面垂直。
02.鑲嵌
樣品測試目標是位于邊緣處的鍍層,需對它進行良好的鑲嵌保護,避免后續研磨形成圓角,影響測量準確度。
鑲嵌采用澆注冷鑲嵌的方法,選用標樂型號為EpoKwick TM FC的環氧樹脂及相應固化劑套裝,這款樹脂流動性很好、收縮率較低,對樣品的保護效果很好。鑲嵌流程如下圖所示。
圖2.鑲嵌流程示意圖
該過程還使用了型號為SamlKupTM的模杯,模杯直徑為25 mm,并配合型號為Release Agent的脫模劑使用。
圖3.金屬電鍍件鑲嵌示意
03.磨拋
研磨與拋光采用標樂的手自一體磨拋機AutoMet 250 的半自動模式。主要參數如下表1所示。
表1.機械磨拋參數
表中步驟1-3是手動研磨的參數推薦,因為鑲嵌后難以定位,因此手動研磨靠近1/2處后再鑲嵌。3 µm(步驟5)及0.05 µm(步驟6)細拋步驟對樣品的去除量極小,對后續測量的影響可忽略不計,因此鑲嵌后可直接9 µm(步驟4)粗拋至1/2處,再繼續用3 µm拋光液拋光,最后通過0.05 µm氧化鋁拋光步驟可獲得光亮平整的表面。
04.顯微觀察和鍍層厚度測量
最終拍照與測量結果如下圖:
圖4.點1在金相顯微鏡100X(即物鏡10X)與
1000X(即物鏡100X)下的形貌
圖5.點2在金相顯微鏡100X(即物鏡10X)與
1000X(即物鏡100X)下的形貌
05.備注
1) 鑲嵌時要避免樣品角度不對造成的誤差;
2) 研磨拋光時要消除因為材料延展造成的誤差;
3) 鍍層多且厚度小,更精確的測量結果,可通過更高倍數的電鏡獲得;
4) 以上研磨與拋光參數僅供參考,可根據具體材料類型進行調整。
06.所用設備
標樂手自一體研磨機AutoMet 250
AutoMet 250 適用于手動或自動樣品制備,其簡單靈活的操作,讓用戶可以輕松地應對多種應用需求。AutoMet 250 采用耐用結構設計以提高在頻繁使用環境中的耐用性,而其快速清潔以及豐富的操作功能,提高了用戶操作的便利性。
徠卡金相顯微鏡DM4 M
Leica DM4 M金相顯微鏡,適用于材料科學和質量控制領域,能夠提供真實、可再現的顯微鏡觀察結果,呈現出色的光學性能以及高品質的圖像。只需輕敲一個按鈕,即可存儲和恢復成像條件。利用高品質顯微圖像,能夠輕松進行具有挑戰性的檢驗、測量和分析任務。
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