GB/T4956-1985磁性涂層測厚儀國家標(biāo)準(zhǔn)

磁性金屬基體上非磁性覆蓋層厚度測量，磁性方法，國標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：GB/T4956-1985。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了使用磁性測厚儀器無損測量磁性金屬基體上非磁性(包括釉瓷和搪瓷)覆蓋層厚度的方法。

該方法適用于平試樣上的測量。不適用于非磁性基休上搜蓋層的測量。

本標(biāo)準(zhǔn)等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO2178-1982《磁性金屬基體上非磁性覆蓋層厚度的磁性測量方法》。

1、原理

磁性測厚儀是測量永久磁鐵(測頭)和基體金屬之間由于存在祖覆層而引起磁引力的變化.或者是測量通過覆蓋層與基體金屬磁路磁阻的變化。

2、影響測量精度的因素

2.1覆蓋層厚度

測最精度隨覆蓋層厚度的變化而變化，并與所選用的測厚儀器的設(shè)計(jì)有關(guān)。對于薄的覆蓋層，其測量精度是一個(gè)常數(shù)，與覆蓋層厚度無關(guān)；對于厚的覆蓋層，其精度與筱蓋層厚度近似成正比。

2.2基體金屬磁性

磁性法測厚受基體金屬磁性變化的影響(在實(shí)際應(yīng)用中，低碳鋼磁性的變化可以認(rèn)為是輕微的)，為了避免熱處理和冷加工因素的影響，應(yīng)使用與試樣基體金屬具有相同性質(zhì)的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)；亦可用待鍍復(fù)試樣進(jìn)行校準(zhǔn)。

2.3基體金屬厚度

對每一種儀器都有一個(gè)基體金屬的臨界厚度，這個(gè)臨界厚度視不同型號(hào)的儀器而異。若基體金屬厚度超過這一臨界厚度值，測量值將不受基體金屬厚度增加的影響。臨界厚度值取決于儀器的測頭和基體金屬的性質(zhì)。如果儀器制造廠未提供臨界厚度值，則應(yīng)通過試驗(yàn)確定。

2.4邊緣效應(yīng)

本方法對試樣表面形狀的陡變敏感，因此太靠近邊緣或內(nèi)轉(zhuǎn)角處進(jìn)行測量是不可靠的，除非儀器對此測最進(jìn)行了專門的校準(zhǔn)。這種邊緣效應(yīng)大約可以延伸到離邊緣15毫米處，但視儀器而定。

2.5曲率

試樣的曲率對測量有影響，曲率的影響與儀器的制造和類型有關(guān)，但這種影響總是隨著曲率半徑的減小而明顯地增大。

如果使用雙極測頭儀器時(shí)，測頭沿著或垂直于圓柱體的軸向表面測量，可能得到不同的讀數(shù)。

因此在彎曲試樣上進(jìn)行測量是不可靠的，除非儀器對此測量進(jìn)行了專門的校準(zhǔn)。

2.6表面粗糙度

如果在粗糙表面上的同一參考面積內(nèi)所測得的一系列數(shù)值明顯地超過儀器固有的重現(xiàn)性，則要求測量的次數(shù)至少應(yīng)增加到5次。

2.7基體金屬機(jī)械加工方向

當(dāng)使用雙極式測頭或被磨損而不平整的單極式測頭測量時(shí)，儀器的讀數(shù)會(huì)受到磁性基體金屬機(jī)械加工(如滾軋)方向的影響，隨著測頭在被測試樣表面上的取向不同而變化。

2.8剩磁

基休金屬的剩磁對使用固定磁場儀器所測得的數(shù)值可能有影響，但對使用交變磁場磁阻型儀器進(jìn)行測量時(shí)，這種影響小得多。

2.9磁場

周圍各種電氣設(shè)備產(chǎn)生的強(qiáng)磁場，會(huì)嚴(yán)重地干擾磁性測厚儀的工作。

2.10附著物質(zhì)

由于磁性測厚儀對那些妨礙測頭與覆蓋層表面緊密接觸的附著物質(zhì)是十分敏感的，所以必須清除附著物質(zhì)以保證儀器測頭和被測試樣表面直接接觸。

2.11覆蓋層的導(dǎo)電率

有些磁性測厚儀在200~2000赫茲頻率范圍內(nèi)工作，在這一頻率范圍內(nèi)，高電導(dǎo)率的厚覆蓋層中會(huì)產(chǎn)生渦流，影響讀數(shù)。

2.12測頭壓力

對測頭置于試樣上所施加的壓力會(huì)影響測量讀數(shù)。所以施加在測頭上的壓力必須是恒定的、適當(dāng)?shù)?，且不使軟授蓋層變形。軟覆蓋層也可以用箔覆蓋測量，但要從測最結(jié)果中減去箔的厚度。測量磷化膜厚度時(shí)也必須這樣操作。

2.13測頭取向

應(yīng)用磁引力原理測厚儀，測量讀數(shù)可能受測頭相對于地球重力場方向的影響，因此儀器測頭在水平或倒置位置上進(jìn)行測量時(shí)，儀器應(yīng)作相應(yīng)的校準(zhǔn)。

3、儀器的校準(zhǔn)

3.1概述

測量前，每臺(tái)儀器應(yīng)按制造廠的說明書，選擇適當(dāng)?shù)男?zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片進(jìn)行校準(zhǔn)，或者選擇有覆蓋層的待測試樣，用磁性法測得的厚度值與適用于有關(guān)特殊覆蓋層的國標(biāo)方法測得的厚度值進(jìn)行比較。

儀器在使用期間，每隔一段時(shí)間要進(jìn)行校準(zhǔn)。并注意第2章中所列舉的影晌因素以及第4章中所規(guī)定的操作程序。

3.2校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片

可采用已知厚度的箔或已知到覆蓋層厚度的試樣作為校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片。

3.2.1校準(zhǔn)箔

“箔”是指非磁性金屬或非金屬的箔或墊片。

一般可采用箔作校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片。為了保證良好的接觸，通常不推薦用箔來校準(zhǔn)磁引力原理的儀器，如果采取了一些必要措施，在某些情況下還是可以采用箔作校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片。

“箔”有利于曲面上的校準(zhǔn)，而且比用有覆蓋層的標(biāo)準(zhǔn)片更合適。

為了避免測量誤差，必須保證箔與基體金屬的緊密接觸，避免使用有彈性的箔。校準(zhǔn)箔易形成壓痕，因此要經(jīng)常更換。

3.2.2有覆蓋層的標(biāo)準(zhǔn)片

在基體金屬上覆蓋一層均勻的、已知厚度的，并與基體金屬牢固結(jié)合的覆蓋層作為標(biāo)準(zhǔn)片。

3.3檢驗(yàn)

3.3.1

校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片的基體金屬的磁性和表面粗糙度，應(yīng)當(dāng)與試樣基體金屬的磁性和表面粗極度相似。為了證實(shí)標(biāo)準(zhǔn)片的適用性，可用校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片的基體金屬與被測試樣基體金屬上所測得的讀數(shù)進(jìn)行比較。

3.3.2

為了有效地排除基體機(jī)械加工方向的影響和剩磁的影響，在校準(zhǔn)儀器時(shí)必須將測頭旋轉(zhuǎn)90度。

3.3.3

如果試樣的基休金屬厚度沒有超過2.3中所規(guī)定的臨界厚度，則試樣與校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片的基體金屬厚度須相同。

3.3.4

如果侍測覆蓋層的曲率已達(dá)到不能在平面上校準(zhǔn)，則有斑蓋層的標(biāo)準(zhǔn)片的曲率或置于校準(zhǔn)箔下的基休金屬的曲率，應(yīng)與試樣的曲率相同。

4、操作程序

4.1概述

每臺(tái)儀器應(yīng)按照制造廠說明書進(jìn)行操作，并應(yīng)當(dāng)注意第2章中所列舉的影響因素。

每次測量前，要在測試場所對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，在間斷使用中也要經(jīng)常對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保儀器處于正常的工作狀態(tài)。

操作時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守下列條款的規(guī)定。

4.2基體金屬厚度

檢查基體金屬厚度是否超過臨界厚度，如果沒有，就應(yīng)按照3.3.3中所敘述的方法進(jìn)行校準(zhǔn)。

4.3邊緣效應(yīng)

不應(yīng)在靠近試樣的突變處如邊緣、孔洞和內(nèi)轉(zhuǎn)角等處進(jìn)行測量，除非已驗(yàn)證對此測量所作的校準(zhǔn)是可靠的。

4.4曲率

不應(yīng)在試樣的彎曲面上進(jìn)行測量，除非已驗(yàn)證對此測量所作的校準(zhǔn)是可靠的。

4.5讀數(shù)的次數(shù)

通常由于儀器每次讀數(shù)并不完全相同，因此必須在每一測量面積內(nèi)取幾個(gè)讀數(shù)。覆蓋層厚度的局部差異，也要求在任一給定的面積內(nèi)進(jìn)行多次測量，表面粗糙時(shí)更應(yīng)如此。

4.6機(jī)械加工方向

如果機(jī)械加工方向明顯地影響讀數(shù)，則在試樣上進(jìn)行測量時(shí)，要使測頭的方向與校準(zhǔn)時(shí)的取向一致，或者將測頭在四個(gè)互為90度的方向上進(jìn)行四次測量。

4.7剩磁

如果基體金屬存在剩磁，在使用固定磁場雙極式測頭儀器測量時(shí)，必須在互為180度的兩個(gè)方向上進(jìn)行測量。

為了得到可靠的測量結(jié)果，必須除去試樣的磁性。

4.8表明清潔度

測量前，應(yīng)消除表面上的附著物質(zhì)，如灰塵、油脂及腐蝕產(chǎn)物等，但不要除去任何扭蓋層。測量時(shí)，應(yīng)避免在有明顯且不易去除的缺陷部位上進(jìn)行測量，如在焊渣、酸蝕斑、毛刺和氧化物等處進(jìn)行測量。

4.9鉛覆蓋層

使用磁引力型儀器測量鉛覆蓋層厚度時(shí)，測頭會(huì)粘附覆蓋層，遇此情況，可以在覆蓋層表面涂層很薄的油膜，以提高測量讀數(shù)的重現(xiàn)性，但應(yīng)該擦掉過量的油。如使用拉力型儀器測量時(shí)，應(yīng)保持覆蓋層表面呈干燥狀態(tài)。除鉛覆蓋層外，涂油不能用于其它覆蓋層。

4.10技巧

測量讀數(shù)取決于操作者的技巧，例如，每個(gè)人對測頭所施加的壓力或平衡力的速率是不同的。若由同一操作者進(jìn)行校準(zhǔn)和測量，或使用恒壓力測頭，都可以使這種影響降低，或減至最小。本方法應(yīng)盡量使用恒壓裝置測頭，或使用測量架進(jìn)行測量。

4.11測頭定位

一般儀器的測頭應(yīng)垂直于試樣表面上的測量面，對磁引力型儀器更是必要。但對于某些儀器則希望將測頭略微傾斜，并選擇獲得最小讀數(shù)的傾斜角。在光滑表面上測量，如果儀器的讀數(shù)明顯地隨傾斜角的變化而變化，則說明測頭可能已經(jīng)磨損，需要更換。

如果磁性測厚儀的測頭是在水平或從下往上倒置進(jìn)行測量時(shí)，如果沒有克服測量系統(tǒng)所受的重力，應(yīng)分別在那些位置上進(jìn)行校準(zhǔn)。

5、精度要求

測量精度取決于儀器的性能、操作和校準(zhǔn)情況。此方法能使所測得的覆蓋層厚度值與真實(shí)厚度值的誤差在±10%或1.5微米以內(nèi)，兩個(gè)誤差取其較大的。

此標(biāo)準(zhǔn)已老標(biāo)準(zhǔn)，如今已經(jīng)被磁性涂層測厚儀新國家標(biāo)準(zhǔn):GB∕T4956-2003鎖取代，歡迎前往查閱。