鋁型材氧化膜厚度檢測解決方案
鋁型材經過陽極氧化處理后表面會形成一層氧化膜,讓鋁型材更耐腐蝕、更耐磨,像建筑門窗、幕墻型材、工業鋁型材和電子產品鋁合金外殼等,很多都會經過陽極氧化處理。如果鋁型材氧化膜厚度不足可能影響產品耐腐蝕性能和使用壽命,氧化膜太厚又會增加陽極氧化的加工成本,有時候還可能影響產品間的尺寸配合和膜層性能。那么鋁型材氧化膜厚度到底要怎么檢測?數據多少合適呢?
一、鋁型材氧化膜厚度需要達到多少?有哪些檢測標準?
建筑用陽極氧化鋁型材氧化膜厚度可以參考GB/T 5237.2-2017《鋁合金建筑型材 第2部分:陽極氧化型材》膜厚等級要求,它將陽極氧化膜厚分為四個等級:AA10、AA15、AA20、AA25。在訂貨單或者合同中需要注明膜厚等級,未注明時按AA10供貨,即平均膜厚≥10μm,局部膜厚≥8μm。其他工業鋁合金工件應結合產品執行標準和合同要求確定膜厚指標。
| 膜厚級別 | 平均膜厚 | 局部膜厚 |
| AA10 | ≥10μm | ≥8μm |
| AA15 | ≥15μm | ≥12μm |
| AA20 | ≥20μm | ≥16μm |
| AA25 | ≥25μm | ≥20μm |
局部膜厚指在考察面積內作若干次單一測量所得厚度的平均值;平均膜厚指在工件有效表面均勻測量規定次數局部厚度的平均值。
根據GB/T 8014.1-2005《鋁及鋁合金陽極氧化 氧化膜厚度的測量方法 第1部分:測量原則》,陽極氧化膜厚度測量方法有質量損失法、分光束顯微鏡法、橫斷面厚度顯微測量法和渦流測厚法。橫斷面厚度顯微測量法可以用于氧化膜厚度測量仲裁,在工廠實際現場測量場景中大多數使用渦流測厚法。
二、渦流測厚法為什么可以無損測量?
1、渦流測厚法的工作原理
鋁屬于非鐵磁性金屬,無法被磁鐵吸引,但是可以導電;陽極氧化膜通常是非導電的覆蓋層。渦流測厚儀器探頭內有一個線圈,測量時儀器會向探頭線圈通電,產生高頻交變磁場。這個磁場可以穿透非導電的陽極氧化膜,在導電鋁基體中形成電渦流,氧化膜越厚,探頭到導電鋁基的距離越遠,渦流強度就越弱。渦流測厚法通過探頭和導電基體之間的電磁耦合關系變化來計算膜厚,不需要破壞氧化膜和鋁基體,屬于無損檢測方法。

2、渦流法和金相截面法有什么區別?
電渦流測厚方法無需切割工件,適合工廠巡檢以及來料質檢等現場檢測場景。金相截面法(橫斷面厚度顯微測量法)屬于破壞性測厚方法,需要在鋁型材陽極氧化工件上切割取樣,使切割面和膜層/基體界面垂直,經過鑲嵌、研磨、拋光,必要時輕微腐蝕或采用特定照明增強氧化膜與鋁基體的界面對比,制成橫斷面金相試樣。在金相顯微鏡下觀察試樣,并用測微標尺或圖像分析軟件測量氧化膜厚度。金相截面法測量結果精度高,還可以觀察膜層內部缺陷等,常常用作仲裁和驗證方法。但是制樣要求嚴格、耗時,不適合現場大批量快速檢測。
三、鋁型材氧化膜厚度檢測有哪些難點?
1、陽極氧化工藝條件和型材結構會影響不同區域膜層形成情況,同一根型材平面、邊緣、凹槽等不同位置膜厚很可能是不同的,測量時不能只挑好測的位置測,建議分區域檢測不同部位,多測幾個點看局部膜厚和平均膜厚。
2、工業鋁型材一般有T形槽、U形槽、空腔和復雜截面,普通探頭可能無法伸入狹窄區域檢測。
3、鋁合金連接件等小型加工件可測量的面積較小,需要根據具體工件的尺寸、曲率以及基體厚度選擇合適的探頭。
4、曲面工件不好測,探頭垂直接觸測量表面特別考驗操作手法,如果每次按壓角度有細微差別,就可能會出現同一個位置重復測量數據不一致的情況。
四、林上LS227如何檢測鋁型材氧化膜厚度?
LS227多探頭涂層測厚儀采用分體式設計,有多款探頭可選,平面、小工件、狹縫、內壁等不同型材結構可以搭配不同探頭檢測。

| 探頭型號 | 適用檢測位置 |
| NF1600-X0 | 非鐵基超小直探頭,適合鋁型材小面積、小工件陽極氧化膜 |
| FNF2000-X0 | 鐵鋁兩用直探頭,測量鋁型材平面、常規表面 |
| FNF2000-X1 | 鐵鋁兩用90°直角探頭,可測型材孔洞、狹窄縫隙 |
| NF2000-X2 | 非鐵基90°長桿探頭,鋁型材深槽、可深入管內壁檢測 |
以LS227涂層測厚儀測量鋁型材氧化膜厚度為例:
確定被測鋁型材的基材、陽極氧化工藝、產品執行標準及膜厚要求,試樣為膜厚等級AA15級的建筑鋁型材樣件。
根據型材平面、小面積、內壁等不同位置選擇探頭,被測區域為狹窄凹槽,可以選擇NF2000-X2探頭。
清潔測量表面的灰塵、污漬,并使用未進行陽極氧化的工件基材和標準片校準儀器,確實沒有未覆膜基材的情況下也可以用儀器贈送的鋁基體校準。
在被測工件上劃分測量區域A1、A2、A3、A4、A5,在每個區域均勻測量五次,計算各區域局部膜厚,以及整體平均膜厚。
| 測量次數 | A1區域 | A2區域 | A3區域 | A4區域 | A5區域 |
| 第1次 | 16.3μm | 15.2μm | 14.7μm | 17.1μm | 15.6μm |
| 第2次 | 16.0μm | 15.6μm | 14.9μm | 16.6μm | 15.8μm |
| 第3次 | 16.6μm | 15.3μm | 15.0μm | 16.9μm | 15.3μm |
| 第4次 | 16.1μm | 15.1μm | 14.6μm | 17.3μm | 15.5μm |
| 第5次 | 16.5μm | 15.7μm | 15.2μm | 16.8μm | 15.1μm |
| 局部膜厚 | 16.30μm | 15.38μm | 14.88μm | 16.94μm | 15.46μm |
| 平均膜厚 | 15.79μm | 15.79μm | 15.79μm | 15.79μm | 15.79μm |
這個工件試樣不同區域存在一定的厚度差異,最小局部膜厚14.88μm≥12μm,平均膜厚15.79μm≥15μm,滿足AA15級鋁型材膜厚的要求。
LS227也可以分組自動統計測量數據的最大值、最小值和平均值,并根據設置的膜厚上下限進行合格判定,省去人工計算的工作量。
如果需要測量曲面或小工件材料,可以使用LS227搭配NF1600-X0探頭,再選配手壓機架。使用平口臺鉗固定測量工件,并將探頭固定在手壓機架上,通過機架與探頭連接部位的自重垂直按壓在工件表面,減少人工測量的操作誤差,讓每次測量都盡量保持同一角度、同一力度。
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