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表面预处理实用技术手册8

发布日期:2012-8-4 来源:原创 浏览次数:1797

第三节  镀层附着力

一、测量方法

基体材料上镀层附着力的评定方法很多,但都是定性检测方法,目前进行定量测定还存在着困难。表2.3-1是各种镀层附着力检测方法的使用范围。

2.3-1  各种镀层附着力检测方法的使用范围

覆盖层金属

 

附着强度试验

+

-镍合金

摩擦抛光

·

 

·

·

·

·

·

·

·

·

钢球摩擦滚光

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·

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剥离(焊接法)

 

 

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剥离(贴胶法)

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·

 

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锉刀试验

 

 

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·

 

 

·

 

 

凿子试验

 

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·

 

·

 

 

划线、化格

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·

 

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·

弯曲和缠绕

 

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·

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·

 

 

·

 

 

磨锯试验

 

·

 

·

·

 

 

·

 

 

拉伸试验

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·

 

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·

 

热震试验

 

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·

 

·

·

 

 

深引(杯突)

·

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·

 

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·

 

 

深引(突缘帽)

 

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·

 

·

 

 

喷丸

 

 

 

·

 

·

 

 

 

 

阴极处理

 

·

 

·

·

 

 

 

 

 

注:黑点“·”表示覆盖层所适用的试验方法。

二、摩擦法

(一)摩擦抛光法

在面积小于6cm2的平面镀层表面上,用一末端为半圆形的球形圆钢摩擦表面15s。摩擦时施加一定的压力,使镀层表面只有擦光面无切削现象,观察镀层表面有无出现长大的鼓泡,以判断镀层与基体附着力的情况。本实验方法只使用与较薄镀层在基体材料上的附着力的定性判断。

(二)摩擦滚光法

将试样放入装有3mm钢球的滚光机或振动滚光机内,并在其中加入皂液等润滑剂,根据对镀层结合力的妖气,选择转速或振动频率和时间。经此试验后,附着力不良的试验表面会出现鼓泡。本试验方法只适用于小零件表面镀层附着力的定性判断。

三、切割试验

将试件夹在钳台上,采用粗齿锉刀,有基体材料向镀层方向以大约45°角进行锉削,锉后观察锉口处,镀层与基体不得起皮或脱落。本实验只适合于较厚和较硬的镀层与基体材料附着力的定性检查。

(二)磨锯试验

采用砂轮机、磨床、钢手锯或锯床对镀件从基体向镀层方向进行膜削或切割,然后检查断面镀层与基体之间有无起泡或脱落现象。本方法只适用于镍、铬等硬脆镀层附着力的评判。

四、形变试验

(一)弯曲试验

1)将试样沿着径向弯曲180°,然后采用5倍放大镜检查弯曲部位,镀层表面不允许有起皮、脱落现象。本方法只适用于附着力的定性判断。

2)将试样夹在台钳中,反复弯曲直至基体与镀层一起断裂,观察断口处镀层的附着力情况,必要时可采哟个小刀挑撬镀层,镀层不应起皮、脱落;也可采用5倍放大镜观察断口。本方法只适用预薄片表面镀层的附着力的定性判断。

(二)缠绕试验

用于金属线材表面镀层的附着力检查。将φ1mm以下金属丝缠绕在直径为线材直径3倍的金属轴上,φ1mm以上的金属线材缠绕在直径与线材直径相同的金属轴上,绕成1015个紧密靠近的线圈,用5倍的放大镜观察外部镀层的附着力,镀层不应起泡、脱落。

(三)拉伸试验

按机械性能试验时拉力棒的设计要求制取拉力棒,拉力棒的材质和热处理工艺应与实际镀件相同。在拉力棒表面镀取金属层,在拉力试验机上承受拉伸应力,直至断裂,用5倍放大镜观察断口出镀层与基体的结合情况,必要时可用小刀剥离检查。

(四)凿子试验

取以锐利的凿子,在镀层突出部位给予猛烈的锤击。如果镀层附着力好,则即使镀层可能破裂或击穿,镀层也不与基体分离。本方法只适用于基体材料表面镀层的附着力的判断,不适用于软镀层和薄镀层的附着力判断。

(五)深引试验

本实验在专用的压力试验机上进行,用特制的冲头冲压至基体和镀层一起变形,观察冲击部位镀层与基体的结合程度。本方法只适用于薄片试样与镀层附着力的定性判断,特别适用于较硬的镀层,如镍和铬镀层。本方法不适用于延伸性大的镀层和较薄的镀层的附着力的判断。

1.杯突试验

采用适当的液压装置,将一个直径为20mm的球状冲头以0.2mm/s6mm/s的速度压入试样,一直压倒所需的深度为止,观察变形部位镀层的情况,附着力差的镀层,经几个毫米的变形镀层就会从基体表面剥离。

2.突缘帽试验

本实验装置采用一台普通压力试验机,配有一套用来冲压突缘帽的可调式模具,突缘直径为63.5mm,帽的直径为38mm,帽的深度在012.7mm之间可调。通常将试样到帽破裂时为止,深引后观察镀层表面有无脱落现象,从深引后未损部分的情况判断镀层的附着力。

 

五、剥离试验

1.焊接—剥离试验

取一块70mm×10mm×0.5mm的镀锌低碳钢带或镀锡黄铜片作为辅助试样,在距一端10mm处弯成直角,将短边平面焊到被检测试样镀层表面上,对长边施加一个垂直焊接面的拉力,直至辅助试片与被检测试样分离,若分离处不在被检测试样的镀层后基体之间,则镀层附着力好。本实验只适用于检验厚度小于125μm以下的镀层。

2.粘接—剥离试验

采用一种专用的纤维粘胶带附在镀层表面,粘胶带的附着强度值大约是每25mM宽度为8N,用一定重量的橡皮滚进行滚压,除去粘接面内的空气泡,间隔10s以后,用一垂直镀层的拉力剥离胶层后,镀层无剥离现象表面结合力好。

本实验方法特别适用于印制线路板上导体和触点的镀层与基体的结合强度,试验面积至少应有30mm2

六。加热试验法

(一)热震试验

热震试验是利用基体金属和镀层之间在加温后突然聚冷的情况下膨胀系数的差别,观察镀层附着力的方法。对于易氧化的镀层或基体应在惰性气氛中或在适当的液体中间进行加温。热震试验的加热温度参见表2.3-2

 

 

 

 

2.3-2  镀层热震试验的加热温度

覆盖金属

 

基体金属

铬、镍、镍+铬、铜

-

300

150

锌合金

150

150

铜及铜合金

250

150

铝及铝合金

220

150

 

(二)冷热循环试验

冷热循环试验用于定性测定塑料制品表面的附着力,表14.3-3是冷热循环试验条件。

 

2.3-3  冷热循环试验条件

种类

条件

A循环

上限温度75±2℃,下限温度20℃±5

B循环

上限温度75±2℃,下限温度-20℃±5

C循环

上限温度75±2℃,下限温度-20℃±5

 

 

 

试验采用先把零件加热到高端温度,保温1h,恢复到室温,再把零件转入到低端温度中,按规定反复循环数次后观察镀层表面状态。

经冷热循环试验后,观察镀层表面有无气泡裂纹和脱落现象以便确定镀层的附着力。

根据塑料种类的不同、使用环境的区别确定试验的循环种类和冷热循环次数。

七、塑料基体上电镀层附着力的定量测定

(一)塑料基体上镀层剥离强度的定量测定

试样为75mm×100mm的塑料板,在表面上镀覆40±4μm的镀铜层。用锋利的刀子沿100mm的长度方向,在距边25mm的位置切割铜镀层至基体,成25mm宽的铜片,用工具将一个端面的铜层轻轻地剥离到约15mm长。用专用夹具夹住铜片,用垂直于表面的力进行剥离,剥离速度为25mm/min,记录剥离力直到铜层剥离,取其平均值作为平均剥离力。剥离强度按以下公式计算:

                        Fr= Fp×                      2.3-1

式中   Fr——剥离强度(N/cm);

Fp—— 剥离力(N);

h——切割铜层宽度(mm)。

(二)塑料基体上镀层拉脱强度的定量测定

取一平板塑料,表面镀覆30μm40μm厚的铜层。另取一个截面积为10mm×10mm的铜柱或铝柱的截面胶在镀有铜的塑料平板上,沿铜柱或铝柱的边缘,用锋利的刀子将镀铜层切割至塑料基体。

  用拉力试验机以垂直于镀层的力进行拉脱试验,直至镀铜层与塑料基体剥离,记录拉力值,并计算出拉脱强度。拉脱强度的计算公式如下:

FH=                           (2.3-2)

式中      FH——拉脱强度(N/cm2);

F——拉脱力(N);

S——铜柱或铝柱的截面积(cm2)。

拉脱强度与剥离强度的关系如下:

 FH=5.5Fr/δ3/4                 2.3.-3

式中      Fr——剥离强度(N/cm);

         δ——被剥离金属镀层的厚度(cm)。

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