現實中零部件的腐蝕現象是(shi)無可避免的，所(suo)以在使用壽命(ming)內必須保證有足夠(gou)的防腐保護。其中涂層厚度是(shi)衡量金屬或(huo)非(fei)金屬防腐涂層質量的主要參數，它也密(mi)切影響著零部件的功(gong)能(neng)特性和裝(zhuang)配(pei)尺寸。

　　片(pian)狀(zhuang)鋅基(達克羅)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(由(you)Dörken MKS(德爾肯)公司提供)是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)常(chang)見的(de)(de)防(fang)(fang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)功能涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)。片(pian)狀(zhuang)鋅基(達克羅)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)屬于非電解涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)，它為零部件(jian)提供良好(hao)的(de)(de)防(fang)(fang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)保(bao)護(hu)。該涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)由(you)片(pian)狀(zhuang)鋅粉和(he)片(pian)狀(zhuang)鋁粉一(yi)同(tong)混(hun)合(he)到(dao)無機基質中(zhong)組成(標(biao)準ISO 10683和(he)歐洲(zhou)標(biao)準EN 13858中(zhong)定(ding)義(yi))。片(pian)狀(zhuang)鋅基(達克羅)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)包(bao)括(kuo)底(di)漆和(he)面(mian)漆，底(di)漆對(dui)于零部件(jian)起到(dao)高陰極腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)保(bao)護(hu)作(zuo)用。鋅是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)廉價金屬，在自我腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)同(tong)時很好(hao)保(bao)護(hu)了鋼(gang)不受腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。一(yi)旦(dan)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)被(bei)損(sun)壞(huai)，底(di)漆中(zhong)的(de)(de)鋅就(jiu)會與水和(he)氧氣發生接觸，起到(dao)自我犧牲保(bao)護(hu)鋼(gang)不被(bei)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)作(zuo)用。

　　表(biao)1：鹽霧試驗(yan)時間(jian)與涂層厚度對應表(biao)

　　面漆的(de)(de)作用是加強零(ling)部件的(de)(de)腐蝕保(bao)護和賦予涂層(ceng)(ceng)更(geng)多功(gong)能特性(xing)，如增加化學或機械阻力，著色或確定(ding)螺紋零(ling)件摩擦系(xi)數。片狀鋅基(達(da)克羅(luo))涂層(ceng)(ceng)厚度僅有(you)8-20μm。根(gen)據標(biao)準DIN EN ISO 9227-NSS，該涂層(ceng)(ceng)能保(bao)護零(ling)部件在鹽霧試驗(yan)中1000小時以上(shang)不受金屬(紅銹(xiu))的(de)(de)腐蝕。

　　圖一：涂層(ceng)厚度為9μm的測(ce)(ce)試(shi)板(ban)(ban)：沒有經過鹽霧(wu)腐(fu)蝕測(ce)(ce)試(shi)(左)和根據DIN EN ISO 9227-NSS標準鹽霧(wu)測(ce)(ce)試(shi)1200小(xiao)時后(右)。右邊測(ce)(ce)試(shi)板(ban)(ban)沒有腐(fu)蝕現象

　　所需的(de)涂層(ceng)(ceng)厚(hou)度需要由涂層(ceng)(ceng)系統和(he)防(fang)腐(fu)蝕(shi)方法(fa)來確定。標準“DIN EN ISO 10683 Connecting elements - Non-electrolytically applied zinc flake coatings緊(jin)固件-非電解片(pian)狀鍍(du)層(ceng)(ceng)” 說明(ming)(ming)了腐(fu)蝕(shi)保護(hu)與(yu)涂層(ceng)(ceng)厚(hou)度的(de)關系(鹽霧(wu)試驗(yan)時(shi)間，不出現紅銹)。不同涂層(ceng)(ceng)厚(hou)度的(de)涂層(ceng)(ceng)測(ce)試板(圖1和(he)圖2)表(biao)明(ming)(ming)了這種相關性。

　　圖二：涂層厚度為11μm的測(ce)試板：沒有經過鹽霧腐蝕測(ce)試(左圖)和(he)根據DIN EN ISO 9227-NSS鹽霧試驗(yan)2500小時后(右圖)。右圖測(ce)試板沒有腐蝕現象

　　目(mu)前很多產品(pin)都需要進行噴涂。通過噴涂或浸漬(zi)紡(fang)絲方式(shi)將合適粘度的(de)原材(cai)料(類似于清漆)噴到底材(cai)上，且(qie)必(bi)須控制濕膜(mo)厚度在合格(ge)范圍內，后通過烘(hong)干固化得(de)到相應的(de)干膜(mo)。

　　在(zai)(zai)噴涂(tu)(tu)(tu)工(gong)藝(yi)早期階(jie)段測(ce)量(liang)(liang)涂(tu)(tu)(tu)層厚度，可以(yi)穩定工(gong)藝(yi)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)和保(bao)證產品質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)。在(zai)(zai)理想(xiang)情況(kuang)下，人們(men)希望有測(ce)厚設備能無損測(ce)量(liang)(liang)固化前后(hou)的涂(tu)(tu)(tu)層厚度，且要(yao)求(qiu)測(ce)量(liang)(liang)可靠(kao)精準，高重現性，簡(jian)單和快速(su)，它還應(ying)該能測(ce)量(liang)(liang)彎曲表(biao)面涂(tu)(tu)(tu)層厚度，如螺絲(si)的邊緣和角(jiao)落部位。

　　過(guo)往，人們普(pu)遍使用基(ji)(ji)于磁(ci)感應原(yuan)理的(de)(de)接(jie)觸式(shi)膜厚儀來(lai)測量(liang)涂(tu)層厚度，該(gai)技術(shu)需要將探頭(tou)手(shou)動定位，探針內部線圈(quan)的(de)(de)交流(liu)電根據金屬或(huo)磁(ci)性的(de)(de)基(ji)(ji)材(cai)(cai)(cai)發生衰減來(lai)估算涂(tu)層厚度。這種接(jie)觸測厚方法(fa)只能(neng)測量(liang)固化后(hou)的(de)(de)涂(tu)層厚度，基(ji)(ji)材(cai)(cai)(cai)表面的(de)(de)粗糙度也(ye)(ye)會影響測量(liang)結果，有可能(neng)出現較(jiao)高(gao)的(de)(de)標準偏差(cha)。此外，這種測量(liang)方法(fa)也(ye)(ye)會受(shou)到零(ling)部件的(de)(de)幾(ji)何形狀(zhuang)和(he)基(ji)(ji)材(cai)(cai)(cai)材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)限制，如不能(neng)放置探頭(tou)在彈簧絲或(huo)螺紋(wen)上、不適用于不銹鋼(gang)等基(ji)(ji)材(cai)(cai)(cai)。

　　圖三：coatmaster Flex 適用于非(fei)接觸式無損測量濕膜或干膜的涂層厚度

　　為了彌補接(jie)觸式膜厚(hou)儀(yi)缺點，瑞士coatmaster AG公司研(yan)發了一種基于光(guang)熱原理(Advanced Thermal Optics)的測(ce)量設(she)備。計(ji)算機控制(zhi)光(guang)源對待測(ce)表面進(jin)行短暫(zan)加熱，然后使用(yong)內置(zhi)的高速紅外傳感器(qi)無損(sun)記錄動(dong)態溫(wen)度曲線，使用(yong)專門(men)開發的算法(fa)來終確定涂層厚(hou)度。

　　由于該測(ce)厚系統(tong)采用非接觸(chu)測(ce)量(liang)(liang)模式，用戶可以(yi)測(ce)量(liang)(liang)進烤爐前(qian)的濕膜，實(shi)時得(de)出干膜涂層(ceng)厚度(du)。該設備具有(you)精度(du)高(gao)和重(zhong)復性(xing)好的產(chan)品優(you)勢，有(you)效協助(zhu)操作人(ren)員實(shi)現(xian)檢查控制工藝過程。目(mu)前(qian)，coatmaster測(ce)量(liang)(liang)系統(tong)能直接投入到實(shi)際生產(chan)線中(zhong)測(ce)量(liang)(liang)零部件涂層(ceng)厚度(du)，片狀鋅基(達克(ke)羅(luo))涂層(ceng)系統(tong)也包括在內(nei)。coatmaster AG公(gong)司現(xian)已正式推出了手持非接觸(chu)式膜厚分析儀(yi)coatmaster Flex，為(wei)簡便測(ce)量(liang)(liang)提供(gong)成熟(shu)精確的測(ce)量(liang)(liang)技(ji)術(圖(tu)3和圖(tu)4)。

　　coatmaster測厚設備的(de)技術(shu)優點在于(yu)(yu)能測量(liang)固化前后的(de)涂層厚度，在允許測量(liang)角(jiao)度和距離內能進(jin)行精確無損(sun)的(de)測量(liang)，也適用于(yu)(yu)彎曲，角(jiao)落處等隱蔽部位(wei)。

　　圖(tu)四：重(zhong)復(fu)測(ce)量固化后(hou)片狀鋅(xin)基(達克羅)涂層厚(hou)度(du)

　　將測(ce)厚(hou)(hou)設備直接集(ji)成(cheng)在涂(tu)(tu)(tu)裝生產線上(shang)，可(ke)以(yi)監控底漆(qi)和(he)面漆(qi)的涂(tu)(tu)(tu)層厚(hou)(hou)度(du)(du)。通過顯微(wei)切片(pian)(pian)法得(de)出(chu)涂(tu)(tu)(tu)層厚(hou)(hou)度(du)(du)，在coatmaster Flex中輸入(ru)該值對(dui)每種涂(tu)(tu)(tu)層材料進(jin)行(xing)校(xiao)準，然后儲(chu)存校(xiao)準程序(xu)。這樣，coatmaster Flex可(ke)以(yi)在1秒內快速精(jing)準測(ce)量涂(tu)(tu)(tu)層厚(hou)(hou)度(du)(du)。如果測(ce)量未(wei)固化涂(tu)(tu)(tu)層，它能實時得(de)出(chu)固化后的干(gan)膜厚(hou)(hou)度(du)(du)。圖4為重復測(ce)量固化后鋅片(pian)(pian)的涂(tu)(tu)(tu)層厚(hou)(hou)度(du)(du)。

　　位于Herdecke的Dorken MKS技術(shu)中(zhong)心進行(xing)了一系列測試，證明coatmaster Flex的精準性和重復(fu)性。通過顯(xian)微切片(pian)法確(que)定涂層厚(hou)度，對coatmaster Flex進行(xing)校準(如圖5所示)。

　　圖五(wu)：用光學顯(xian)微鏡(jing)測量片(pian)狀(zhuang)鋅基(ji)(達克羅)涂層厚度

　　比較兩種測量(liang)(liang)(liang)(liang)方(fang)法表明：無論是測量(liang)(liang)(liang)(liang)濕膜(mo)還是干(gan)膜(mo)，coatmaster Flex與(yu)光學顯微鏡的(de)(de)涂(tu)(tu)層厚度(du)測量(liang)(liang)(liang)(liang)結(jie)果(guo)基本吻合(圖6)。使(shi)用(yong)(yong)coatmaster Flex測量(liang)(liang)(liang)(liang)液體(ti)油(you)漆(qi)實驗(yan)表明，測量(liang)(liang)(liang)(liang)與(yu)噴(pen)涂(tu)(tu)之間的(de)(de)時間間隔(ge)會影響測試結(jie)果(guo)(圖7)。例(li)如，在噴(pen)涂(tu)(tu)該液體(ti)油(you)漆(qi)后45秒(miao)時進行(xing)校(xiao)(xiao)準(zhun)，如果(guo)在相同環境條件下(xia)在45秒(miao)后使(shi)用(yong)(yong)此應用(yong)(yong)進行(xing)測量(liang)(liang)(liang)(liang)，則測量(liang)(liang)(liang)(liang)數據(ju)將沒有(you)偏差(cha)。由于溶劑蒸發(fa)程度(du)的(de)(de)差(cha)異，如果(guo)在噴(pen)涂(tu)(tu)后0秒(miao)或90秒(miao)進行(xing)測量(liang)(liang)(liang)(liang)，該油(you)漆(qi)的(de)(de)大偏差(cha)可達10%。為了達到測量(liang)(liang)(liang)(liang)精度(du)，在校(xiao)(xiao)準(zhun)時，閃光校(xiao)(xiao)正與(yu)噴(pen)涂(tu)(tu)之間的(de)(de)時間間隔(ge)應等于真正測量(liang)(liang)(liang)(liang)厚度(du)時與(yu)噴(pen)涂(tu)(tu)的(de)(de)時間間隔(ge)。

　　圖六：比較顯微(wei)鏡(jing)法和Flex在干燥狀(zhuang)態下測(ce)(ce)(ce)量(liang)涂層厚度(左：Flex測(ce)(ce)(ce)量(liang)干膜，右(you)：Flex測(ce)(ce)(ce)量(liang)濕膜)。兩種測(ce)(ce)(ce)量(liang)設備具有很高的相關性(R2 = 0.998)。顯微(wei)鏡(jing)測(ce)(ce)(ce)量(liang)法的標(biao)準(zhun)(zhun)誤差小于1.5 μm，coatmaster Flex的測(ce)(ce)(ce)量(liang)標(biao)準(zhun)(zhun)誤差小于0.3 μm

　　在重(zhong)復測量(liang)實驗中，coatmaster Flex的(de)測量(liang)偏(pian)差(cha)小于(yu)0.3μm。coatmaster Flex可以(yi)測量(liang)零件(jian)固化前(qian)的(de)涂層厚度(du)，從(cong)而能在涂層烘(hong)干前(qian)的(de)早期階段檢測涂層厚度(du)并及時糾正工藝偏(pian)差(cha)。此外，它也(ye)能對(dui)干膜進行(xing)精確且高重(zhong)復性的(de)測量(liang)，穩定工藝和保證產品質(zhi)量(liang)。即使產品外形復雜(za)或由(you)各種基(ji)材的(de)零件(jian)也(ye)能輕松測量(liang)。

　　圖七：使用coatmaster Flex測(ce)量鋅片固化前底漆的涂(tu)層(ceng)厚度的時間函數(shu)

　　用coatmaster Flex測量(liang)片狀(zhuang)鋅基(達克羅)涂層(ceng)發現，固(gu)化前底漆厚度(du)隨時間變(bian)化而變(bian)化。由于溶(rong)劑的蒸發導致了(le)涂層(ceng)厚度(du)發生變(bian)化。噴涂后45秒(miao)(miao)進行(xing)校(xiao)準(zhun)，可以(yi)使用相應應用程序在(zai)90秒(miao)(miao)內精確(que)得出干(gan)膜厚度(du)，大誤差為10%。

　　考慮到coatmaster Flex的上述優勢，OberflächentechnikS. Scherdel GmbH&Co. KG公司(噴(pen)涂DörkenMKS片狀(zhuang)鋅基(達克(ke)羅)涂層系(xi)統的噴(pen)涂設備(bei))為了(le)保(bao)證出貨產品質量決定購買coatmaster Flex。目前，該設備(bei)正在針對汽車行業的終客戶進行審批。

　　DörkenMKS技術管理部的Tobias Kleyer：“有了coatmaster Flex，我們的客戶(hu)可以快速輕松監控他們的噴涂工藝，這可以節省成(cheng)本并確(que)保(bao)產品(pin)質量。因此，客戶(hu)對該設備十分(fen)滿意。”

　　新版標準DIN ISO 2808中(zhong)提及(ji)到了coatmaster方(fang)法，它(ta)是涂層厚度測量的標準方(fang)法，這將進一步簡(jian)化其在實際噴涂中(zhong)的使用(yong)。

　　Dörken MKS-Systeme GmbH &Co. KG(德爾肯(ken))評(ping)價：

　　“The coatmaster enablesus to measure the thickness of our zinc lamella systems in wet conditions andthus save a lot of time. The high accuracy and fast repetition rate make it anindispensable tool for commissioning and monitoring coating processes.”

　　“我們(men)(men)使(shi)用coatmaster來測(ce)量固化(hua)前的鋅片涂(tu)層防(fang)腐(fu)蝕系統，它能節省我們(men)(men)大(da)量的時間成本。該設(she)備具有快速(su)測(ce)量、測(ce)量精度高和(he)重(zhong)復性(xing)好等優點(dian)，成為高效調整(zheng)工藝參數和(he)監測(ce)工藝質量的關鍵工具。”

　　——應用(yong)技術經理Christian Rabe