GB T 12967.1-1991 铝及铝合金阳极氧化 用喷磨试验仪测定阳极氧化膜的平均耐磨性.pdf

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1、中华人民共和国国家标准铝及铝合金阳极氧化用喷磨试验仪测定阳极氧化膜的平均耐磨性Anodizing 01 aluminium and aluminium alloys-岛1:easurmcentof mcan specific adrasion resistance 01 anodic oxidation coatings with an adrasive jct test apparatus GB!T 1 2967. 1 -. 91 本标准等同采用国际标准ISO8252-1987铝及铝合金阳极氧化用喷磨试验f1_测定阳极氧化膜的平均耐磨性机阳极氧化腹的耐磨性可以反映氧化膜的耐磨擦、耐磨损的潜在

2、能力1二是阳极氧化膜的-个重要质量指标G1 主题内容与适用范围牛二标准规定了个用喷磨试验仪测定铝及铝合金阳极氧化膜的平均耐磨性和与标准i式样、协议参比试样的耐磨性进行比较的试验方法。本标准适用于膜厚不小予5m的所有氧化膜的检验，尤其适用于检验区直径为2mm的小i式样，表面不平的试样。如果试样的检验面很平，建议选用轮式磨损法检验。当仪器的夹持装置能容节被中在苓件时.便可不必切取试祥。当需要进行分居检验时.建议按轮式磨损法中的规定进行由f不同批次的磨料会使试验结果产空-定的误差，所以本试验只是种相对的检验。2 引用标准GB 4957 非磁性金属基体上非导电覆盖层厚度测量涡流方法5 定义!击用本标准

3、时使用F列定义。3. 1 标准试样standard t四川peclmen按附录C所给条件制备的试样。3. 2 协议参比岚样agrced referencc叩eClmen按供需双方所认吁的条件制备的试样。3. 3 试样tcst specimen 待检验的样品。4 原理在严格控制的条件F.由T二燥的空气流或惰性气体流将1燥的碳化偌颗粒呗射在试样的个小的情验区上，直到裸露出金属基体为止。氧化膜的耐磨件可用喷磨时间或喷!在所用的碳化破贡娃升JJ示怆验结果应和标准试样(地附录C)或协仪参比试样的结果相比较。国家技术监督局199106-04批准1992-03 01实施G/T 1 2967. 1 91 当选

4、用A种合适的喷磨仪，并配有小探头的涡流仪时，逐渐增加各个态上的顷磨时间.他1进行分层中在验(lI，附录剧。5 装置5. 1 喷磨i式验仪(1.1.图AlA3) 5. 1. 1 试验仪由玻璃、黄铜、不锈钢或其他的硬质材料制成。l三主要由两个管手组成.付手之间为!口Hltr固定n外管与净化十燥的压缩空气或惰性气体发生器相通，所供气体由控制阀严格控制)1;流速、焊，￥粉通过内管拍出口揣与空气混合后，自接喷射在阳极氧化试样的表面L5. 1. 2 对于喷磨试验仪的结构)，严恪的规元，民要求在连续多次的试验中应有较奸的最现问.斤1-1词!世准确。5. 1. 3 某些喷磨试验仪的结构虽然设计的合理，但是在实

5、际生产中.要想生产批能给出|斗轩的试验结果，不随某些因素的影响而产生误差的喷磨装琵是困难的。附录A中所推荐的设计方案，实践证明是令人满意的u5. 2 试样支座5. 2. 1 该支应为一个倾斜式平台，试样牢牢地固定在平台上。试样茵通常与呗嘴的轴线成，1SO_，55 角。5.2.2 角度不同，只喷磨作用也不同o角度越大，其椭圆形的检验区越小，磨损越快，最终的检验点越明!证。5.3 空气或惰性气体5. 3. 1 外管所需要的空气或惰性气体，通常是由空气压缩机或贮气瓶提供。送气最Il调节阀、流险计4仪器附近的压力计米精确地控制。5. 3. 2 庶缩空气或惰性气体应为干燥的或低湿度的。可用将压缩空气通过

6、个草辛苦苦使水气凝聚的i:去产生低湿度的空气。也可用将压缩空气或惰性气体通入置有硅胶的管子的方法，产生干燥的压缩空气。5. 3. 3 实际应用中，压缩空气或惰性气体的最佳流速为4070L/min，压强为15kPa，在检测期间.且选定压缩空气或惰性气体的流速，应在整个检验期间尽可能保持该流速恒定。5. 4供料漏斗供料漏斗用于贮存磨料，并以20土130土Ig/min的恒速供料。5. 5 潜料5. 5. 1 喷磨试验仪所用的磨料.推荐采用碳化硅颗粒。磨料的粒度最好为106和105pm , 5.5.2 磨料应无潮气.冉在1二-使用之前应放在平底托盘中，-f105进行千燥。然后进行粗筛(可选用筛孔公称尺

7、、t;为1，1吕80300m的筛f-)以保证磨料中没有大的颗粒或条状物，闲为这些物质将影响H府苦1幸来料料?雪斗斗?斗斗i的流速。干燥后的磨料可贮存在干净的密封容器粗筛然后使用。5. 5. 3 环境站在度对试验结果无太大影响，但如果使用没有干燥过的磨料，它将对试验结果产生较大的影日向U5. 6 r十时器计时器可根据需要来选择。6 试验步骤6. 1 标准试梓根据附录C的条件制备试样U6.2 试样恨据需要和可能，按照试验条款切取大小眉立的待检样品，(r1.不能损坏试样的检验麦i自1, 11. G/T 1 2967. 1 - 9 1 6. 3 仪器较I巨6. 3. 1 牛好标附试悖的磨损jlj并作上

8、标记。按GB4957规定的方法，用涡1ft仪丰富确地测量每个位较l百七的阳极氧化膜悍(d )。6. 3. 2 将己选好的标准试样一间li:在试样支座上，其受检而与喷l嘴相对咱并与愤嘴虽!.确角度6. 3. 3 试验时.在供料漏斗，中加入足够茧的碳化砖。如果耐磨性能是按府和用民来测址，则应料:HtU飞料漏斗l们的哥哥料质量，精确到1g. 6. 3. 4 把压缩空气或惰性气体的流速、!li强调整豆豆选定值(见5.3.3条)。并且在每次检验过和中.fj始自终保恃在这选定值。1:U对于怀准试样丰口试梓lt距缩空气和惰性气体流速都应调到相同的磨损速率。最佳的磨损速率、L!is!虽口rlY仪器制造!一提供

9、。(主对T硬质阳极氧化膜、软膜、薄膜，其上述参数则有所平同。6.3.5 磨料的流动和IB;J!豆同时进行，在警个检验周期内，应保证磨料喷射自如n6. 3. 6 在日视.条件下检验时应密切注意被检试样，当磨损面中心出现一个小黑点.并且黑点的:，n扩大主2mm 时，帅，立即停止喷砂和计时器，结束试验。6. 3. 7 记录试验时间，用秒表示。如果需要，还应称取供料漏斗中所剩磨料的质量，精确到Ig , 6. 3. 8 从两次称茧(6.3. 3与6.3. 7条)中，计算出穿透氧化膜时所需用的碳化硅质量，用克表示。从t述过程中得出标准试样的耐磨性参数S，以秒或克表示。6. 3. 9 在标准试样的其他部位至

10、少再进行两次测量(6.3. 1至6.3. 7条), 6. 4 峡射流的校止6. 4. 1 概述由于每个喷嘴之间存有差异，以及啧嘴在使用之中受到磨损。所以在试验前必须要用标准试样按6. 3条的规定对仪器进行校正，以使得到试验时所需要的啧磨系数(见6.1条), 6.4.2 喷射流与磨损恃性随时间的变化在系列的检测巾，以按6.3条规定的步骤，每天检验12次，以便对喷射流或磨损特性随时间的变化进行校正。6. 4. 3 喷嘴更换喷嘴更换后，应按6.3条规定的步骤重新试验，以便对射流特性的变化进行校正。6. 5 检测J安6.3条所规定的步骤，用待测试样琵换标准试样后进行试验。6. 6 协议参比试样的使用6

11、. 6. 1 在某些情况T，例如，为了达到控制质量的目的，在试验中可以使用协议参比试拌j韭行比较6.6.2 斗需要时，或供需双方同意下，可以用协议参比试样来替代标准试样，并按6.3条规定的)_t拟进行校lL7 结果表示7. 1 喷磨系数喷磨系数的汁算公式如l下K尝X10 式中，K喷j鲁系数，g(m或s/I-lm;h 标准试样k的检验面原始膜)孚阳，此一怀准试样的耐磨1性参数.S或g，( I ) 注在规屯的革件下.1i己得出了所用仪器的啧磨革数后，当再用这fT仪器进行试验时试验数据必规乘以过?旱GB!T 1 2967. 1 . 91 数。7.2 平均耐磨特性氧化膜麦丽某个部位的平均耐磨特性R是以

12、在标准试佯k所得数值作基准来表示，计算公式如下:R=豆豆d 式中:8 被俭试样的耐磨性(见6.3. 7条).S或g;d 被检试样上的检测面j原始膜厚(!II.6. 3. I条),pm; 沌CD平均耐磨特性是个G量荆比值。标准试样的TJ王j耐磨性为IO(见7，I枭)。. . . . ( 2 ) 但J千均耐磨将性这个术语的吉义是指阳极氧化膜的耐磨性沿厚度力向有时能发生变化，因此FH恻量的值0J是整个睽厚的平均性能。7.3 以协议参比试样为基准的试验结果如果喷磨试验足以协议参比试样为基准，那么相对平均耐磨特性Rrel则以百分数来表示.i r算公式如|JZS dr Rrel = -7 X X 100

13、d S, 式中:Sr一协议参比试样的耐磨俭，S或g;dr 协议参比试样检验面上的原始膜厚，ffio所采用的试祥和协议参比试样t的数据，均应为不少于三次测量结果的平均值。8 试验报告试验报侍应包括下列内容a. 试样号;b. 本标准号;c 所用喷磨仪的组号，试验面积喷嘴之间的央角;d. 磨料i位度，所用气体的流速及压强，c. 检测点数及检验面的位置;f. 平均耐磨特性R的计算值，或相对平均耐磨特性Rrel的计算值;g. 试验过程中的哩现象，以及检测面上的特性。卜. ( 3 ) GB/T 1 2967. 1 - 9 I 附录A喷磨试验仪结构(补充件)Al 虽然喷磨仪的结构龙严格的妥求，但-定要符合第

14、4章的-般原则。这里推荐两种比较合适的仪器结构(见八2A3)。A2 囱Al为喷磨仪的基本结构和设计.但它未包括附件、试样和磨料收集箱。图A2为喷嘴的结构。喷嘴般m黄铜和不锈钢ilitJ成，设计上要求喷嘴的耐磨性很强。E贯确与试样成55。角时，其磨速大，最终的喷磨点很明显。吕 75 料斗水镇压力计的N 刻匪。外经，.0土O.1 接盐2U() 坏力t-t的Hd内径 2. ii土O.1 的气iI!啧啧控制闽N制2试样茸样自罔AI喷磨试殴仪的基本结构! 1: GB/T 1 2967. 1 - 91 2.，3 镶度2M。形环队-1l川M,. $ :1 刷出8hVh/777/LJ/L./ /J ,l 巳B

15、 A 2.0士o.1 B2.5士0.01C .0士0.01, 、2-、1/J，、/ JY-vdaq 、，俨户尸、，、/i r 、1飞、三/、, 一芝图A2喷嘴的构造1-1 8 GB/T 12967.1-91 A3 图A3为另一种比较令人满意的喷磨仪的基本结构和设计。制作材料可以任意选择u1.tUiL建议外管(8.5mm)应由玻璃制成。由于外管易损坏影响试验结果的准确性，因此.建议用可拆卸的金属环来固定，以便更换。75 漏斗供科斗山NH.2 压力计挡瞌。-供气口E 盘属茸曹图A3另一种喷磨试验仪的基本结构试验期间，最终喷磨点明恒。对于每一种空气流速，都应选用各归特定的玻璃管n试作与喷II!/Il

16、n J的夹角通常成450，但在本标准中规定为45055。角。l斗RGB!T 1 2967. 1 - 91 附录H耐磨性的分层检验法(补于5件)本附录为测址:钊及相台金阳被氧化膜i甘厚度方向上的各层问的耐磨性，规定种试验h法81 原理在试样的各个部位上进行A系列的不断延长时间的愤磨，最氏的时间为氧化膜完全穿透为止(见日.:. 6条人段后计算瞧!旱各指定深度上的耐磨特性。日2装置采用第4草巾所规定的仪器。时试验步骤83.1 试样83. 1. 1 所周试样的尺寸不小子70mmX70mm，B3. 1. 2 在试样表面t标出612个i式验点的位置，该点沿试撑的l:宽方向的排列问HEi分别为10mm 和2

17、0mm , 83. 1. 3 用涡流测厚仪，按GB4957规定的方法，以直径小于1mm的探头去精确地洲虫每个试验JBLl 的原始膜厚。日3.2 检测日3.2. 1 梭6.3条和6.4条的规定准备好仪器.遵照B3.2. 2B3. 2. 5所述步骤进行测量。83. 2. 2 把试佯二的第4个试验点以正确的角度置于喷嘴之扎进行喷磨亘到氧化膜刚好被磨穿jJ止oi 1;时间.然后把这个时间除以剩F的试验点数，所得值为tmjn 0 83.2.3 以同样的步骤，以tmin的时间喷磨第二点，以2t min的时间顷磨第芝点，以此类推古至各点都试验完毕。记录F各点喷磨所用的碳化硅量。83. 2. 4 所街给定的试

18、验点都喷磨完毕后，取下试样.用软布擦净试验面，按GB4957规定的方法咱精确i娃各个试验部位剩F的膜厚。确认膜厚是否为零时.可借助低压连续探头来证实。B4 结果表示日4.1 ，才每个喷磨点的计算a 磨掉的膜厚，阳，b. 相应的磨损数值.用以F公式计算tK或mK式巾.K喷磨系数;t -P贵磨时间，问m 所用碳化硅质量，g0 日4.2 曲线绘制，以被磨掉的牍厚(微米)为横坐标，以相应的磨损值为纵坐标曲线上各点的斜率为氧化膜该深度层的耐磨特性。注:本月法不适用f厚度小于5m的氧化膜。曲线仨低于该值的那部分可以由接近的那点处外惟得fl何记从这段曲线上得到的结果，往往会与实验结果有定的误差。i斗1:，G

19、B/T 1 2967. 1 - 9 1 附录c标准试样的制备(参考件)C1 耐磨试验用的标准试样应采用抛光铝板或光亮辰延铝板米制备。C2 条件铝牌号，AI99.5(13)，硬化状态:YL标样尺、J;l40mmX70 mm , 标样厚度.OI. 6 mm。C3 脱脂处理可采用弱险洗、电化学抛光、化学抛光。C4 氧化榴液成分硫酸浓度.180土2且/L，铝离f浓度2510s/Lg其余水。C5 阳极氧化条件温度220士O.5C , 电流精度，1. 5土。.1A!dm勺搅拌方式:压缩空气;时间45mn; 膜!早:20+2m。封闭要求z在每升含有1g醋酸锻的去离子水中(pH为5.56. 5).于沸腾情况下封孔60min C6 标准试样在槽iW:中进行氧化时，应呈轴水平，竖直放置。阳极表面保持强烈搅拌，电流应稳定.波动不超过5%。每次氧化的标准试样不超过20块，电解液的体积为每个试样不少于10L. 注;(1)严恪控制阳极氧化条件时，可以制取非常精确的试样，并且还具有较好的重现性。己2)采用本附录c的规定，标准试样的固定偏差为土10%。附加说明本标准由中国有色金属工业总公司提出。本标准由东北轻合金加工厂负责起草。本标准上要起草人高亢之、王子毅。1 S 1