专利名称：基材表面涂覆的干燥涂层厚度的测量方法
技术领域：
本发明涉及涂覆于基材表面上干燥涂层厚度的测量方法。
背景技术：
在基材表面涂覆上一定厚度的涂层，并经烘烤干燥，既能够赋予材料表面适当的色彩，增加美观，从而起到装饰作用；又能够在一定程度上把基材与外界的腐蚀介质隔绝开来，减少蚀损，从而起到延长使用寿命作用。因而，这一技术得到了十分广泛的应用，尤其在彩涂钢板、彩涂铝板领域。为了保证涂层的性能能够满足材料的使用领域、使用环境、使用寿命等的需要，必须控制涂层保持适当的厚度。涂层厚度太厚，将会造成昂贵的涂层材料的浪费；涂层厚度太薄，将会导致涂层因过早蚀损、失效乃至报废而使材料不能满足使用需要。因此，在涂覆有干燥涂层的材料的生产和使用过程中，需要对涂覆的干燥涂层厚度进行测量，以便将涂覆的干燥涂层厚度控制在适当的范围内。当前，干燥涂层厚度的测量可分为非破坏涂层(又称传感器法)和涂层破坏两类方法。非破坏涂层类方法包括磁性测厚法、超声波测厚法、激光测厚法等。该类方法的基本原理是使用传感器探测出基材在涂覆涂层前后有关信号的变化，并通过模数转换和数据处理从而得出被测涂层的厚度。涂层破坏类方法包括千分尺法、显微镜法、DJH法等。千分尺法就是使用千分尺测量被测试样在同一部位干燥涂层去除前与后的厚度，涂层去除前的厚度与涂层去除后的厚度差即为被测试样干燥涂层厚度。显微镜法就是用足够放大倍数的带有标尺的显微镜直接观察干燥涂层的垂直断面，并直接读出干燥涂层厚度。DJH公司开发的钻孔破坏式显微镜法，该方法就是先使用钻孔机在涂覆有干燥涂层的试样上钻出一个穿过涂层的锥形凹坑，并使该锥形凹坑的侧面与水平面的角度保持为5° 42'38"，然后试样被放置在显微镜下拍摄锥形凹坑的图像，在高分辨率显示器下观察，并通过数据处理软件对图像进行处理，从而获得涂层厚度数据。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于涂覆于基材表面上干燥涂层厚度的测量方法。为解决上述技术问题，本发明提供的基于涂覆于基材表面上干燥涂层厚度的测量方法包括如下步骤
步骤一、切削涂层，通过使用涂层切削装置在试样表面切削涂覆的涂层至基材表面，使涂层被切削面与基材表面形成一定的夹角A ；
步骤二、显微摄影，通过显微摄影装置放大涂层被切削部位，并获取清晰的涂层被切削面至基材表面的垂直投影照片；
步骤三、图像传输，显微摄影装置所拍摄到的涂层被切削面至基材表面的垂直投影照片通过数据传输线输入数据处理装置；
步骤四、数据处理，通过计算机软件对显微摄影装置所拍摄的涂层被切削面至基材表面的垂直投影照片数据进行处理，获得涂层厚度数据。数据处理过程如下:首先用与被测试样涂层厚度近似的已知涂层厚度为a的标准试样进行上述步骤一 步骤三操作，在拍摄的涂层被切削面至基材表面的垂直投影照片上截取若干点，测量涂层表面到基材表面的距离，由各点测量值可以计算得出标准试样涂层厚度的测量平均值b。标准试样涂层厚度标准值与测量平均值之比为比例系数II，S卩Il =a/b。然后对被测试样进行上述步骤一 步骤三操作，在拍摄的涂层被切削面至基材表面的垂直投影照片上截取若干点，测量涂层表面到基材表面的距离，由各点测量值可以计算得出被测试样涂层厚度的测量平均值b’。由于在此过程中，涂层切削装置切削涂层的刀具刃部保持不变，因而，标准试样与被测试样的涂层表面被切削面与基材表面形成的夹角A相同。由此得出:
被测试样的涂层实际厚度a’ =被测试样涂层厚度的测量平均值b’ X比例系数η 其中，比例系数Π =标准试样涂层厚度标准值a/标准试样涂层厚度测量平均值b 也即:
被测试样的涂层实际厚度a’ = b’ X a/b，其中: a为标准试样涂层厚度标准值； b为标准试样涂层厚度测量平均值； b’为被测试样涂层厚度的测量平均值。由于标准试样涂层厚度标准值a为已知，标准试样涂层厚度测量平均值b和被测试样涂层厚度的测量平均值b’可以测量得知，从而可以计算得出被测试样的涂层实际厚度
B ο
下面结合附图对本发明做详细说明。图1为涂层切削装置上的刀具切削涂覆有干燥涂层的试样时的剖面图，切削涂层的刀具刃部使涂层被切削面与基材表面形成一定的夹角。图2为涂层切削装置在标准试样上所切削涂层部位的垂直断面。图3为涂层切削装置在被测试样上所切削涂层部位的垂直断面。
具体实施例方式下面结合具体实施实例，进一步阐述本发明。实施例1
一种基于涂覆于基材表面上干燥涂层厚度的测量方，包括如下步骤:
步骤一、切削涂层，通过使用涂层切削装置在试样表面做高速旋转运动，使涂层切削装置上的刀具刃部切削涂覆的涂层至基材表面，在试样表面形成一个倒锥形凹坑，使涂层被切削面(即倒锥形侧面)与基材表面形成一定的夹角A ；
步骤二、显微摄影，通过显微摄影装置放大涂层被切削部位，拍摄试样表面倒锥形凹坑部位，并获取清晰的涂层被切削面至基材表面的垂直投影照片；
步骤三、图像传输，显微摄影装置所拍摄到的涂层被切削面至基材表面的垂直投影照片通过数据传输线输入数据处理装置； 步骤四、数据处理，通过计算机软件对显微摄影装置所拍摄的涂层被切削面至基材表面的垂直投影照片数据进行处理，获得涂层厚度数据。数据处理过程如下:首先用与被测试样涂层厚度近似的已知涂层厚度为a的标准试样进行上述步骤一 步骤三操作，在拍摄的涂层被切削面至基材表面的倒锥形凹坑的垂直投影照片上截取若干点，测量涂层表面到基材表面的距离，由各点测量值可以计算得出标准试样涂层厚度的测量平均值b。标准试样涂层厚度标准值与测量平均值之比为比例系数Π，即n=a/b。然后对被测试样进行上述步骤一 步骤三操作，在拍摄的涂层被切削面至基材表面的倒锥形凹坑的垂直投影照片上截取若干点，测量涂层表面到基材表面的距离，由各点测量值可以计算得出被测试样涂层厚度的测量平均值b’。由于在此过程中，涂层切削装置切削涂层的刀具刃部保持不变，因而，标准试样与被测试样的涂层被切削面与基材表面形成的夹角A相同。由此得出:
被测试样的涂层实际厚度a’ =被测试样涂层厚度的测量平均值b’ X比例系数η 其中，比例系数Π =标准试样涂层厚度标准值a/标准试样涂层厚度测量平均值b 也即:
被测试样的涂层实际厚度a’ = b’ X a/b，其中: a为标准试样涂层厚度标准值； b为标准试样涂层厚度测量平均值； b’为被测试样涂层厚度的测量平均值。由于标准试样涂层厚度标准值a为已知，标准试样涂层厚度测量平均值b和被测试样涂层厚度的测量平均值b’可以测量得知，从而可以计算得出被测试样的涂层实际厚度
B ο
权利要求
1.一种基材表面涂覆的干燥涂层厚度测量方法，包括如下步骤: 步骤一、切削涂层，通过使用涂层切削装置在试样表面切削涂覆的涂层至基材表面，使涂层被切削面与基材表面形成一定的夹角A ； 步骤二、显微摄影，通过显微摄影装置放大涂层被切削部位，并获取清晰的涂层被切削面至基材表面的垂直投影照片； 步骤三、图像传输，显微摄影装置所拍摄到的涂层被切削面至基材表面的垂直投影照片通过数据传输线输入数据处理装置； 步骤四、数据处理，通过计算机软件对显微摄影装置所拍摄的涂层被切削面至基材表面的垂直投影照片数据进行处理，获得涂层厚度数据，其特征在于， 所述数据处理过程如下:首先用与被测试样涂层厚度近似的已知涂层厚度为a的标准试样进行上述步骤一 步骤三操作，在拍摄的涂层被切削面至基材表面的垂直投影照片上截取若干点，测量涂层表面到基材表面的距离，由各点测量值可以计算得出标准试样涂层厚度的测量平均值b，标准试样涂层厚度标准值与测量平均值之比为比例系数il，g卩il=a/b;然后对被测试样进行上述步骤一 步骤三操作，在拍摄的涂层被切削面至基材表面的垂直投影照片上截取若干点，测量涂层表面到基材表面的距离，由各点测量值可以计算得出被测试样涂层厚度的测量平均值b’，被测试样的涂层实际厚度a’ =被测试样涂层厚度的测量平均值b’ X比例系数η。
全文摘要
本发明提供一种基于涂覆于基材表面上干燥涂层厚度的测量方法，包括如下步骤步骤一、切削涂层，通过使用涂层切削装置在试样表面切削涂覆的涂层至基材表面，使涂层被切削面与基材表面形成一定的夹角A；步骤二、显微摄影，通过显微摄影装置放大涂层被切削部位，并获取清晰的涂层被切削面至基材表面的垂直投影照片；步骤三、图像传输，显微摄影装置所拍摄到的涂层被切削面至基材表面的垂直投影照片通过数据传输线输入数据处理装置；步骤四、数据处理，通过计算机软件对显微摄影装置所拍摄的涂层被切削面至基材表面的垂直投影照片数据进行处理，获得涂层厚度数据。
文档编号G01B11/06GK103075972SQ20121057695
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者张振国 申请人:马钢(集团)控股有限公司, 马鞍山钢铁股份有限公司