磁性涂層測厚儀新國家標(biāo)準(zhǔn):GB∕T 4956-2003

磁性基體上非磁性覆蓋層

覆蓋層厚度測量：磁性法

GB∕T4956-2003/ISO2178：1982代替GB/T5946-1985

此標(biāo)準(zhǔn)2003年-10-29日國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布，2004年05-01實(shí)施。

前言

本標(biāo)準(zhǔn)等同采用ISO2178:1982《磁性基體上非磁性彼蓋層覆蓋層厚度測量磁性法》（英文版）。

本標(biāo)準(zhǔn)代替GB/T4956-1985《磁性金屬基體上非磁性覆蓋層厚度測量磁性方法》。

本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)ISO2178:1982作如下編輯性修改:

a)用“本標(biāo)準(zhǔn)”代替“本國際標(biāo)準(zhǔn)”；

b)取消了國際標(biāo)準(zhǔn)的前言，

c)為便于使用，引用了采用國際標(biāo)準(zhǔn)的國家標(biāo)準(zhǔn);

d)增加了規(guī)范性引用文件。

本標(biāo)準(zhǔn)由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。

本標(biāo)準(zhǔn)由全國金月與非金腳反蓋層標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)負(fù)貴起草單位:武漢材料保護(hù)研究所.

本標(biāo)準(zhǔn)參加起草單位:浙江樂清市新豐企業(yè)有限公司。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:喻暉、鐘立暢、馮水春、賈建新、鄭秀林.

本標(biāo)準(zhǔn)所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布悄況為:

一一GB/T4956-1985。

磁性基體上非磁性覆蓋層

覆蓋層厚度測量：磁性法

1、范圍

本標(biāo)準(zhǔn)艦定了使用磁性測厚儀無損測量磁性基體金屬上非磁性覆蓋層(包括釉瓷和搪瓷層)厚度的方法。

本方法僅適用于在適當(dāng)平整的試樣上的測量，非磁性基體上的鎳覆蓋層厚度測量優(yōu)先采用GB/T13744規(guī)定的方法。

2、規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有

的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用干本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究

是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

GB/T12334金屬和其他非有機(jī)覆蓋層關(guān)于厚度測量的定義和一般規(guī)則(idtISO2064)

GB/T13744磁性和非磁性基體上鎳電鍍層厚度的測量(eqvISO2361)

3、原理

磁性測厚儀測量永久磁鐵和基體金屬之間的磁引力，該磁引力受到覆蓋層存在的影響；或者測量穿過覆蓋層與基體金屬的磁通路的磁阻。

4、影響測量準(zhǔn)確度的因素

下列因素可能影響覆蓋層厚度測量的準(zhǔn)確度。

4.1覆蓋層厚度

測量準(zhǔn)確度隨覆蓋層厚度的變化取決于儀器的設(shè)計(jì)。對(duì)于薄的覆蓋層，其測量準(zhǔn)確度與覆蓋層的厚度無關(guān)，為一常數(shù)；對(duì)于厚的覆蓋層，其測量準(zhǔn)確度等于某一近似恒定的分?jǐn)?shù)與厚度的乘積。

4.2基體的磁性

基體金屬磁性的變化能影響磁性法厚度的測量。為了實(shí)際應(yīng)用的目的，可認(rèn)為低碳鋼的磁性變化是不重要的。為了避免各不相同的或局部的熱處理和冷加工的影響，儀器應(yīng)采用性質(zhì)與試樣基體金屬相同的金屬校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片進(jìn)行校準(zhǔn)；可能的話，最好采用待鍍覆的零件作標(biāo)樣進(jìn)行儀器校準(zhǔn)。

4.3基體金屬厚度

對(duì)每一臺(tái)儀器都有一個(gè)基體金屬的臨界厚度。大于此臨界厚度時(shí)，金屬基體厚度增加，測量將不受基體金屬盡度增加的影響。臨界厚度取決于儀器測頭和基體金屬的性質(zhì)，除非創(chuàng)造商有所規(guī)定，臨界厚度的大小應(yīng)通過試驗(yàn)確定。

4.4邊緣效應(yīng)

本方法對(duì)試樣表面的不連續(xù)敏感，因此，太靠近邊緣或內(nèi)轉(zhuǎn)角處的測量將是不可靠的，除非儀器專門為這類測量進(jìn)行了校準(zhǔn)。這種邊緣效應(yīng)可能從不連續(xù)處開始向前延伸大約20mm，這取決于儀器本身。

注：針對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)。測量不確定度定義為:采用正確校準(zhǔn)和正確使用的儀器而得到的不確定的測量結(jié)果。

4.5曲率

試樣的曲率影響測量。曲率的影響因儀器制造和類型的不同而有很大差異，但總是隨曲率半徑的減小而更為明顯。

如果在使用雙極式測頭儀器時(shí)，將兩極匹配在平行于圓柱體軸向的平面內(nèi)進(jìn)行測量或匹配在垂直于圓柱體軸向的平面內(nèi)進(jìn)行測量，也可能得到不同的讀數(shù)。如果單極式測頭的前端磨攝不均勻也能產(chǎn)生同樣的結(jié)果。

因此，在彎曲試樣上進(jìn)行測量可能是不可靠的，除非儀器為這類測量作了專門的校準(zhǔn)。

4.6表面粗糙度

如果在粗糙表面上的同一參比面（見GB/T12334)內(nèi)測得的一系列數(shù)值的變動(dòng)范圍明顯超過儀器固有的重現(xiàn)性，則所需的測量次數(shù)至少應(yīng)增加到5次。

4.7基體金屬機(jī)械加工方向

使用具有雙極式測頭或已不均勻磨損的單極式測頭儀器進(jìn)行測量，可能受磁性基體金屬機(jī)械加工(如軋制》方向的影響，讀數(shù)隨測頭在表面上的取向而異。

4.8剩磁

基體金屬的剩磁可能影響使用周定磁場的測厚儀的測量值，但對(duì)使用交變磁場的磁阻型儀器的測量的影響很小(見6.7)。

4.9班場

強(qiáng)磁場，例如各種電器設(shè)備產(chǎn)生的磁場，能嚴(yán)重地干擾使用固定磁場的測厚儀的工作(見6.7)。

4.10外來附著塵埃

儀器測頭必須與試樣表面緊密接觸。因?yàn)檫@些儀器對(duì)妨礙測頭與覆蓋層表面緊密接觸的外來物質(zhì)敏感。應(yīng)檢查測頭前端的清潔度.

4.11覆蓋層的導(dǎo)電性

某些磁性測厚儀的工作擬率在200hz~2000hz之間，在這個(gè)頻率范圍內(nèi)，高導(dǎo)電性厚覆蓋層內(nèi)產(chǎn)生的渦流，可能影響讀數(shù)。

4.12測頭壓力

施加于測頭電極上的壓力必須適當(dāng)、恒定，使軟的覆蓋層都不致變形。另一方面，軟的覆蓋層可用金屬箔覆蓋住再測量，然后從測量值中減去金屬箔的厚度，如果測量磷化膜也有必要這樣操作。

4.13測頭取向

與地球重力場有關(guān)，應(yīng)用磁引力原理的測厚儀測得的讀數(shù)可能受磁體取向的影響。因此，儀器測頭在水平或倒置的位置上進(jìn)行的測量，可能需要分別進(jìn)行校準(zhǔn)，或可能無法進(jìn)行。

5、儀器的校準(zhǔn)

5.1概述

每臺(tái)儀器在使用前，都應(yīng)按制造商說明用一些適當(dāng)?shù)男?zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片進(jìn)行校準(zhǔn).或采用比較法進(jìn)行校準(zhǔn)，即從這些標(biāo)準(zhǔn)片中選出一種對(duì)其進(jìn)行磁性法測厚，同時(shí)對(duì)其采用涉及該特定覆蓋層的有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的方法測厚，然后將測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。對(duì)于不能校準(zhǔn)的儀器，其與名義值的偏差應(yīng)通過與校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片的比較來確定，而且所有的測量都要將這個(gè)偏差考慮進(jìn)去。

儀器在使用期間，每隔一段時(shí)間應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)。應(yīng)對(duì)第4章中所列舉的因素和第6章中所規(guī)定的程序給予適當(dāng)?shù)淖⒁狻?/p>

5.2校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片

厚度均勻的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片可以片或悄的形式，或者以有覆蓋層的標(biāo)準(zhǔn)片的形式提供使用。

5.2.1校準(zhǔn)箔

注:本條中“箔”這個(gè)詞指非磁性金屬的或非金屬的箔或片。

因?yàn)殡y以保證良好接觸，所以通常建議不用箔來校準(zhǔn)磁引力原理的測厚儀，但在對(duì)采取的必要的預(yù)備措施作出了規(guī)定的某些情況下，箔還是適用的。箔通常能用于校準(zhǔn)其他類型的儀器。

對(duì)于校準(zhǔn)曲面，箱有獨(dú)到之處，而且比有覆蓋層的標(biāo)準(zhǔn)片適用得多。

為了遭免測量誤差，應(yīng)保證箔與基體金屬緊密接觸，如果可能的話，應(yīng)避免采用具有彈性的箔。

校準(zhǔn)箔易形成壓痕，應(yīng)經(jīng)常更換。

5.2.2有覆蓋層的標(biāo)準(zhǔn)片

有覆蓋層的標(biāo)準(zhǔn)片由基休金屬以及與基體金屬牢固結(jié)合的厚度已知而且均勻的覆蓋層構(gòu)成。

5.3校準(zhǔn)

5.3.1校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片的基體金屬應(yīng)具有與試樣的基體金屬相似的表面粗糙度與磁性能。建議將從無覆蓋層的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片的基體金屬上得到的讀數(shù)與從無覆蓋層的試樣上得到的讀數(shù)作比較，以確認(rèn)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片的適用性。

5.3.2在某些情況下.必須將測頭再旋轉(zhuǎn)90℃來核對(duì)儀器的校準(zhǔn)(見4.7和4.8)。

5.3.3如果試樣基體金屬的厚度沒有超過4.3中所定義的臨界厚度，則試樣和校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片二者的基體金屬厚度必須相同。

通?？梢杂米銐蚝竦南嗤饘賹⑿?zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片或試樣的基體金屬墊起，以使讀數(shù)與基體金屬的厚度無關(guān)。

5.3.4如果待測覆蓋層的考曲狀態(tài)使之不能靠平面方式校準(zhǔn)時(shí)，則有覆蓋層的標(biāo)準(zhǔn)片的曲率或防置校準(zhǔn)箔的基體的曲率，應(yīng)與待測試樣的曲率相同。

6、測量程序

6.1概述

遵照制造商的說明去操作每臺(tái)儀器，對(duì)第4章中列舉的因素給予相應(yīng)的注意。

在每次儀器投人使用時(shí)，以及在使用中每隔一定時(shí)間，都要在測量現(xiàn)場對(duì)儀器的校準(zhǔn)進(jìn)行核對(duì)(參見第5章)，以保證儀器的性能正常。

必須，守下列注意事項(xiàng)。

6.2基體金屬厚度

檢查基體金屬厚度是否超過臨界厚度，如果沒有，應(yīng)采用5.3.3中所敘述的襯墊方法，或者保證已經(jīng)采用其有與試樣相同厚度和磁性能的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片進(jìn)行過儀器校準(zhǔn)。

6.3邊緣效應(yīng)

不要在靠近不連續(xù)的部位如靠近邊緣、孔洞和內(nèi)轉(zhuǎn)角等處進(jìn)行測量，除非為這類測量所作的校準(zhǔn)的有效性已經(jīng)得到了證實(shí)。

6.4曲率

不要在試樣的彎曲表面上進(jìn)行測量，除非為這類測量所作的校準(zhǔn)的有效性已經(jīng)得到了證實(shí)。

6.5讀數(shù)的次數(shù)

由于儀器的正常波動(dòng)性，因而有必要在每一測量面(亦見GB/T12334)內(nèi)取數(shù)個(gè)讀數(shù)。覆蓋層厚度的局部差異可能也要求在參比面內(nèi)進(jìn)行多次測量；表面粗糙時(shí)更是如此。

磁引力類儀器對(duì)振動(dòng)敏感，應(yīng)當(dāng)舍棄過高的讀數(shù)。

6.6機(jī)樁加工方向

如果機(jī)械加工方向明顯地影響讀數(shù)，則在試樣上進(jìn)行測量時(shí)應(yīng)使測頭的方向與在校準(zhǔn)時(shí)該測頭所取的方向一致。如果不能做到這樣。則在同一測量面內(nèi)將測頭每旋轉(zhuǎn)90℃，增做一次測量，共做作四次。

6.7剩磁

使用固定磁場的雙極式儀器測量時(shí)，如果基體金屬存在剩磁，則必須在互為180℃的兩個(gè)方向上進(jìn)行測量。

為了獲得可靠結(jié)果，可能需要消去試樣的磁性。

6.8表面清潔度

在測量前，應(yīng)除去試樣表面上的任何外來物質(zhì)，如灰塵、油脂和腐蝕產(chǎn)物等，但不能除去任何覆蓋層材料。在測量時(shí)，應(yīng)避開存在難于除去的明顯缺陷，如焊接或釬焊焊荊、酸蝕斑、浮渣或氧化物的部位。

6.9鉛覆蓋層

如果使用磁引力型儀器，鉛覆蓋層可能會(huì)粘在磁體上。涂一層很薄的油膜通常將提高測量的重現(xiàn)性；但在使用拉力型儀器測量時(shí)，應(yīng)該擦去過量的油，使表面實(shí)際上呈現(xiàn)干燥狀態(tài)。除鉛覆蓋層之外，其他覆蓋層都不應(yīng)涂油。

6.10技巧

測厚的結(jié)果可能取決于操作者的技巧。例如，施加在測頭上的壓力或在磁體上施加平衡力的速率將會(huì)因人而異。由將實(shí)施測量的同一操作者來對(duì)儀器作校準(zhǔn)，或使用恒定壓力測頭，這些措施能減少或最大限度地降低這類影響。在某些場合，若不采用恒定壓力測頭，則極力推薦使用測量架。

6.11測頭定位

儀器測頭應(yīng)垂直放置于試樣表面測量點(diǎn)上；對(duì)一些磁引力型儀器這是必要的，但是對(duì)另一些儀器，則要求將測頭略徽傾斜，并選擇獲得最小讀數(shù)的傾斜角。在光滑表面上測量時(shí)，若所得的結(jié)果隨傾斜角發(fā)生明顯變化，則可能測頭已模式。需要更換。

如果在水平或倒置的位置上采用磁引力型儀器進(jìn)行測量，面測量裝置沒有在重心處得到支撐，則應(yīng)分別在水平或倒置的位置上校準(zhǔn)儀器。

7、準(zhǔn)確度要求

儀器的校準(zhǔn)和操作應(yīng)使覆蓋層厚度能測準(zhǔn)到真實(shí)厚度的±10%或1.5um以內(nèi)，兩個(gè)值取其較大的(見第5章)。本方法有較好的準(zhǔn)確度。