1、中华人民共和国国家标准铝及铝合金阳极氧化用轮式磨损试验仪测定阳极氧化膜的耐磨性和磨损系数Anodizing of aluminium and aluminium alloys-Measurement of wear resistance and wear index of anodic oxidation coatings with an abrasive wheel wear t四tapparatus GH/T 12967.2 91 牛;标准等同采用国际标准ISO82511987铝及铝合金阳极氧化用轮式磨损试验仪测定阳被氧化膜的耐磨性和磨损系数。阳极氧化膜的耐磨性能与膜的质量及使用情况密切相
2、关。而耐磨性能主要取决于金属成分、膜的厚度、阳极氧化条件和封孔条件v例如，当阳极氧化温度不正常升高时，它对氧化膜质量所产生的影响可通过磨损试验进行鉴别。所以说，耐磨性能是铝及铝合金阳极氧化朦的一个重要质量指标。1 主题内容与适用范围本际准规定f个用轮式磨损试验仪测定铝及铝合金阳极氧化膜的耐磨性及磨损系数的试验方法。本标准适用于阳极氧化膜的厚度不小-f5 ，lm的板片状试样检验。对于阳极氧化膜的黯个居岸以及表层、或任意应运的氧化膜的某一层都可以用本方法测定其耐磨性和磨损系数。;中标准不适用于试样表面凹凸不平的阳极氧化试样的测定。2 引用标准GB 4957 非磁性金属基体上非导电性覆盖层厚度的测定
3、涡流法GB 8015. 铝及铝合金阳极氧化膜厚度的试验方法重量法3 定义应用本标准时使用下列定义。3. 1 标准试样standard test specirnen 按附录A所给条件制备的试样。3. 2协议参比试悻昭reedrefcrence spccimen 按供需双方所认可的条件制备的试样e3. 3 试样tcst specuTIcn 待进行检验的样品。3. 4 双行程(ds) doublc strokc 研院轮所完成的斗欠完整的往复运动。4 原理阳极氧化试梓应在下述条件下进行研磨1日p碳化硅研磨纸带绕在轮的外缘电t样相对创磨纸带111主国家技术监督局1991-06-04批准1992 03 0
4、1实施402 GB/T 1 2967. 2 91 复研磨运动。每完成次往复运动双行程(ds ) J后，研磨轮就转过A个小角度.1f转来个未用过的研磨带部忧，这个新的研磨带部位继续与受检表面相接触。根据氧化l虞厚度;或质娃的减少科J5t便J叶抨其耐磨性或磨损系数。所得结果应与特制的标准试样(见附录的戎协议参比试样的试验结果相比较。阳极氧化膜的总体耐磨性，可用分层检验法检段。其原理为:逐层磨损-直研磨到裸露JA金属基体为止2然后建立个磨损的膜厚和双行程之间的关系图。5 装置5. 1 轮式磨损试验仪5. 1. 1 岚验仪主要111紧向试样的夹县、压板及宣径为50mm的轮子组成。夹具、Lt板使试样仰、
5、悴水平和|叫定。轮子的外缘绕以12mm宽的碳化硅纸带。轮F和试祥之间的力是可变的，变化的1ili为O9 N(500 gf)，精度为士0.05N。5. 1. 2 研磨的方式有两种:一种用固定研磨轮，试样在水平方向作往复运动，轮子与试样表ii之间保持水千接触;另一种是轮F作往复运动，试样是静止的，磨痕均应为30mm长。5. 1. 3 轮子相对滑司u.个双行程后，便向前转过一个小角度，碳化硅纸带便转入一个新的表面。当下个行程时，新的纸带面又和被研磨的表面相接触。400次出后，研磨轮转过4周，此时应更换新的碳化砖纸带。5. 1. 4 双行程的相对速度为每分钟滑动40土2次。y.行程的次数由记数器记录，
6、当达到预定的双行程(最大为400次ds)之后应能自动停机。试样在研磨试验时，其表面应保持龙粉末或磨屑。5.2 研磨纸带5. 2. , 研磨纸带的宽为12mm，碳化硅的粒度为45m(320曰)。它的长度应用IJ好绕在研磨轮1:，不能有接头。纸带可以粘上或用机械法固定。5. 3 涡流仪5. 3. , 检验过程中应采用探头直径不大于12mm的涡流仪测厚，也可用隶量损失法测厚36 试验步骤6. 1 普通硫酸阳极氧化膜的检验6. 1. 1 标准试样按附录A所给条件制备的试样。6. 1. 2 试样6.2. 根据需要和可能，按照试验条款切取大小适宜的待检验佯品G但不能损坏试样的检验表:面。6.2.2 试样的
7、尺寸通常选择为1X b ，mm，50X50(见6.1. 4条儿6. ,. 3 仪器校正6.3. 选择好标准试样的待磨损面、并做上标记。按GB4957所规定的打法，顺着试验阳.用涡1州立测取T，11以上的氧化膜厚度，并计算其平均值矶。6.1.3.2 将标准试样固定在仪器的检测位置上。6.3.3 在研磨轮的外缘上，绕上一回新的碳化硅纸带，按仪器的使用说明.调节研磨轮，保证在规定的研磨宽度内、检验表面的磨损量均匀一致。研磨轮与检验表面之间的力应调到3.92 N 0 6.1.3.4 仪器应运行400次白。采用抽吸、吹风或用细软毛席11妇的方法q保持标准试样的检验面始终不留任何磨屑。6.1.3.5 从仪
8、器上取下标准试样，仔细清扫，去掉那些松散的氧化物，然后根据6.1.3.1条中的方法四IJ)立检验面k的平均膜厚(d, ), 6.3.自由于研磨轮的连续转动，在离检验面的研磨痕端点的3mm处，7711f为特别磨损的部位，冈比在测敢膜厚时15盛开该部位。GB/T , 2967. 2 - 9 , 6.3.7 按6.1.3. 16. !. 3. 5条所规右的步骤，在标准试样的互不重叠的试验J:.至少再进行两次测量。6.3.8 根据测得的平均值，it算标准试样的磨损率(见6.3条), 6. ,. 4 测量6.4. 将待检试样(6.1. 2)咽按6.1. 3条规定的程序进行检验。所用的研磨纸带应与校1F.
9、时使用的纸带是|日1-批次的。6.4.2 如果试样太薄，-pf将其牢牢地粘在A块乎板金属的表面I，然后进行中在验。待检试样的最小尺寸为IX b ，mm，50X20。6. 2 着色阳极氧化膜或硬质阳极氧化膜的检验6. 2. , 按6.1. 3条规定进行最初的试验。6. 2. 2 如果试验面上的膜厚损失小于3m，可以通过调节研哥哥条件，例如I，增加研磨轮与试验表商之间的力，采取较粗的碳化硅纸带;增加双行程的次数等方法进行研磨。6.2.3 除采用分层检验法以外(见6.4条)，研磨条件应调节到运行400次由之后，膜厚的磨损厚度h5士3队ffi，6.2.4 如果采用重量损失方法，应知道士3m的等效质量。
10、等效质量的计算方法可按GB8015. 1的规定进行。6.2.5 接7.5条中的规定计算相对磨损率。6. 3 相对磨损试验6. 3. 1 概述检验阳极氧化膜的耐磨性能时，所采用的检验方法应由供需双方商定。检验结果成与标准试样或协议参比试样的结果相比较。相比方式通常采用相对厚度损失戎相对质量损失。相对磨损率是以对协议参比试样的d分数来表示。6. 3. 2 相对厚度损失6.3.2.1 按6.1. 3条规定进行试验，然后!J!tl定试样与标准试样或协议参比试样上的厚度损失L6.3.2.2 按7.3条规定，计算相对磨损率。6.3.3 相对重量损失6.3.3. 选择好试样的磨损面并做上标记。称取试样重量(
11、lnl )，精确到IjO. 000 I g。按6.1. 3. 1 6.1.3.4条所规定的步骤进行试验。6. 3. 3. 2 把试祥从仪器上取下，刷掉表面上的松散氧化物，重新进行称量(m仆，精确到O.000 1 g, 6.3.3.3 对试样的检验面，最少测量两次，但测点不能重复。6. 3. 3. 4 按6.3.3. 16.3. 3. 2条的规定对标准试样或协议参比试样进行重复检验。并按7町4条的规定计算相对磨损率。注新裸露的氧化腰容易吸附水汽，表现在试样重量增切。因此在大气湿度变化时，会造成每次试验结果有定出差。6. 4 耐磨A陀的分层检验6. 4. , 概述在某些情况下，需要检验阳极氧化膜的
12、沿厚度方向间每层的耐磨性能变化情况，因此必须采用分层检验法迸行检验。6. 4. 2 检测6.4.2. 按6.1.3.1条的规定.测量膜的平均厚度。用定位装置把试样准确地固定在仪器的检验台上，使磨损试验确保在同-民验而上进行研磨。6.4.2.2按6.1.3.3和6.1.3.4条的规定，首次研磨只用2050次双行程(视估iI硬度而注入取F试佯，按6.1. 3. 1条的规定测量试验面上的平均膜厚G-! :; -J GB/T 1 2967. 2 9 1 6.4.2.3 准确地将成样重新安置在仪器七，按6.4.2.2所t见过的步骤.冉选用一定的1吧h何数快解每见i主j。以此类雄，采用适宜的双行程数，层层
13、地重复磨损与测取厚度.ll:到毕底金属问IJ被河、跟jf止乞注;1，尤利1典型脐损试验的间隔条件为.I0，1 oo， 200，400.，800和1200次ds0 j试悖的重新定位是一件困难的工作，甚至使人难以置信。也只耍是在相邻的试歌曲上Ji卡TTZJhflf轩损k敬的u!验.便可达到相闷的日的。因此，这种试验需要较长的时间E6.4.2.4 对F所检测的氧化膜，计算膜厚和耐磨性变化的关系，以及计算耐隅系数和磨损系t必要时，还吁以绘制膜厚和双行程之间的关系图。6.4, 2.5 当需要时，分层检验的结果可与标准试样的结果对比。1 结果表示7. 1 耐磨性耐磨性WII，用磨损每微米氧化膜所需的双行程
14、次数来表示。计算公式如下:400 WR一一一一一d, - d2 式中:fL磨损前的平均j乎度，l1m(见6.1.3.1条); d, 磨损400次d后的平均厚度，m(见6.1.3.5条儿7.2 耐磨系数耐磨系数用lFRC表示，i十算公式如下:W Rt d,s - r., s IVRC 一一-E-L一一二二一WRs 1t -d2t 式巾，WJlt试样的耐磨性，用每微米的双行程次数表示;讥R必S标准试样的耐磨性，用每微米的双行程次数表示， 标准试样磨损前的平均膜厚.(见6.1.3.1条); rl28 标准试样磨损400次d8后的平均厚度m(_IAI.6. 1, 3, 5); djt 试样磨损前的平均
15、膜厚，m(见6.1.3.1条); t 试样磨损400次ls后的平均膜厚，m(见6，1.3.5条)。1 1 ) . ( 2 ) 注耐磨系数是磨损革敬的倒数，是衡量耐磨性能的尺度e系数大于1表示磨损理度小I标准i式样在数小于I茬J、磨损想度大于标准试样。7.3 磨损系数磨损系数用WI表示，计算公式如T;, 式1，111 -试样的磨损卒，!J.m/100dSj Wtt -d?t Wl一工-, -一一LH-s d1sds dlt -,t Wt二iLWs 标准，试样的磨损率. m! 1 00 ds; lV 8 业芒丘-:E ;磨出:在敬是个无量纲的Lt值，它是相对磨损萃的种表JL法。其值大于1时表尽磨损
16、科度大怀附试样，民1i小于1日tt示磨损程度小子标准试样。7. 4 质量磨损系数质垃磨损系数用MWl在凉，计算公式如f，MWt m,t m.,t MWI - -一MlVs 11l Sm,.,s ( 1 ! GB/12967.291 式中MWt 试样的质量主磨损率，mg/l00由3m,t m.,t MH12LIM.V8 标准试样的质量磨损率，mg/1 00 ds ; MWs=旦亏旦28削1I一试样磨损前的平均质量.mg(!;I，6. 3. 3. 1条); 川2t试祥磨损400次d8后的平均质量.mg(见6.3. 3. 2条h1111 S标准试样磨损前的平均质量mg(觅6.3.3.1条); m8
17、标准试样磨损400次d8后的平均质量，mg(见6.3. 3. 2条)。标准试样的质蛙磨损系数为1，注:质量磨损单数是个无纲量的比值，它是相对磨损率的一种表示方法。其值大于1时表示磨损程度大于标准试佯。其值小于l时表示磨损程度小于标准试样。7.5 相对磨损军飞d,a -d，J四CWR=一.X 100 = :一一一X 100 . ( 5 ) d1t - d,t 式中，lVa 协议参比试样的磨损率，m/100ds ; a = d1a -d， 户二的一试样的磨损率.m/100 ds ; dt - d,t wt=474 dl 协议参比试佯磨损前的平均膜厚，md2a一一协议参比试样磨损400次s后的平均膜
18、厚，闹。7.6 相对质量磨损率相对质量磨损率CWRm用百分数来表示，计算公式如下:MlYa _, ，. ffllm?a CWRm=一一.X 100 = .,- ., X 100 MWt . - - - . m1t - m,t 式中MWa 协议参比试样的质量磨损率，mg/l00 ds ; MWa=旦芒旦m.lll一协议参比试祥磨损前的平均质量.mg(6.3. 3. 1条hm?a 协议参比试佯磨损400次ds后的平均质量，mg(见6.3. 3. 2条), 8 试验报告试验报告应包插下列内容:a. 试样及协议参比试悍的选取，b. 本标准号;c f主明所采用的特殊仪器;d. 研磨轮与检验围之间的力以及
19、所采用的研磨介质，e. 试验点数以及试样表面的检测位程$. ( 6 ) t 根据需要，计费耐磨性、耐磨系数、磨损系数、质量磨损系数、榕对磨损率或相对质量磨损率3g 记录有关的试验过程，试样和试验面的特性。I fj t G/T 1 2s 6 7. 2 . 91 附录A标准试样的制备(参考tJAl 耐磨试验用的标准试样应采用抛光铝板或光亮反延铝极来制备。A2 条件铝牌号，A199.5( 13) , 硬化状态Y2，标佯尺寸，140mmX70 mm , 际样厚度，1.O1. 6 mm , A3 脱脂处理后，还可用化学或电化学法进行抛光。A4 氧化槽液成分硫酸浓度，180土2g/L , 铝离子浓度，51
20、0g/L , 其余水。A5 阳极氧化条件温度:20土O.5C , 电流密度，1.5土O.1 A/d时，搅拌方式.压缩空气:时间:45min; 膜)享.20土2m，封闭要求在每升含有Jg醋酸钱的去离子水中(pH为5.56. 5).于沸腾情况下封孔60min c A6 标准试祥在槽液中进行氧化时，应呈轴水平、坚直放置。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10Le洼s严格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悔。采用本附录A的规定，标准试样的偏差为土10%。附加说明:本标准由中国有色金属工业总公司提出。本你准出东北轻合金加工厂负责起草。本标准主要起草人高亢之、王子毅。
