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电镀铝车轮镀层性能及其测试标准
来源:diandu360
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作者:chinacaw
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发布时间: 2020-03-17
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镀层结合力是指镀层与基体金属的结合强度，即单位面积的镀层从基体金属上剥离所需要的力。镀层结合力不好 ，多数原因是镀前处理不良所致;另外，镀液成分与工艺规范不当或基体金属与镀层金属的热膨胀系数悬殊，均对 镀层结合力有明显影响。 评定镀层与基体金属结合力通常采用定性测量法，它以镀层金属和基体金属的物理机 械性能不同为基础，即当试样经受不均匀变形、热应力和外力的直接作用后，检查镀层是否有结合不良的现象。
1. 1 镀层附着力试验 按ASTM B 571标准的要求进行镀层附着力试验(通常包括锉刀试验、磨锯试验、划线 划格试验等)时，铜–镍–铬复合镀层不能起皮、剥落。
1. 2 反向锯刀试验 按GM264M附录A的规定进行反向锯刀试验时，镀层与底材以及镀层之间不允许有翘起或剥 落。
1. 3 热循环试验(TCT) GM264M中规定电镀铝车轮必须通过热循环试验，试验按下列步骤进行： 步骤 1──CASS试验至少66 h; 步骤2──(−30 ± 1.5) °C，1 h; 步骤3──(25 ± 5) °C，15 min; 步骤4──(85 ± 1.5) °C，1 h(车轮置于具有空气循环的烤箱内); 步骤5──(25 ± 5) °C， 15 min; 步骤6──步骤2至步骤5组成一个热循环，重复3次热循环，即总共做4个循环，每个循环后均需检验车 轮，车轮必须无变形、龟裂、起泡、丝状裂纹，要求镀层与底材的结合力以及各镀层之间的结合力良好。
2. 镀层厚度 GM4260P中规定的镀层厚度测量方法有破坏检测法与非破坏检测法两类，其中破坏检测法有金相显 微法(ASTM B 487)、干涉测量法、质量–面积法、电化学法(ASTM B 504)等多种方法，非破坏检测法有磁性 法、涡流法、X射线光谱法(ASTM B 568)等等。测量时至少应在有代表性的部位(图1中的区域A和B)测量3个以上 厚度，计算其平均值作为厚度测量结果。电镀铝车轮A、B区域的镀层厚度不得低于如下要求：铬层厚度≥0.25 μm，镍层厚度≥40 μm，铜层厚度≥15 μm，镀层总厚度≥50 μm。
3. 镀层的耐盐雾性 var cpro_psid ="u2572954"; var cpro_pswidth =966; var cpro_psheight =120; 电镀 铝车轮的耐盐雾性是指镀层对盐雾侵蚀的抵抗能力。作为耐腐蚀试验之一的耐盐雾试验方法，包括中性盐雾(NSS) 试验、醋酸盐雾(ASS)试验和铜加速醋酸盐雾(CASS)试验。中性盐雾试验被认为是评定与海洋气氛关系密切的材料 其有关性质的最有效方法;而醋酸盐雾试验和铜加速醋酸盐雾试验这两种方法被认为更适于钢或锌基压铸件上的装 饰性镀铬、镉以及化学处理的铝上的磷化或阳极氧化等。所以GM264M中的3.2.1规定“电镀车轮必须按 ASTM B 368标准进行CASS试验(铜加速的醋酸盐雾试验)，且66 h后在指定表面(图1中的区域A和B)不允许有腐 蚀现象”;而对于次要表面(图1中的区域C、D和E)，则规定“在66 h的CASS试验后，按GM9102P所要求的，在空气 吹干后表面不允许有划痕、剥离、剥落和大于1 mm的小泡”。
4. 多层电镀镍的厚度和电位差 ASTM B 764《多层镍镀层中单层的同步厚度和电化学电势测定方法(STEP试验 )》是对覆盖层厚度测量阳极溶解库仑法(ISO 2177)的改进，也叫阳极溶解或电化学退镀法。试验所得到的数据 显示于如图2所示的记录图上，此图是以镍层厚度(退镀时间)为X轴，以镍层的毫伏值(电位)为Y轴的标绘图。各层 的厚度(或时间差)在曲线上逐级阶或分段测定，而电化学电位差则由Y轴上曲线幅度的变化来确定。曲线有一小的分段或级阶发生于镍层厚度约3 μm处，然后在厚度约14 μm处出现较大的级阶，最后在约 36 μm处出现大的电位变化。曲线的第一部分代表厚度为3 μm的闪镀镍，其后为11 μm 厚的光亮镍和22 μm厚的半光亮镍。从半光亮镍层的毫伏读数中减去光亮镍层的毫伏读数便可得到两者之间的电化学电位差。图2 中，光亮镍730 mV，半光亮镍875 mV，两者的差值为145 mV，即光亮镍比半光亮镍负145 mV。
5. 镀层 孔隙率的测定 镀层的孔隙是指从镀层表面直达基体金属的细小孔道，孔隙的大小影响镀层的防护能力。GM264M 要求腐蚀试验后应根据ASTM B 456规定的两种方法测定不连续铬镀层单位面积上镍封颗粒数： (1) 用 Dubpernell镀铜的方法测定镀铬层中不连续点的数目(ASTM B 456附件X4)，要求微孔数应有10 000 个/cm2。 (2) 在腐蚀试验后测定活化点的数目(ASTM B 456附件X5)，要求活化点的数目为2 000个/cm2。 允许在CASS试验后和测试活化点前脱去铬镀层。
6. 镀层内应力的测定 电镀后，镀层产生的内应力使阴极薄片向阳极弯曲(张应力)或背向阳极弯曲(压应力)。 一般来说，镀层总是有内应力的，它的存在将影响镀层的性能。比如，镀层应力较高会导致细薄柔软的被镀制件( 或铸件本身)变形;而对于粗厚、不易变形的制件，则会造成镀层裂纹、起泡、剥落等现象。在外力作用下，镀层 的内应力还会降低制件的抗疲劳强度和加速应力腐蚀断裂，这些都直接影响产品的质量。镀层内应力的测定采用 ASTM B 636推荐的螺旋计法。试验测得电镀铝车轮的铜和镍镀层的宏观内应力不大，一般在±100 MPa范围内
1. 1 镀层附着力试验 按ASTM B 571标准的要求进行镀层附着力试验(通常包括锉刀试验、磨锯试验、划线 划格试验等)时，铜–镍–铬复合镀层不能起皮、剥落。
1. 2 反向锯刀试验 按GM264M附录A的规定进行反向锯刀试验时，镀层与底材以及镀层之间不允许有翘起或剥 落。
1. 3 热循环试验(TCT) GM264M中规定电镀铝车轮必须通过热循环试验，试验按下列步骤进行： 步骤 1──CASS试验至少66 h; 步骤2──(−30 ± 1.5) °C，1 h; 步骤3──(25 ± 5) °C，15 min; 步骤4──(85 ± 1.5) °C，1 h(车轮置于具有空气循环的烤箱内); 步骤5──(25 ± 5) °C， 15 min; 步骤6──步骤2至步骤5组成一个热循环，重复3次热循环，即总共做4个循环，每个循环后均需检验车 轮，车轮必须无变形、龟裂、起泡、丝状裂纹，要求镀层与底材的结合力以及各镀层之间的结合力良好。
2. 镀层厚度 GM4260P中规定的镀层厚度测量方法有破坏检测法与非破坏检测法两类，其中破坏检测法有金相显 微法(ASTM B 487)、干涉测量法、质量–面积法、电化学法(ASTM B 504)等多种方法，非破坏检测法有磁性 法、涡流法、X射线光谱法(ASTM B 568)等等。测量时至少应在有代表性的部位(图1中的区域A和B)测量3个以上 厚度，计算其平均值作为厚度测量结果。电镀铝车轮A、B区域的镀层厚度不得低于如下要求：铬层厚度≥0.25 μm，镍层厚度≥40 μm，铜层厚度≥15 μm，镀层总厚度≥50 μm。
3. 镀层的耐盐雾性 var cpro_psid ="u2572954"; var cpro_pswidth =966; var cpro_psheight =120; 电镀 铝车轮的耐盐雾性是指镀层对盐雾侵蚀的抵抗能力。作为耐腐蚀试验之一的耐盐雾试验方法，包括中性盐雾(NSS) 试验、醋酸盐雾(ASS)试验和铜加速醋酸盐雾(CASS)试验。中性盐雾试验被认为是评定与海洋气氛关系密切的材料 其有关性质的最有效方法;而醋酸盐雾试验和铜加速醋酸盐雾试验这两种方法被认为更适于钢或锌基压铸件上的装 饰性镀铬、镉以及化学处理的铝上的磷化或阳极氧化等。所以GM264M中的3.2.1规定“电镀车轮必须按 ASTM B 368标准进行CASS试验(铜加速的醋酸盐雾试验)，且66 h后在指定表面(图1中的区域A和B)不允许有腐 蚀现象”;而对于次要表面(图1中的区域C、D和E)，则规定“在66 h的CASS试验后，按GM9102P所要求的，在空气 吹干后表面不允许有划痕、剥离、剥落和大于1 mm的小泡”。
4. 多层电镀镍的厚度和电位差 ASTM B 764《多层镍镀层中单层的同步厚度和电化学电势测定方法(STEP试验 )》是对覆盖层厚度测量阳极溶解库仑法(ISO 2177)的改进，也叫阳极溶解或电化学退镀法。试验所得到的数据 显示于如图2所示的记录图上，此图是以镍层厚度(退镀时间)为X轴，以镍层的毫伏值(电位)为Y轴的标绘图。各层 的厚度(或时间差)在曲线上逐级阶或分段测定，而电化学电位差则由Y轴上曲线幅度的变化来确定。曲线有一小的分段或级阶发生于镍层厚度约3 μm处，然后在厚度约14 μm处出现较大的级阶，最后在约 36 μm处出现大的电位变化。曲线的第一部分代表厚度为3 μm的闪镀镍，其后为11 μm 厚的光亮镍和22 μm厚的半光亮镍。从半光亮镍层的毫伏读数中减去光亮镍层的毫伏读数便可得到两者之间的电化学电位差。图2 中，光亮镍730 mV，半光亮镍875 mV，两者的差值为145 mV，即光亮镍比半光亮镍负145 mV。
5. 镀层 孔隙率的测定 镀层的孔隙是指从镀层表面直达基体金属的细小孔道，孔隙的大小影响镀层的防护能力。GM264M 要求腐蚀试验后应根据ASTM B 456规定的两种方法测定不连续铬镀层单位面积上镍封颗粒数： (1) 用 Dubpernell镀铜的方法测定镀铬层中不连续点的数目(ASTM B 456附件X4)，要求微孔数应有10 000 个/cm2。 (2) 在腐蚀试验后测定活化点的数目(ASTM B 456附件X5)，要求活化点的数目为2 000个/cm2。 允许在CASS试验后和测试活化点前脱去铬镀层。
6. 镀层内应力的测定 电镀后，镀层产生的内应力使阴极薄片向阳极弯曲(张应力)或背向阳极弯曲(压应力)。 一般来说，镀层总是有内应力的，它的存在将影响镀层的性能。比如，镀层应力较高会导致细薄柔软的被镀制件( 或铸件本身)变形;而对于粗厚、不易变形的制件，则会造成镀层裂纹、起泡、剥落等现象。在外力作用下，镀层 的内应力还会降低制件的抗疲劳强度和加速应力腐蚀断裂，这些都直接影响产品的质量。镀层内应力的测定采用 ASTM B 636推荐的螺旋计法。试验测得电镀铝车轮的铜和镍镀层的宏观内应力不大，一般在±100 MPa范围内
