划格法附着力测定步骤
技术概述
划格法附着力测定是一种广泛应用于涂层、电镀层、阳极氧化层等表面处理层与基材之间结合强度评估的标准测试方法。该方法通过在待测涂层表面使用专用刀具按照规定的间距划出一定数量的网格切口,穿透涂层直至基材表面,然后根据涂层从网格中脱落的情况来评定附着力等级。划格法因其操作简便、结果直观、成本较低等特点,成为涂料行业、汽车制造、航空航天、家用电器等领域质量控制和产品验收的重要手段。
划格法附着力的测定原理基于应力集中效应。当刀具在涂层表面划出网格时,切口边缘会产生应力集中,如果涂层与基材之间的结合力不足,涂层就会在网格交叉点或边缘处发生剥落。通过观察剥落面积占网格总面积的百分比,结合标准规定的评级图谱,可以定量或定性地评价涂层的附着性能。该方法不仅能够反映涂层与基材的结合质量,还能间接反映表面预处理工艺、涂装工艺及固化条件的合理性。
目前,划格法附着力测定已被多个国际和国家标准所规范,主要包括ISO 2409《色漆和清漆 划格试验》、ASTM D3359《用胶带试验测定附着力》以及GB/T 9286《色漆和清漆 漆膜的划格试验》等。这些标准对刀具类型、划格间距、划格次数、胶带选择、评定方法等技术细节均作出了明确规定,确保了检测结果的准确性和可比性。在实际检测过程中,严格执行标准规定的操作步骤是获得可靠测试结果的前提条件。
检测样品
划格法附着力测定适用于多种类型的涂层样品,包括但不限于溶剂型涂料涂层、水性涂料涂层、粉末涂料涂层、电泳涂层、电镀层、化学镀层、热喷涂涂层以及阳极氧化膜等。样品的基材可以是金属(如钢铁、铝合金、铜合金、镁合金等)、塑料(如ABS、PP、PC等)、木材、复合材料或玻璃等。不同基材和涂层类型的组合对划格参数的选择有不同的要求。
在进行划格法附着力测定前,样品需要满足一定的制备和状态调节要求。样品表面应平整、清洁、干燥,无油污、灰尘、水渍或其他污染物。样品尺寸应足以容纳规定数量的网格切口,一般建议最小尺寸为50mm×50mm,以确保能够进行多次平行测试。对于形状复杂的样品,应选择相对平整的区域进行测试,或在同批次、同工艺的随炉试片上进行检测。
样品的涂层厚度是影响划格法测试参数选择的重要因素。根据相关标准的规定,涂层厚度在60μm以下时,划格间距一般为1mm;涂层厚度在61μm至120μm之间时,划格间距为2mm;涂层厚度在121μm至250μm之间时,划格间距为3mm;涂层厚度超过250μm时,划格间距为5mm。因此,在样品接收和检测前,准确测量涂层厚度是确定划格参数的必要步骤。样品的存放环境也会影响测试结果,通常要求样品在温度23±2℃、相对湿度50±5%的标准条件下状态调节至少24小时,以消除环境因素对涂层性能的影响。
检测项目
划格法附着力测定涉及的核心检测项目是涂层与基材之间的附着力等级评定。根据相关标准的规定,附着力等级通常采用0级至5级的分级方法,其中0级表示附着力最好,涂层在切口交叉处无任何剥落;5级表示附着力最差,涂层剥落面积超过网格面积的65%。具体的等级划分标准如下:
- 0级:切口边缘完全光滑,网格内无任何剥落,附着力优异。
- 1级:切口交叉处有少量涂层碎片剥落,剥落面积小于5%,附着力良好。
- 2级:切口边缘或交叉处有涂层剥落,剥落面积占网格面积的5%至15%,附着力中等。
- 3级:涂层沿切口边缘部分或全部剥落,剥落面积占网格面积的15%至35%,附着力较差。
- 4级:涂层沿切口边缘大面积剥落,剥落面积占网格面积的35%至65%,附着力差。
- 5级:剥落面积超过网格面积的65%,甚至整个网格内的涂层全部剥落,附着力极差。
除了附着力等级评定外,划格法检测还可观察和分析涂层剥落的形态和特征。例如,涂层是沿切口边缘呈片状剥落,还是在网格交叉点呈点状剥落;剥落后暴露的是基材表面还是中间涂层;剥落的涂层碎片大小和形状如何等。这些辅助信息有助于分析附着力不良的原因,为改进涂装工艺提供参考依据。
在一些特殊应用场合,检测项目还可能包括不同环境条件下的附着力变化评估。例如,经过盐雾试验、湿热试验、冷热循环试验或人工加速老化试验后的附着力测定,用于评价涂层在环境因素作用下的附着力保持率。此外,对于多层涂层系统,还可以分别测定各层之间的层间附着力,以评估涂层体系的整体结合性能。
检测方法
划格法附着力测定的标准操作步骤包括样品准备、划格操作、胶带粘贴与剥离、结果评定四个主要环节。每个环节都需要严格按照标准规定执行,以确保检测结果的准确性和可重复性。以下是详细的检测步骤:
第一步:样品准备与状态调节
接收样品后,首先检查样品的外观质量,确认涂层表面无明显缺陷。测量涂层厚度,根据厚度确定划格间距参数。将样品置于标准环境条件(温度23±2℃,相对湿度50±5%)下进行状态调节,时间不少于24小时,使样品与环境达到热湿平衡。对于有特殊要求的样品,如经特定环境暴露后的样品,应按照相关标准或客户要求进行处理。
第二步:划格操作
划格是整个检测过程的核心环节,需要使用专用的划格刀具在涂层表面形成标准网格。首先,根据涂层厚度选择合适的刀具刀刃间距(1mm、2mm、3mm或5mm)。将刀具垂直于样品表面,施加均匀的压力,以稳定的速度划出第一组平行切口,确保切口穿透涂层到达基材。然后,将样品旋转90度,以同样的方式划出第二组平行切口,两组切口交叉形成正方形网格。标准要求每个方向划切次数根据刀刃数量确定,单刃刀具每个方向划切6次形成7条切口,多刃刀具根据刀刃数量确定划切次数,使形成的网格不少于25个(5×5网格)。划格完成后,使用毛刷或软毛清除切口的碎屑,注意不要损坏网格边缘。
第三步:胶带粘贴与剥离
选择符合标准要求的胶带,一般推荐使用粘接力为(10±1)N/25mm的压敏胶带。将胶带平整地贴覆在网格区域上,用手指或橡皮辊在胶带背面来回碾压,确保胶带与涂层表面充分接触、无气泡。胶带粘贴长度应超出网格区域至少20mm,便于后续剥离操作。胶带粘贴后静置1至2分钟,使胶带粘接达到稳定状态。然后,在胶带自由端施加拉力,以接近60度的角度,在0.5至1秒内平稳地将胶带从样品表面撕下。胶带剥离方向应平行于切口方向。
第四步:结果观察与等级评定
胶带剥离后,立即在良好照明条件下观察网格区域的涂层状况。可以使用放大镜(通常为2至3倍放大倍数)辅助观察。对照标准规定的等级图谱或文字描述,根据涂层剥落的面积和形态评定附着力等级。建议从不同位置进行至少三次平行测试,取最差结果作为最终评定结果。如果三次测试结果差异较大,应分析原因并增加测试次数。最后,将网格区域的涂层状况、评定等级及相关观察结果记录于检测报告中,必要时可附照片说明。
在整个检测过程中,需要注意以下技术要点:划格刀具应保持锋利,钝刀会导致切口不整齐,影响测试结果;划格时压力要适中,压力过小可能未穿透涂层,压力过大可能损伤基材表面;胶带质量对测试结果有重要影响,应使用经过验证的标准胶带;环境温湿度会影响胶带的粘接性能,应严格控制测试环境条件;对于硬质或脆性涂层,可能需要采用软毛刷清洁或调整划格参数。
检测仪器
划格法附着力测定所需的仪器设备相对简单,主要包括划格刀具、涂层测厚仪、放大镜或显微镜、胶带等。以下是各类仪器设备的具体要求和选择原则:
划格刀具
划格刀具是进行划格试验的核心工具,按刀刃数量可分为单刃刀具和多刃刀具。单刃刀具具有一个刀刃,需要多次划切才能形成网格,适用于不规则表面或小面积区域的测试,灵活性较高但操作耗时较长。多刃刀具具有多个平行排列的刀刃,常见的有6刃和11刃两种,一次划切即可形成多条平行切口,效率较高,适用于大面积、规则表面的测试。刀刃间距有1mm、2mm、3mm、5mm等规格,需根据涂层厚度选择。刀刃材质一般为高速钢或硬质合金,要求硬度高、耐磨性好。刀具应定期检查刀刃锋利程度,及时更换或打磨,确保切口质量。部分刀具配有导向装置或支架,有助于保持划切角度和压力的稳定。
涂层测厚仪
涂层测厚仪用于测量涂层厚度,是确定划格间距参数的前提。常用的涂层测厚仪有磁感应式(适用于磁性基材上的非磁性涂层)、涡流式(适用于非磁性金属基材上的绝缘涂层)和超声波式(适用于各种基材上的涂层测厚)等类型。选择测厚仪时,应考虑基材类型、涂层类型、测量范围和精度要求。测量时应在样品多个位置进行测试,取平均值作为涂层厚度。测厚仪应定期校准,确保测量结果的准确性。
放大镜或显微镜
用于观察网格区域涂层剥落情况的辅助设备。一般要求放大倍数为2至3倍,照明条件良好。部分实验室配备带照明装置的台式放大镜或体视显微镜,便于观察和拍照记录。对于精细涂层或需要更详细观察的情况,可以使用更高倍数的显微镜。
胶带
胶带是划格法测试的重要材料,其粘接性能直接影响测试结果。标准一般规定使用粘接力为(10±1)N/25mm的半透明压敏胶带,胶带宽度通常为25mm。胶带应在规定的温湿度条件下储存,避免阳光直射和高温环境,防止粘接性能变化。使用前应检查胶带的有效期和外观状态,过期或变质的胶带不得使用。同一批样品建议使用同一卷或同一批次的胶带,以减少胶带性能差异带来的影响。
辅助设备和耗材
- 标准温湿度环境箱或环境室:用于样品状态调节和测试环境控制。
- 秒表或计时器:用于控制胶带粘贴时间和剥离时间。
- 毛刷或气吹:用于清洁网格区域的碎屑。
- 橡皮辊或压辊:用于碾压胶带,确保与涂层表面充分接触。
- 照相机或图像采集系统:用于记录网格区域状态,附于检测报告。
应用领域
划格法附着力测定作为一种经典且通用的涂层性能测试方法,在众多行业领域得到广泛应用。以下是主要的应用领域介绍:
涂料与涂装行业
涂料生产企业和涂装加工企业是划格法附着力测定的主要应用者。在涂料研发阶段,通过划格试验评价不同配方涂料的附着性能,筛选最优配方;在涂料生产过程中,进行批次质量检验,确保产品符合标准要求;在涂装施工后,对涂层进行质量验收,检验涂装工艺的执行质量。划格法是涂料行业最常用的附着力测试方法之一,几乎所有的涂料产品标准和技术规范都规定了划格法附着力指标。
汽车制造行业
汽车车身涂层的附着力直接影响整车的防腐性能和外观质量。在汽车制造过程中,对电泳底漆、中涂漆、面漆、清漆等各层涂层进行划格法附着力测试,是质量控制的重要环节。此外,汽车零部件如保险杠、轮毂、内饰件等的涂层也需要进行附着力检测。汽车行业标准对涂层附着力有严格要求,划格法是常用的检测方法之一。
家用电器行业
家用电器的金属外壳、塑料外壳及各类零部件表面通常涂覆有装饰性或功能性涂层。这些涂层需要经受长期使用中的擦拭、摩擦、温湿度变化等考验,良好的附着力是保证产品使用寿命和外观品质的基础。冰箱、洗衣机、空调、微波炉等家电产品的外壳涂层均需要进行附着力检测,划格法因其简便快捷而被广泛采用。
航空航天行业
航空航天领域对涂层的附着力有极高的要求,因为涂层脱落可能导致严重后果。飞机蒙皮涂层、发动机部件涂层、航天器表面涂层等都需要进行严格的附着力测试。虽然航空航天领域也采用其他附着力测试方法如拉开法,但划格法因其能够反映涂层的局部附着性能,仍是重要的检测手段之一。
金属表面处理行业
电镀、化学镀、阳极氧化、磷化等金属表面处理工艺的目的是在金属表面形成具有特定性能的镀层或转化膜,而镀层与基材的结合强度是评价处理工艺质量的关键指标。划格法适用于多种金属镀层的附着力测试,是金属表面处理行业常规的质量检验项目。
建筑材料行业
建筑用铝型材、彩钢板、装饰板材等产品表面的涂层需要进行附着力检测,以确保产品在户外环境中的耐久性。门窗型材、幕墙板材、屋顶材料等建筑产品的标准中通常规定了涂层附着力要求,划格法是常用的检测方法。
电子电气行业
电子电气产品中的印制电路板阻焊层、元器件表面涂层、机箱机柜涂层等需要进行附着力测试。特别是在高温高湿环境测试、焊接耐热性测试等可靠性试验后,通过划格法评价涂层附着力的变化,是电子电气产品可靠性评估的重要内容。
常见问题
问题一:划格法附着力测定步骤的检测周期是多久?
划格法附着力测定步骤的检测周期一般为7-15个工作日。实际检测周期会受到多种因素的影响,包括检测项目的数量、样品数量、检测方法的复杂程度、实验室的工作安排等。如果仅需进行单一样品的常规划格法附着力测试,检测周期通常较短;如果需要进行大批量样品测试,或在特定环境条件处理后进行附着力测定,或者需要结合其他检测项目一起进行,检测周期会相应延长。此外,客户如果有特殊的时效要求,可以提前与检测机构沟通加急安排,在条件允许的情况下可以缩短检测周期,但需注意加急服务可能会影响检测成本。
问题二:划格法附着力测定步骤的检测价格是多少?
划格法附着力测定步骤的检测价格受多种因素影响,主要包括检测项目的具体要求、采用的检测方法标准、样品的数量和尺寸、是否需要进行前处理或特殊环境处理、检测周期的要求等。不同的应用领域和客户需求对检测的深度和广度有不同的要求,相应的检测成本也会有所差异。例如,仅需进行常温条件下的划格法测试与需要进行盐雾、湿热等环境处理后再进行附着力测试,其检测内容和成本是不同的。为了获取准确的检测报价,建议客户提供详细的检测需求信息,与检测机构的客服人员进行沟通,由专业人员根据实际情况进行评估并提供正式的报价方案。
问题三:划格法附着力测定步骤测试需要什么资质?
划格法附着力测定步骤测试要求检测机构具备相应的技术能力和资质条件。我们旗下拥有CMA(检验检测机构资质认定)和CNAS(中国合格评定国家认可委员会认可)资质,具备开展划格法附着力测定的能力和资格。我们的技术团队由经验丰富的专业检测人员组成,熟悉各类涂层材料的特性和检测标准要求,能够为客户提供专业、准确的检测服务。实验室配备了符合标准要求的划格刀具、涂层测厚仪、标准胶带等仪器设备,并建立了完善的质量管理体系,确保检测过程规范、数据可靠。我们能够根据客户的具体需求,选择适用的标准方法进行检测,并提供客观、公正的检测结果。
问题四:划格法附着力测定中如何选择合适的划格间距?
划格间距的选择主要依据涂层厚度。根据GB/T 9286和ISO 2409标准的规定:涂层厚度在60μm及以下时,划格间距为1mm;涂层厚度在61μm至120μm时,划格间距为2mm;涂层厚度在121μm至250μm时,划格间距为3mm;涂层厚度超过250μm时,划格间距为5mm。正确选择划格间距对于获得准确的测试结果至关重要。间距过小可能导致网格过密,应力过于集中,结果偏严;间距过大则可能降低测试的灵敏度,难以发现轻微的附着缺陷。因此,在测试前必须准确测量涂层厚度,作为选择划格间距的依据。
问题五:划格法附着力测定结果不合格可能有哪些原因?
划格法附着力测定结果不合格的原因可能涉及多个方面。首先是基材表面处理不当,如除油不彻底、表面粗糙度不足、预处理膜质量差等,导致涂层与基材的结合力下降。其次是涂料质量问题,如涂料配方不合理、涂料变质、固化剂比例不当等。再次是涂装工艺问题,如涂装环境温湿度不达标、涂层干燥或固化条件不当、涂层厚度不均匀或过厚等。此外,涂层在储存或使用过程中受到环境因素(如紫外线、湿热、化学介质等)的侵蚀,也可能导致附着力下降。当检测结果不合格时,应从上述各方面进行排查分析,找出根本原因并采取针对性的改进措施。
问题六:划格法与拉开法附着力测试有什么区别?
划格法和拉开法是两种常用的涂层附着力测试方法,各有特点。划格法是通过刀具在涂层表面划出网格,利用胶带剥离来评价附着力,属于定性或半定量的方法,操作简便、设备简单、成本较低,适用于各种形状的样品,但只能反映涂层的局部附着性能,结果受操作因素影响较大。拉开法是通过将专用夹具粘接在涂层表面,用拉力机垂直拉伸直至涂层与基材分离,以拉伸强度值作为附着力指标,属于定量方法,结果更为客观准确,但需要专用设备,操作较为复杂,对样品形状有一定要求,且可能因粘接剂渗透或涂层内聚破坏影响结果准确性。选择哪种方法应根据检测目的、样品特性、标准要求和设备条件等因素综合考虑。
问题七:划格法附着力测试对胶带有什么特殊要求?
胶带是划格法附着力测试中的重要材料,其性能直接影响测试结果。标准对胶带的要求主要包括以下几个方面:粘接力要求通常为(10±1)N/25mm,即每25mm宽度的胶带粘接力在9至11N范围内;胶带宽度通常为25mm,便于操作和保证足够的粘接面积;胶带应为半透明材质,便于测试后观察胶带上粘附的涂层碎片;胶带应具有良好的柔韧性,能够与涂层表面紧密贴合;胶带应在规定的温湿度条件下储存,防止粘接性能变化。使用不符合要求的胶带可能导致测试结果偏差,如粘接力过低可能无法粘下附着力较差的涂层,粘接力过高可能导致附着力良好的涂层也被粘下,影响评定结果的准确性。