表面粗糙度的評定標(biāo)準(zhǔn)及方法

時間：2021/11/2閱讀：2291

表面粗糙度的評定標(biāo)準(zhǔn)及方法

當(dāng)鋼材表面經(jīng)噴射清理后，就會獲得一定的表面粗糙度或表面輪廓。表面粗糙度可以用形狀和大小來進(jìn)行定性。經(jīng)過噴射清理，鋼板表面積會明顯增加很多，同時獲得了很多的對于涂層系統(tǒng)有利的錨固點(diǎn)。當(dāng)然，并不是粗糙度越大越好，因為涂料必須能夠覆蓋住這些粗糙度的波峰。太大的粗糙度要求更多的涂料消耗量。一般的涂料系統(tǒng)要求的粗糙度通常為 Rz40~75微米。

1．粗糙度的定義

對表面粗糙度的定義有以下幾種：

hy：在取樣長度內(nèi)，波峰到波谷的高度， ISO8503-3（顯微鏡調(diào)焦法）

Ry：在取樣長度內(nèi)，波峰到波谷的高度，ISO8503-4（觸針法）

Ra：波峰和波谷到虛構(gòu)的中心線的平均距離， ISO 3274

Ry5：在取樣長度內(nèi)，五個波峰到波谷高度的算術(shù)平均值，ISO8503-4（觸針法）有關(guān) Rz的表述與 Ry5其實(shí)是相同的，Rz的表述來自于德國標(biāo)準(zhǔn) DIN 4768-1。Ra和 Rz 之間的關(guān)系是 Rz相當(dāng)于 Ra的 4~6倍。

2. 表面粗糙度的評定標(biāo)準(zhǔn)

為了測定鋼板表面粗糙度，不同的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了相應(yīng)的儀器可以使用，測量值以微米（µm）

為單位。

國際標(biāo)準(zhǔn)分 ISO 8503 成五個部分在來說明表面粗糙度：

ISO8503-1：1995表面粗糙度比較樣塊的技術(shù)要求和定義

ISO8503-2：1995噴射清理后鋼材表面粗糙度分級 ―樣板比較法

ISO8503-3：1995 ISO基準(zhǔn)樣塊的校驗和表面粗糙度的測定方法 ―顯微鏡調(diào)焦法

ISO8503-4：1995 ISO基準(zhǔn)樣塊的校驗和表面粗糙度的測定方法，觸針法

ISO8503-5：2004表面輪廓的復(fù)制膠帶測定法

我國的國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 13288-91《涂裝前鋼材表面粗糙度等級的評定（比較板塊法）》，參照 ISO8503所制訂。

3. 比較樣塊法評定表面粗糙度

在涂裝現(xiàn)場較為常用的粗糙度評定方法是比較樣塊法。常用的粗糙度比較塊有英國易高elcometer125，荷蘭TQC LD2040、LD2050以及英國PTE R2006、R2007等。

ISO 8503-1比較樣塊有四部分，分別用鋼砂（樣塊 G）和鋼丸（樣塊 S）噴射處理過，在比較樣塊的背面分別帖有標(biāo)簽S和G來進(jìn)行區(qū)分（表1）。

表 1 ISO表面粗糙度度比較樣塊的名義值和公差

粗糙度樣塊	部位	名義值 a/µm	公差/µm
	1	25	3
鋼砂（G）噴射	2	60	10
鋼砂（G）噴射	3	100	15
	4	150	20
	1	25	3
鋼丸（S）噴射	2	40	5
	3	70	10
	4	100	15

注：a.當(dāng)使用顯微鏡調(diào)焦法（ ISO 8503-3）時，其名義讀數(shù)為 hy，當(dāng)使用觸針法（ ISO8503-4）時，其名義讀數(shù)為 Ry5.

GB/T13288將涂裝前鋼材表面經(jīng)磨料噴、拋丸清理后形成的表面粗糙度分為細(xì)、中和粗三個粗糙度等級（細(xì)細(xì)級和粗粗級作為粗糙度等級以外的延伸，工業(yè)一上般不使用），這些等級分別由文字和標(biāo)準(zhǔn)比較樣塊來定義，粗糙度參數(shù)為 GB3505中的輪廓高度值 Ry。粗糙度等級級別的劃分見表 2。

表 2 GB/T13288 粗糙度等級級別的劃分

級別	代號	定義	粗糙度參數(shù)值 Ry
級別	代號	定義	丸狀磨料	棱角狀磨料
細(xì)細(xì)		鋼材表面所呈現(xiàn)的粗糙度小于樣塊 1所呈現(xiàn)的粗糙度	<25	<25
細(xì)	F	鋼材表面所呈現(xiàn)的粗糙度等同于樣塊 1與樣塊 2所呈現(xiàn)的粗糙度之間	25~＜40	25~＜60
中	M	鋼材表面所呈現(xiàn)的粗糙度等同于樣塊 2所呈現(xiàn)的粗糙度，或介于樣塊 2和樣塊 3所呈現(xiàn)的粗糙度之間	40~＜70	60-＜100
粗	C	鋼材表面所呈現(xiàn)的粗糙度等同于樣塊 3所呈現(xiàn)的粗糙度，或介于樣塊 3和樣塊 4所呈現(xiàn)的粗糙度之間	70~＜100	100~＜150
粗粗 1）		鋼材表面所呈現(xiàn)的粗糙度等同于或大于樣塊所呈現(xiàn)的粗糙度	≥100	≥150

使用 ISO8503-1或 GB/T13288比較樣塊進(jìn)行粗糙度評定時，可以用目測和指劃表面來比較樣塊與噴射處理表面，必要時，也可使用不大于 7倍的放大鏡來幫助判斷。

4. 復(fù)制膠帶法評定粗糙度

ISO ISO8503-5：2004《表面輪廓的復(fù)制膠帶測定法》，NACE RP0287《磨料噴射清理鋼板表面輪廓現(xiàn)場測量--復(fù)制膠帶》，以及 ASTM D4417方法 C，可以有效地測量出表面粗糙度的具體數(shù)值，表面粗糙度可用復(fù)制膠帶進(jìn)行測量，復(fù)制膠帶是由 Testex 公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。通常使用二種類型的膠帶：粗級，用于測量 0.8mils至 2.0mils(20µm至 50µm)的表面粗糙度；特粗級，用于測量 1.5mils至 4.5mils(38µm至 114µm)的表面粗糙度。

通常在一定的區(qū)域內(nèi)要測量三點(diǎn)，這樣可以看出粗糙度是否均勻，以及求得其平均值。檢測程序：

（1）待測量表面清除灰塵和噴砂用磨料等雜質(zhì)；

（2）選擇合適帶有一塊不可壓縮聚酯薄膜 (Mylar)和可壓縮泡沫塑料小方塊的復(fù)制膠帶，黏貼在噴砂清理過的表面上，暗的一面朝下，掀起一角以備撕除；

（3）來回刮平貼緊上面的圓形部分，用一個硬的圓形摩擦工具，例如：攪酒棒，將泡沫緊壓在噴砂清理過的表面上，待其均勻呈現(xiàn)暗色，形成實(shí)際表面粗糙度的確切的反壓印復(fù)制品；

（4）將膠帶從表面上除去，用測微計測量泡沫和塑料膜的厚度。測微計的讀數(shù)減去Mylar薄膜的厚度50µm (2mils)即為表面粗糙度的讀數(shù)。

5. 觸針法評定表面粗糙度

觸針法測量的是表面峰頂?shù)焦鹊椎母叨?，至少測量5個點(diǎn)以上取平均值。常用的粗糙度儀有英國易高Elcometer123，Elcometer224，荷蘭TQC SP1560，美國Defelsko PosiTector SPG以及英國PTE R1006。測量最準(zhǔn)確的方式是復(fù)制膠帶法，但觸針法測量方便，直接讀數(shù)且無需額外的耗材，成本較低，因此也是的一種方法。

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