洛阳市质量技术监督检验测试中心 河南省洛阳市 471000
摘要：测量金属家具金属件电镀层厚度、铝合金氧化膜厚度一直是金属家具产品镀层理化性能检验中一个生疏环节，为使检验工作更具有实际可操作性，笔者结合多年来的检测工作实践，对其检测方法进行了探讨。
关键词：金属家具；金属件电镀层；铝合金氧化膜；厚度检测方法；探讨
1、金属家具特点分析
经过金属加工工艺处理之后的金属材料可以在不同程度下呈现出独特的视觉效果，较大程度上提升金属家具的视觉功能效果。在技术与工艺方面，金属家具有着很好的表现。在金属加工、成型、表面涂饰处理方面，现代制造技术进步也很大。这使得金属家具部件的结合更加巧妙、形态更加自由，甚至可以将全钢、全铝制造的椅子打造得非常圆润，从结构到局部都体现“有机形态”。
在金属家具设计中，色彩是非常重要的元素，通过装饰艺术能强化家具形式的视觉感，赋予家具文化内涵。金属家具的表面涂饰工艺多种多样，有绚烂多彩的聚氨酯粉末喷涂、有光泽亮丽的镀铬、有优雅高贵的真空氮化钛和碳化钛镀膜，还有镀钛和粉喷两种及以上色彩的有机结合，而目前国际上流行的镀黑金和镀k金工艺，更是把金属家具的品位和档次推向了一个相当高的境界。
2、金属件电镀层厚度的测量
标准规定的检测方法测量金属家具金属件铬镀层厚度时，是采用GB/T3325-1995《金属家具通用技术条件》中能使铬层局部溶穿的“计时点滴法”。
该标准方法将试件表面除油污后，使试件、试剂、试验器具在20℃～25℃温度下存放至少3h。试验时，试件平放，用0.5mm滴管，将盐酸（比重1.18）滴一滴于铬层表面，自盐酸与铬层反应开始按秒表计时，直至局部铬层溶穿，露出内层为止。根据所需时间查表，得出每秒溶解的铬层厚度k（μm/s），并按下列公式计算：
d=tk
式中，d为铬层厚度μm；t为溶穿铬层所需的时间，s；k为每秒溶解的铬层厚度，μm/s。由于金属家具的电镀层金属件往往为面积较小的试件，且几何形状多为不规则。用“计时点滴法”测量金属件铬镀层厚度时，局部铬层溶穿露出内层所需的时间难以准确掌握。
为使检测数据更为准确可靠，笔者试探讨运用标准中未包含的检测方法，即非标检测方法来进行检测。用非标检测方法初次进行测量时，按照GB6462《金属和氧化物覆盖层横断面厚度显微镜测量方法》，用放大倍数为32～1600倍、放大倍数误差≤5%、分辨力为32倍、型号为XJG-05的大型金相显微镜（经校准带有测微目镜），对金属件铬镀层的局部厚度作横断面显微测量。测量时从待测试件上指定的位置切割一块，镶嵌后，对横断面进行适当的研磨、抛光和浸蚀，用校正过的标尺测量试样覆盖层横断面的厚度。
在以后测量其他试件的铬镀厚度时，以金相显微镜初次测量试件的厚度值作为标准值，该试件作为标准样块。用此标准样块对测量范围在0.0～99.9μm内、分辨力为0.1μm、型号为QuaNix7500的测厚仪进行校准，该测厚仪经校准后，可直接读取数据，避免了再次用镶嵌、研磨、抛光和浸蚀工序，制备显微横断面试样的复杂过程。下面列出五组用标准检测方法与非标检测方法测量金属件电镀层厚度的试验数据，并对其进行比较验证。
3、金属件铝合金氧化膜厚度的测量
标准规定的检测方法测量金属家具金属件铝合金氧化膜厚度时，是采用GB/T3325-1995《金属家具通用技术条件》中能使氧化膜完全溶解的“称重法”。采用“称重法”测量金属家具金属件铝合金氧化膜厚度时，将氧化物镀覆过的金属件用有机溶剂去油或未镀覆过的金属件用前处理去油并经蒸馏水清洗，再干燥后称取其重量，然后退除氧化物镀覆层或镀上氧化物镀覆层，并经清洗干燥后，再称其失去重量或增加重量，由下式计算出金属件氧化物镀覆层的平均厚度：
式中，h为氧化物镀覆层的平均厚度，μm；m1为氧化物镀覆层未溶解时的金属件重量或镀覆后的重量，g；m2为氧化物镀覆层溶解后的金属件重量或镀覆前的重量，g；S为氧化物镀覆层所覆盖部分的表面积，cm2；d为氧化物镀覆层金属的密度，g/cm3。用“称重法”测量金属家具金属件氧化物镀覆层厚度时，往往要求试件要有足够大的面积，使面积大到有一定的重量损失时方会有很精确的数值。并且要求金属件的形状简单、规整，易于计算出氧化物镀覆层所覆盖部分的表面积。
但实际检测情况下，金属家具中氧化物镀覆层金属件的面积一般较小、不够大，几何形状也多为不规整。用“称重法”测量金属件氧化物镀覆层厚度时，试样的重量损失难以获得精确值，覆盖部分的表面积更不易准确计算出来。为使检测工作具有实际可操作性，笔者也试探讨了运用标准中未包含的检测方法，即非标检测方法来进行检测（与测量金属件铬镀层厚度采用的非标方法完全相同）。
下面列出五组用标准检测方法与非标检测方法测量金属件铝合金氧化膜厚度的试验数据，并对其进行比较验证。
3.1试验数据比较
相关的要求同测量金属件铬镀层厚度相同。数据见表2。
表2
3.2检测方法的验证
按统计学方法计算：
式中，d2为各组数据差值的平均值。数据差值的标准偏差
在置信水平95%下，查表得相应的概率接收界限值ta=2.766。标准方法与非标方法两组数据的分布中心
因d2<u02，所以在95%的置信水平下，采用非标方法测量金属件铝合金氧化膜厚度与标准方法无显著差异。
4、结论
1）由上述对检测方法的验证得出：采用非标检测方法（GB6462规定的显微镜法及测厚仪法），测量金属家具金属件的电镀层和铝合金氧化膜厚度，能满足预期用途的要求。
2）在的置信水平下：铬：0.042<1.625d1<u01；氧化膜：0.09<7.68d2<u02。该非标检测方法与标准检测方法无显著差异。因此，用该非标检测方法可测量金属家具中有效表面积大小不同、形状不规则的金属件电镀层和铝合金氧化膜厚度，剔除了按标准检测方法，铬镀层溶穿时间难以准确掌握，氧化物镀覆层表面积不易精确计算出的弊病，弥补了按标准检测方法进行测量的不足。
参考文献：
[1]潘文芳.基于钢管材料的现代金属家具创新设计[J].家具与室内饰，2016，（08）：39-41.
论文作者:,赵向辉,周利虹
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第25期
论文发表时间:2018/11/26
标签：厚度论文; 覆层论文; 测量论文; 非标论文; 氧化物论文; 金属件论文; 检测方法论文; 《建筑模拟》2018年第25期论文;