如何判斷噴涂四氟后的工件固化效果是否達標?
判斷噴涂四氟(聚四氟乙烯,PTFE)后工件的固化效果是否達標,需結合涂層的物理性能、化學性能及外觀狀態(tài)綜合評估,核心是驗證涂層是否形成均勻、致密、結合牢固的穩(wěn)定結構。以下是具體的判斷方法和標準:
一、外觀質量檢測(基礎指標)
固化效果達標的涂層首先需滿足外觀無明顯缺陷,這是直觀判斷的第一步:
目視檢查:
涂層表面應均勻、光滑,無氣泡、針孔、縮孔、裂紋、起皮或局部露底(未覆蓋基底)。
無明顯流掛、堆積或凹陷(尤其邊角、焊縫等復雜部位),表明固化過程中涂層熔融流平良好。
顏色均勻一致(通常為白色或半透明,特殊改性四氟可能有其他顏色),無局部發(fā)黃、發(fā)灰(發(fā)黃可能因固化溫度過高導致降解,發(fā)灰可能因雜質混入或固化不完全)。
二、物理性能檢測(核心指標)
1. 附著力測試(關鍵指標,判斷涂層與基底的結合強度)
劃格法(GB/T 9286-1998):
用劃格刀在涂層表面劃十字網格(網格大小根據涂層厚度選擇,如涂層厚度≤60μm 時,劃 1mm×1mm 網格;>60μm 時劃 2mm×2mm 網格),深度需直達基底。
用 3M 膠帶(或等效膠帶)緊密粘貼網格區(qū)域,然后以 90° 角快速撕離膠帶,觀察涂層脫落情況:
0 級:網格邊緣無任何脫落,為合格;
1 級及以上(邊緣少量脫落、網格內局部脫落):附著力不足,固化不達標(可能因固化溫度不足或基底處理不當)。
拉開法(GB/T 5210-2006):
用膠粘劑將拉拔頭粘在涂層表面,固化后通過拉力試驗機測試涂層與基底的剝離強度,四氟涂層合格標準通!3MPa(具體需參考產品要求)。
2. 硬度與耐磨性測試
鉛筆硬度法(GB/T 6739-2006):
用不同硬度的鉛筆(如 HB、2H、4H)在涂層表面以 45° 角輕劃,觀察涂層是否被劃傷,合格的四氟涂層硬度通!2H(固化完全的涂層分子排列緊密,硬度更高)。
耐磨性測試:
用 Taber 耐磨儀(或等效設備)測試,在一定載荷(如 500g)下經規(guī)定轉數(如 1000 轉)后,涂層磨損量應≤規(guī)定值(通!5mg,具體看工況要求),磨損量過大可能因固化不完全導致涂層結構疏松。
3. 厚度均勻性檢測
用涂層測厚儀(磁性或渦流法)在工件不同區(qū)域(至少 5 個點,包括平面、邊角、曲面)測量厚度,合格標準為:
厚度偏差≤±10%(如設計厚度 50μm,實測應在 45~55μm 之間);
無局部過。ㄒ讓е路雷o性能不足)或過厚(可能因固化時流平不良,內部存在應力)。
三、化學性能與穩(wěn)定性檢測(驗證使用可靠性)
1. 耐腐蝕性測試
浸泡試驗:
將工件浸入目標介質(如強酸、強堿、有機溶劑,根據實際工況選擇)中,在規(guī)定溫度(如 25℃或工作溫度)下浸泡 24~72 小時,取出后觀察:
涂層無鼓泡、開裂、變色或溶解;
基底無腐蝕(通過劃叉后觀察叉口是否生銹驗證)。
例如:在 10% 鹽酸中浸泡 24 小時,涂層無異常,即為合格(固化完全的四氟分子鏈穩(wěn)定,耐化學性優(yōu)異)。
耐溫性測試:
四氟涂層長期使用溫度為 - 200~260℃,短期可耐 300℃。將工件置于高溫烘箱(如 260℃)中保持 24 小時,冷卻后檢查:
涂層無開裂、起皮、變色(輕微變色但無結構破壞可接受);
再次測試附著力,下降幅度≤10%(固化不完全的涂層高溫下易軟化,附著力驟降)。
2. 密度與致密度檢測
密度法:通過排水法測量涂層密度,固化完全的四氟涂層密度應接近 2.1~2.3g/cm³(未完全固化的涂層因內部含有未熔融顆粒或氣泡,密度偏低)。
滲透性測試:用高壓水槍(0.3MPa 壓力)向涂層表面噴射 30 分鐘,或進行真空檢漏,觀察背面是否滲水 / 漏氣,合格涂層應完全不滲透(致密度不足會導致介質滲透至基底,引發(fā)腐蝕)。
四、工藝參數追溯(輔助判斷)
固化效果與工藝參數直接相關,可通過追溯固化過程記錄輔助驗證:
固化溫度曲線:四氟涂層通常需在 370~390℃下燒結(不同廠家配方可能略有差異),且需保證工件整體溫度均勻(溫差≤±5℃),保溫時間足夠(如 1~3 小時,根據厚度調整)。若溫度低于 360℃或保溫不足,易導致固化不完全;溫度超過 400℃則可能引發(fā)四氟降解,導致涂層性能下降。
升溫速率:升溫過快可能導致涂層內部應力集中,出現開裂,合格工藝應采用階梯式升溫(如室溫→100℃→200℃→380℃,每階段保溫一段時間)。
綜合判斷標準
只有同時滿足以下條件,才能判定固化效果達標:
外觀無缺陷,厚度均勻;
附著力≥3MPa(拉開法)或達到 0 級(劃格法);
硬度≥2H,耐磨性符合設計要求;
耐介質浸泡、耐高溫測試無異常;
固化工藝參數(溫度、時間、升溫速率)符合廠家規(guī)定。