第六章表面粗糙度及检测
第一节概述
用任何方法获得的零件表面，都不会绝对的光滑平整，总会存在着由较小间距的峰和谷组成的微观高低不平。这种加工表面上具有的微观几何形状误差称为表面粗糙度。它主要是在加工过程中，由于刀具切削后留下的刀痕、切屑分离时的塑性变形、工艺系统中存在高频振动及刀具和零件表面之间的磨擦等原因所形成的。表面粗糙度对零件的功能要求、使用寿命、可靠性及美观程度均有直接的影响。为了正确地测量和评定零件表面粗糙度，自从1956年颁布了第一个表面光洁度标准JB 50-56以来，我国对表面粗糙度国家标准已进行了多次修订，现在实施的相关标准主要有GB/T3505-2000《产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法表面结构的术语、定义及参数》（代替GB/T3505-2000）、GB/T1031-2009《产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值》（代替GB/T 1031-1995）、GB/T 10610-2009《产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法评定表面结构的规则和方法》（代替GB/T 10610-1998）、GB/T131-2006《产品几何技术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表示法》（代替GB/T 131-1993《机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法》）、GB/T 6062-2009《产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法接触（触针）式仪器的标称特性》（代替GB/T 6062-2002）。本章将对上述标准的主要内容进行介绍。
一、表面粗糙度轮廓的界定
物体与周围介质分离的表面称为实际表面。为了研究零件的表面结构，通常用垂直于零件实际表面的平面与该零件实际表面相交所得到的轮廓作为评估对象。该轮廓称为表面轮廓，它是一条轮廓曲线，如图6.1所示。
图6.1零件的实际表面与表面轮廓
加工以后形成的零件的实际表面一般处于非理想状态，其截面轮廓形状是复杂的，同时存在各种几何形状误差。一般说来加工后零件的实际轮廓总是包含着表面粗糙度轮廓、波纹度轮廓和宏观形状轮廓等构成的几何误差，它们叠加在同一表面上，如图6.2所示。
表面形状误差、表面粗糙度、表面波纹度之间的界定，通常按表面轮廓上相邻两波峰或波谷之间的距离，即按波距的大小来划分，或按波距与峰谷高度的比值来划分。一般来说，波距小
于1mm，大体呈周期性变化的属于表面粗糙度范围；波距在1～10 mm之间呈周期性变化的属于表面波纹度范围；波距大于10 mm的属于表面宏观形状误差范围。
图6.2 零件表面轮廓的组成（λ—波长）
二、表面粗糙度对零件使用性能的影响
零件表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面粗糙度的大小对零件的使用性能和使用寿命有很大影响，尤其对高温、高速、高压条件下工作的机械零件其影响更大，主要表现在以下几个方面：（一）对耐磨性的影响
具有微观几何形状误差的两个表面只能在轮廓峰顶处接触，一般来说，相互运动的两个零件表面越粗糙，两配合表面之间的实际有效接触面积就越小，导致单位面积上压力增大，表面磨损加剧；表面越粗糙，摩擦系数就越大，摩擦阻力越大，因摩擦而消耗的能量也越大，零件的磨损也越快。因此降低零件表面粗糙度，可以减少摩擦损失，提高传动效率，延长机器的使用寿命。但是，如果表面粗糙度值要求过小，零件的表面过于光滑，一方面会增加制造成本，另一方面由于配合表面过于光洁，加大了接触表面金属分子间的吸附力，且不利于润滑油的储存，容易使相互配合的工作面间形成半干摩擦甚至干摩擦，反而使摩擦系数增大，使金属接触面产生胶合磨损而损坏。
（二）对配合性质稳定性的影响
对于有配合要求的零件表面，表面上的微小波峰被去掉后，它们的配合性质会发生变化。对于间隙配合，在零件相对运动的过程中配合表面上的微小峰被磨去，使间隙增大，因而影响或改变原设计的配合性质。配合间隙的尺寸越小，这种影响就越严重。对于过盈配合，装配时配合表面上的微小波峰将被挤平而使实际有效过盈量减小，从而降低了零件的联结强度；对于过渡配合，零件会在使用和拆装过程中发生磨损，使配合变松，降低了定位和导向的精度。上述微观凸峰被磨损或被挤平的现象，对那些配合稳定性要求较高、配合间隙过盈量较小以及高速重载机械影响更显著。
（三）对耐疲劳性的影响
零件表面越粗糙，表面微小不平度凹痕越深，其根部曲率半径越小，对应力集中越敏感，特别是在交变应力的作用下，影响更大，往往在零件表面轮廓的微小谷底处产生疲劳裂纹而使零件
失效，所以，对于承受交变载荷、重载荷及高速工作条件下的零件，提高其表面质量，降低粗糙度值，可提高其疲劳强度。
（四）对抗腐蚀性的影响
由于腐蚀性气体或液体容易积存在波谷底部，并通过表面的微观凹谷向零件表层渗透。零件表面越粗糙，凹谷越深，则集聚在零件表面上的腐蚀性物质也越多，腐蚀作用就越严重。因此，减小零件的表面粗糙度值可以增强其抗腐蚀的能力。
（五）对密封性的影响
静力密封时，粗糙的零件表面之间无法严密地贴合，容易使气体或液体通过接触面间的微小缝隙发生渗漏；对于动力密封，其配合面的表面粗糙度参数值也不能过低，否则受压会破坏油膜，从而失去润滑作用。
表面粗糙度对零件性能的影响远不止以上几个方面，如对零件的表面镀涂层、接触刚度、冲击强度、流体流动阻力、导体表面电流的流通、产品的测量精度及外观质量等都会产生不同程度的影响。
综上所述，为了保证零件的使用性能和寿命，在进行几何精度设计时必须对零件表面粗糙度轮廓提出合理的技术要求，这是零件精度设计中必不可少的项目，也是评定零件表面质量的一项重要指标。
第二节表面粗糙度轮廓的评定
零件在加工后的表面粗糙度轮廓是否符合要求，应由测量和评定它的结果来确定。测量和评定表面粗糙度轮廓时，应规定取样长度、评定长度、中线和评定参数。为了合理评定加工后零件的表面粗糙度，GB/T 3505-2009《术语、定义及表面结构参数》、GB/T 1031-2009《表面粗糙度参数及其数值》规定了轮廓法评定表面粗糙度的术语定义、参数及其数值。下面主要介绍相关基本术语及评定参数：
一、基本术语
（1）轮廓滤波器
滤波器是除去某些波长成分而保留所需表面成分的处理方法。轮廓滤波器是把轮廓分成长波成分和短波成分的滤波器，共有λs、λc和λf三种滤波器。λs滤波器是确定存在于表面上的粗糙度与比它更短的波的成分之间相交界限的滤波器；λc滤波器是确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。λf滤波器是确定存在于表面上的波纹度与比它更长的波的成分之间相交界限的滤波器。它们所能抑制的波长称为截止波长。从短波截止波长至长波截止波长这两个极限值之间的波长范围称为传输带。三种滤波器的传输特性相同，截止波长不同。波长具体数值根据GB/T 6062-2009《接触（触针）式仪器的标称特性》中的规定确定。
为了评价表面轮廓（图6.2所示的实际表面轮廓）上各种几何形状误差中的某一几何形状误差，可以通过轮廓滤波器来呈现这一几何形状误差，过滤掉其他的几何形状误差。
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第五章表面粗糙度及其检测 学时：4 课次：2 目的要求： 1．了解表面粗糙度的实质及对零件使用性能的影响。 2．掌握表面粗糙度的评定参数（重点是轮廓的幅度参数）的含义及应用场合。 3．掌握表面粗糙度的标注方法。 4．初步掌握表面粗糙度的选用方法。 5．了解表面粗糙度的测量方法的原理。 重点内容： 1．表面粗糙度的定义及对零件使用性能的影响。 2．表面粗糙度的评定参数（重点是轮廓的幅度参数）的含义及应用场合。 3．表面粗糙度的标注方法。 4．表面粗糙度的选用方法。 5．表面粗糙度的测量方法 难点内容： 表面粗糙度的选用方法。 教学方法：讲+实验 教学内容：（祥见教案） 一、基本概念 1．零件表面的几何形状误差分为三类： （1）表面粗糙度：零件表面峰谷波距<1mm。属微观误差。 （2）表面波纹度：零件表面峰谷波距在1~10mm。 （3）形状公差：零件表面峰谷波距>10mm。属宏观误差。 图5-1 零件的截面轮廓形状 2．表面粗糙度对零件质量的影响： （1）影响零件的耐磨性、强度和抗腐蚀性等。 （2）影响零件的配合稳定性。 （3）影响零件的接触刚度、密封性、产品外观及表面反射能力等。 二．表面粗糙度的基本术语
1、取样长度lr ： 取样长度是在测量表面粗糙度时所取的一段与轮廓总的走向一致的长度。 规定：取样长度范围内至少包含五个以上的轮廓峰和谷如图5-2所示。 图5-2 取样长度、评定长度和轮廓中线 1．评定长度ln ： 评定长度是指评定表面粗糙度所需的一段长度。 规定：国家标准推荐ln = 5lr ，对均匀性好的表面，可选ln > 5lr, 对均匀性较差的表面，可选ln < 5lr 。 2．中线： 中线是指用以评定表面粗糙度参数的一条基准线。有以列两种： （1）轮廓的最小二乘中线 在取样长度内，使轮廓线上各点的纵坐标值Z （x ）的平方和 为最小，如图5-2 a 所示。 （2）轮廓的算术平均中线 在取样长度内，将实际轮廓划分为上下两部分，且使上下面 积相等的直线。如图5-2 b 所示。 三．表面粗糙度的评定参数 国家标准GB/T3505—2000规定的评定表面粗糙度的参数有：幅度参数2个，间距参数1个，曲线和相关参数1个，其中幅度参数是主要的。 1、轮廓的幅度参数 （1） 轮廓的算术平均偏差Ra 在一个取样长度内，纵坐标Z （x ）绝对值的算术平均值，如图5-3a 所示。 Ra 的数学表达式为： Ra = lr 1 lr x Z 0）（dx 测得的Ra 值越大，则表面越粗糙。一般用电动轮廓仪进行测量。
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表面清洁度检测 方法 金属表面镀层和有机涂层都应满足涂(镀)层致密、均匀一致、与基体结合牢固的要求。而涂(镀)层中出现诸如涂(镀)层脱落、鼓泡或发花以及局部无涂覆层等，多数情况下都是由于金属涂(镀)前表面不洁净所致。与有机溶剂涂料相比，以水为溶剂的金属表面涂覆处理，如电镀、阳极氧化、磷化以及水性涂料涂装等对金属表面的有机物污染更为敏感，即使是单分子层的污染物，都可能导致整个工艺的失败。因此，材料表面涂(镀)前处理后的清洁度至关重要，本文就各种检验金属表面清洁度的方法做一总结。 1目测与光学法 光亮金属表面上的油污可用肉眼和借助放大镜或光学显微镜进行观察。其缺点是金属表面的钝态氧化膜及极薄的油污会检查不到。对粗糙及不光亮的金属表面，上述方法就显得无能为力，但可通过用干净、洁白的棉花、布、纸对表面擦拭，然后观察其是否干净，以确定金属表面是否洁净。 2表面张力法 根据表面油污对其表面能的影响，通过金属在一系列表面张力不同的试液中是否浸润以确定其表面能，据此判断其表面的干净程度。如配成从80%乙酸20%水)(V/V，下同)到1%乙醇99%水的系列溶液，其表面张力相应地从24.5×1 0-5 N/cm增加到66.0×10-5 N/cm。 3油漆法 将除油剂滴在金属表面上，然后蒸干，如无痕迹，表面金属表面是洁净的，如出现圆环则表明有油污存在。
4润湿法 干净的金属表面是亲水的，因此，可以完全被水润湿，当金属表面含有油污时，会出现不被水浸润的断水区域。基于是否亲水这一原理，除了最简单常用的呼气法和雾化器喷雾法外，还有以下几种检测手段。由于金属的氧化膜也是亲水的，因此，这类方法大多不能检测出金属表面的氧化膜是否退净。 4.1喷射图案法 用喷枪将含有0.1%染料的蒸馏水喷于已浸湿的金属表面，观察喷射面的图案。有油污的地方，因不被水浸润不会显示染料色。喷枪的操作条件是：空气压力5.9×10-4～9.8×10-4 Pa，距离60 cm，时间30～50 s。 4.2断水法 将试样浸入水中，然后移出水面，倾斜45°观察表面是否有挂水珠或无水的区域，如有，表明金属表面有油污存在。 4.3汞滴法 本法特别适合检查金属表面的油污和氧化膜。当汞滴滴在金属表面上，它会在干净的地方展开，而在氧化膜与油污处形成一个小球。汞有剧毒，应慎用。 5滑石粉法 把金属试样垂直地放入表面洒有滑石粉的水中，然后垂直地提出，可以看到，洁净的表面会均匀地粘有滑石粉，而有油污的地方则无滑石粉。 6铜置换法 对黑色金属，把其浸于63 g/L CuSO4·H2O和17 g/L H2SO4中，静置10 s取出，在蒸馏水中搅动15 s，用洗瓶冲洗，烘干。在干净的金属表面，因F
实验三 表面粗糙度测量 实验3—1 用双管显微镜测量表面粗糙度 一、实验目的 1. 了解用双管显微镜测量表面粗糙度的原理和方法。 2. 加深对粗糙度评定参数轮廓最大高度Rz 的理解。 二、实验内容 用双管显微镜测量表面粗糙度的Rz 值。 三、测量原理及计量器具说明 参看图1，轮廓最大高度Rz 是指在取样长度lr 内，在一个取样长度范围内，最大轮廓峰高Rp 与最大轮廓谷深Rv 之和称之为轮廓最大高度 。 即 Rz = Rp + Rv 图1 图2 双管显微镜能测量80~1μm 的粗糙度，用参数Rz 来评定。 双管显微镜的外形如图2所示。它由底座1、工作台2、观察光管3、投射光管11、支臂7和立柱8等几部分组成。 双管显微镜是利用光切原理来测量表面粗糙度的，如图3所示。被测表面为P 1、P 2阶梯表面，当一平行光束从450方向投射到阶梯表面上时，就被折成S 1和S 2两段。从垂直于 光束的方向上就可在显微镜内看到S 1和S 2两段光带的放大象1 S '和2S '。同样，S 1和S 2之间距离h 也被放大为1S '和2S '之间的距离1h '。通过测量和计算，可求得被测表面的不平度高度 h 。 图4为双管显微镜的光学系统图。由光源1发出的光，经聚光镜2、狭缝3、物镜4以 450方向投射到被测工件表面上。调整仪器使反射光束进入与投射光管垂直的观察光管内，经物镜5成象在目镜分划板上，通过目镜可观察到凹凸不平的光带（图5 b ）。光带边缘即工件表面上被照亮了的h 1的放大轮廓象为h 1′，测量亮带边缘的宽度h 1′，可求出被测表面的不平度高度h 1： Z p 2 lr Z v 6 Z v 5 Z p 6 Z p 5 Z p 4 Z p 3 Z v 4 Z v 3 Z p 1 R z 中线 Z v 1 Z v 2
第六章表面粗糙度及检测 第一节概述 用任何方法获得的零件表面，都不会绝对的光滑平整，总会存在着由较小间距的峰和谷组成的微观高低不平。这种加工表面上具有的微观几何形状误差称为表面粗糙度。它主要是在加工过程中，由于刀具切削后留下的刀痕、切屑分离时的塑性变形、工艺系统中存在高频振动及刀具和零件表面之间的磨擦等原因所形成的。表面粗糙度对零件的功能要求、使用寿命、可靠性及美观程度均有直接的影响。为了正确地测量和评定零件表面粗糙度，自从1956年颁布了第一个表面光洁度标准JB 50-56以来，我国对表面粗糙度国家标准已进行了多次修订，现在实施的相关标准主要有GB/T3505-2000《产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法表面结构的术语、定义及参数》（代替GB/T3505-2000）、GB/T1031-2009《产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值》（代替GB/T 1031-1995）、GB/T 10610-2009《产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法评定表面结构的规则和方法》（代替GB/T 10610-1998）、GB/T131-2006《产品几何技术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表示法》（代替GB/T 131-1993《机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法》）、GB/T 6062-2009《产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法接触（触针）式仪器的标称特性》（代替GB/T 6062-2002）。本章将对上述标准的主要内容进行介绍。 一、表面粗糙度轮廓的界定 物体与周围介质分离的表面称为实际表面。为了研究零件的表面结构，通常用垂直于零件实际表面的平面与该零件实际表面相交所得到的轮廓作为评估对象。该轮廓称为表面轮廓，它是一条轮廓曲线，如图6.1所示。 图6.1零件的实际表面与表面轮廓 加工以后形成的零件的实际表面一般处于非理想状态，其截面轮廓形状是复杂的，同时存在各种几何形状误差。一般说来加工后零件的实际轮廓总是包含着表面粗糙度轮廓、波纹度轮廓和宏观形状轮廓等构成的几何误差，它们叠加在同一表面上，如图6.2所示。 表面形状误差、表面粗糙度、表面波纹度之间的界定，通常按表面轮廓上相邻两波峰或波谷之间的距离，即按波距的大小来划分，或按波距与峰谷高度的比值来划分。一般来说，波距小
课题三表面粗糙度的检测 表面粗糙度的检测方法主要有比较法、针触法、光切法、光波干涉法。 1．比较法 用比较法检验表面粗糙度是生产车间常用的方法。它是将被测表面与粗糙度样块进行比较来评定表面粗糙度。如图3-1所示。比较法可用目测直接判断或借助于放大镜、显微镜比较或凭触觉、来判断表面粗糙度。缺点是精度较差，只能作定性分析比较。 图3-1表面粗糙度比较样板 2．针触法 针触法是通过针尖感触被测表面微观不平度的截面轮廓的方法，它实际是一种接触式电量方法。所用测量仪器为轮廓仪，它可以测定Ra为0.025～5um。 该方法测量范围广，速度可靠、操作简便并易于实现自动测量和微机数据处理。但被测表面易被触针划伤。如图3-2所示。 图3-2针触法测量原理图 3．光切法 光切法就是利用“光切原理”来测量被测零件表面的粗糙度，采用仪器是光切显微镜又称双管显微镜。该仪器适宜测量车、铣、刨或其它类似的方法加工的金属零件的平面或外圆表面。光切法通常用于测量
Ra=0.5～80μm的表面。 4．光波干涉法 干涉显微镜是利用光波干涉原理测量表面粗糙度。干涉显微镜测量的范围一般为0.03～1μm。也可作Rz、Ry参数评定。 本课题结合课堂讲授的典型零件的标注，分析并检测表面粗糙度，根据国家标准评定表面粗糙度。选用方法为光切法和光波干涉法。
实验3-1 用光切显微镜检测表面粗糙度 一、实验目的 1．了解用光切显微镜测量表面粗糙度的原理和方法 2．正确理解表面粗糙度的评定参数，加深对微观不平度十点高度Rz的理解 二、测量原理及仪器说明 双管显微镜又撑光切显微镜，它是利用被测表面能反射光的特性，根据“光切法原理”制成的光学仪器， 其测量范围取决于选用的物镜的放大倍数，一般用于测量 Z R=0.8-80um的表面粗糙度。 图3-3光切显微镜 1—底座；2—立柱；3—升降螺母；4—微调手轮；5—支臂；6—支臂锁紧螺钉；7—工作台；8—物镜组；9—物镜锁紧机构；10—遮光板手轮；11—壳体；12—目镜测微器；13—目镜 仪器外型如图3-3所示，它由底座6，支柱5，横臂2，测微目镜13，可换物镜8及工作台7等部分组成。 仪器备有四种不同倍数（7X、14X、30X、60X）物镜组，被测表面粗糙度大小（估测）来选择相应倍数的物镜组（见表3-1）。 表3-1 双管显微镜测量参数 物镜倍数总放大倍数视场直径mm 系数E （um/格） 测量范围um 7X 60X 2.7 1.28 15～50 14X 120X 1.3 0.63 5～15 30X 260X 0.6 0.29 1.5～5 60X 520X 0.3 0.16 0.8～1.5
钢材表面清洁度的评定 为了充分发挥涂料的保护和装饰作用,必须进行彻底的表面处理已为人们公认。涂装成功与否主要取决于表面处理质量。通常表面清洁度（表面处理质量）越高，越能保证涂料的保护作用，但过高的要求也会造成极大的浪费。对钢材表面清洁度的进行评定是一项至关重要的工作。表面处理质量包括三个方面，即钢板表面的可视清洁度（锈蚀、氧化皮等）、粗糙度和不可视清洁度（油脂、可溶性铁盐、氯化物、硫化物、灰尘等）,在这方面以船舶行业为代表,已经形成了较完善的检测标准和体系,其他行业一般均参照执行。 一、钢材表面可视清洁度（锈蚀、氧化皮）的评定 钢材表面可视清洁度（锈蚀、氧化皮）的评定，可分为定量和定性两种方法。 定量方法一般有两种，第一种为硫酸铜法：将硫酸铜溶液刷在处理后的钢板表面，除锈完全的部分呈金属铜的颜色，而大于0.5mm残留氧化皮的部分呈暗色，从而判断表面的清洁程度。可采用在每升含1gH2SO4的溶液中添加4～8gCu2SO4的方法配制硫酸铜溶液，或将36gCu2SO4·5H20加热溶于100ml水中，再加入过量的Cu（OH）放置24小时后，去除多余的Cu（OH）2的方法来配制硫酸铜溶液。第二种定量检测方法是利用氧化皮和铁电阻不同的特点，采用电阻测量仪测定处理后的表面与探头2 （直径1mm的球型笔状电极）之间的过渡电阻，通过各点的平均值判断表面清洁度。此外，还可利用带蓝色过滤器的光线反射测量仪进行表面清洁度检验。 仪器定量测量方法受光线、处理方法、原始状态和表面粗糙度等影响极大，而硫酸铜法又需要进行后处理，否则会留下腐蚀隐患，所以，更为可靠的方法还是定性的与标准照片进行对比的方法。 为了能正确、方便地评定钢材在除锈之后的表面处理质量，许多工业发达国家都先后制定了钢材除锈的质量等级标准，其中最显著的是瑞典工业标准SIS055900《涂装前钢材表面除锈标准》，长期以来为世界各国所引用。国际标准化组织色漆和清漆技术委员会涂装前钢材表面处理分会（ISO/TC 35/SC12）以瑞典标准SIS055900-1967为基础，制订了国际标准ISO8501-1：1988《涂装油漆和有关产品前钢材预处理-表面清洁度的目视评定-第一部分：未涂装过的钢材和全面清除原有涂层后的钢材的锈蚀等级和除锈等级》。我国标准为GB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》。 上述标准将未涂装过的钢材表面原始锈蚀程度分为四个“锈蚀等级”，将钢材表面除锈后的质量分为若干个“除锈等级”。钢材表面的锈蚀等级和除锈等级均以文字叙述和典型样板的照片共同确定。 1、锈蚀等级 除锈前钢材表面原始锈蚀状态对除锈的难易程度和除锈后的表面外观质量具有较大影响。因此，该标准根据钢材表面氧化皮覆盖程度和锈蚀状况将其原始锈蚀程度分为四个等级，分别以A、B、C、D表示。 A 全面地覆盖着氧化皮而几乎没有铁锈的钢材表面。 B 已发生锈蚀，并且部分氧化皮已经剥落的钢材表面。 C 氧化皮已因锈蚀而剥落，或者可以刮除，并且有少量点蚀的钢材表面。 D 氧化皮已因锈蚀而全面剥落，而且已普遍发生点蚀的钢材表面。 2、除锈等级 该标准对喷射或抛射除锈、手工和动力工具除锈、火焰除锈后的钢材表面清洁度规定了相应的除锈等级，分别以字母Sa、St、F1表示，字母后的阿拉伯数字则表示 1
第五章表面粗糙度轮廓及其检测 思考题 5-1 为了研究机械零件的表面结构而采用的表面轮廓是怎样确定的？实际表面轮廓上包含哪三种几何误差？ 5-2 表面结构中的粗糙度轮廓的含义是什么？它对零件的使用性能有哪些影响？ 5-3 测量表面粗糙度轮廓和评定表面粗糙度轮廓参数时，为什么要规定取样长度？标准评定长度等于连续的几个标准取样长度？ 5-4 为了评定表面粗糙度轮廓参数，首先要确定基准线，试述可以作为基准线的轮廓的最小二乘中线和算术平均中线的含义？ 5-5 试述GB？T3505-2000《产品几何技术规范表面结构轮廓法表面结构的术语、定义及参数》规定的表面粗糙度轮廓更衣室参数中常用的两个幅度参数和一个间距参数的名称、符号和含义？ 5-6 规定表面粗糙度轮廓的技术要求时，必须给出的两项基本要求是什么？必要时还可给出哪些附加要求？ 5-7 试述在表面粗糙度轮廓代号上给定幅度参数Ra或Rz允许值（上限值、下限值或者最大值、最小值）的标注方法？按GB/T1061 0-1998《产品几何技术规范表面结构要轮廓法评定表面结构的规则和方法》的规定，各种不同允许值的合格条件是什么？ 5-8 试述表面粗糙度轮廓幅度参数Ra和Rz分别用什么量仪测量？试述这些量仪的测量原理和分别属于哪种测量方法？
5-9 试述表面粗糙度轮廓幅度参数允许值的选用原则？ 5-10 GB/T131-1993《机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法》规定了哪三种表面粗糙度轮廓符号？ 5-11 试述表面粗糙度轮廓代号中幅度参数允许值和其他技术要求的标注位置？ 习题 一、判断题〔正确的打√，错误的打X〕 1. 确定表面粗糙度时，通常可在三项高度特性方面的参数中选取。（） 2. 评定表面轮廓粗糙度所必需的一段长度称取样长度，它可以包含几个评定长度。（） 3. R z参数由于测量点不多，因此在反映微观几何形状高度方面的特性不如Ra参数充分。（） 4. R y参数对某些表面上不允许出现较深的加工痕迹和小零件 的表面质量有实用意义。（） 5. 选择表面粗糙度评定参数值应尽量小好。（） 6. 零件的尺寸精度越高，通常表面粗糙度参数值相应取得越小。（） 7. 零件的表面粗糙度值越小，则零件的尺寸精度应越高。（） 8. 摩擦表面应比非摩擦表面的表面粗糙度数值小。（） 9. 要求配合精度高的零件，其表面粗糙度数值应大。（）
第五章表面粗糙度及其检测复习题与参考答案 5-1．填空题。 （1）表面粗糙度是指_________________ 所具有的_________________和_________________ 不平度。 （2）取样长度用_________________表示，评定长度用____________表示；轮廓中线用_______________表示。 （3）轮廓算术平均偏差用_________________表示；微观不平度十点高度用_________________表示；轮廓最大高度用_________________表示。 （4）表面粗糙度代号在图样上应标注在_________________、_________________或其延长线上，符号的尖端必须从材料外_________________表面，代号中数字及符号的注写方向必须与_________________一致。 （5）表面粗糙度的选用，应在满足表面功能要求情况下，尽量选用_________________的表面粗糙度数值。 （6）同一零件上，工作表面的粗糙度参数值_________________非工作表面的粗糙度参数值。 5-2．问答题。 （1）简述表面粗糙度对零件的使用性能有何影响。 （2）规定取样长度和评定长度的目的是什么 （3）表面粗糙度的主要评定参数有哪些优先采用哪个评定参数 （4）常见的加式纹理方向符号有哪些各代表什么意义 5-3．综合题。 （1）解释表3.１中表面粗糙度标注的意义。
图 （3）将下列技术要求标注在图中。 第五章表面粗糙度参考答案 5-1．填空题。 （1）表面粗糙度是指加工表面__所具有的较小间距_和微小峰谷不平度。 （2）取样长度用_l _表示，评定长度用_ln_表示；轮廓中线用_ m__表示。（3）轮廓算术平均偏差用_Ra 表示；微观不平度十点高度用_ Rz 表示；轮廓最大高度用_Ry 表示。 （4）表面粗糙度代号在图样上应标注在__可见轮廓线_、_尺寸界线_或其延长线上，符号的尖端必须从材料外_指向__表面，代号中数字及符号的注写 方向必须与_尺寸数字方向__一致。 （5）表面粗糙度的选用，应在满足表面功能要求情况下，尽量选用__较大_的表面粗糙度数值。 （6）同一零件上，工作表面的粗糙度参数值_小于_非工作表面的粗糙度参数值。5-2．问答题。 （1）简述表面粗糙度对零件的使用性能有何影响。 答：表面粗糙度对零件的使用性能的影响主要表现在以下四个方面：
表面粗糙度 表面粗糙度(surface roughness)是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。 高度特征参数 ?轮廓算术平均偏差R a：在取样长度（lr）内轮廓偏距绝对值的算 术平均值。在实际测量中，测量点的数目越多，Ra越准确。 ?轮廓最大高度R z：轮廓峰顶线和谷底线之间的距离。 在幅度参数常用范围内优先选用Ra 。在2006年以前国家标准中还有一个评定参数为“微观不平度十点高度”用Rz表示，轮廓最大高度用Ry表示，在2006年以后国家标准中取消了微观不平度十点高度，采用Rz表示轮廓最大高度。间距特征参数 用轮廓单元的平均宽度 Rsm 表示。在取样长度内，轮廓微观不平度间距的平均值。微观不平度间距是指轮廓峰和相邻的轮廓谷在中线上的一段长度。 形状特征参数 用轮廓支承长度率Rmr(c) 表示，是轮廓支撑长度与取样长度的比值。轮廓支承长度是取样长度内，平行于中线且与轮廓峰顶线相距为c的直线与轮廓相截所得到的各段截线长度之和。 表面粗糙度符号：
表面粗糙度
0.025～6.3微米的表面粗糙度。 光切法 双管显微镜测量表面粗糙度，可用作Ry与Rz参数评定，测量范围0.5~50。 干涉法 利用光波干涉原理(见平晶、激光测长技术)将被测表面的形状误差以干涉条纹图形显示出来，并利用放大倍数高（可达500倍）的显微镜将这些干涉条纹的微观部分放大后进行测量，以得出被测表面粗糙度。应用此法的表面粗糙度测量工具称为干涉显微镜。这种方法适用于测量Rz和Ry为0.025～0.8微米的表面粗糙度。
变速箱分公司 零件清洁度检验 1 检验目的： 1.1 为了明确装配上线零件清洁度要求，便于加工车间及外协厂家对零件清洗效果的有效控制。 1.2 此操作指导书规定了用于确定变速器总成及其零部件清洁度的检查、评定及操作方法。 2 检验范围： 2.1 适用于一般用途的汽车机械式变速箱总成及零部件清洁度的检查和评定。 2.2 检测部位主要是指变速箱总成内部与齿轮油接触的零件表面、润滑油油路及过滤系统相关零件内外表面。 3 检验环境： 3.1 检测室内要干燥、通风，室温保持20±5℃。 3.2 检测室要有良好的防尘设施，清洗间要有严格的防火措施。 4 检验方式：检查员抽检。 5 检验人员：总成清洁度检查员。 6 检验频次：按长轴类、短轴类、大盘齿类、小盘齿类、壳体类、大轴承、小轴承、其他采购零件等八个种类进行抽检，每周每个种类抽检1次，采购分总成零件不属于检验范围。 7 作业准备： 7.1 仪器设备：烘干炉、干燥瓶、滤膜过滤装置、电子天平、托盘； 7.2 检验工具：AP760试剂、毛刷、孔径为5um的微孔滤膜；
变速箱分公司 7.3 检验工具：无齿镊子、清洁放膜干燥皿。 8 检验方法： 8.1 将零件放置于托盘上方或托盘内，用AP760冲刷零件清洗部位（见附表一），同时用毛刷轻刷冲洗部位，将冲刷下来的物质全部倒入烧杯中，冲洗不掉的残留物（如焊缝渣皮、油漆积瘤、铸造毛坯瘤等）不准敲打或硬性剔除，此部分残留物也不做考核使用，各种器具清洗时，应防止将带有杂质的清洗液飞溅到容器外； 8.2 用无齿镊子夹取滤膜一片，用电子天平称下滤膜质量，质量记为：G1，精确至0.1mg； 8.3 将滤膜放于过滤装置上，将收集后的所有容器中的溶液轻轻倒入真空泵的漏斗进行过滤，以6×10-2pa真空度真空抽滤烧杯中的溶液，过滤完成后用AP760沿着漏斗壁清洗漏斗里的残余杂质，采集所有杂质； 8.4 待所有滤液过滤干净后，将含有所有杂质的滤膜拿下放入清洁放膜干燥皿中置于烘干炉中干燥； 8.5 将烘干炉中的烘干温度控制在90°±5℃之间。烘干至少3小时后，将滤纸取出，放入干燥瓶内干燥30分装后，将滤膜放入电子秤称重，质量记为：G2精确至0.1mg； 8.6 杂质质量即为：G总=G2-G1； 9 注意事项： 9.1 操作者衣着、双手应清洁； 9.2 非测定部位即暴露在箱体外部的齿轴、轴端和端盖等外表面应清理干净；
表面粗糙度的测量方法 众所周知，表面粗糙度表征了机械零件表面的微观几何形状误差。对粗糙度的评定，主要分为定性和定量两种评定方法，所谓定性评定就是将待测表面和已知的表面粗糙度比较样块相互比较，通过目测或者借助于显微镜来判别其等级；而定量评定则是通过某些测量方法和相应的仪器，测出被测表面的粗糙度的主要参数，这些参数是Ra，Rq，Rz，Ry ； 他们代表的意义是：Ra 是轮廓的算术平均偏差，即在取样长度内被测轮廓偏距绝对值之和的算术平均值。 Rq 是轮廓的均方根偏差：在取样长度内轮廓偏距的均方根值。 Rz 是微观不平度的10点高度：在取样长度内5个最大的轮廓峰高与5个最大的轮廓谷深的平均值之和。 Ry 是轮廓的最大高度：在取样长度内轮廓的峰顶线与轮廓谷底线中线的最大距离。 目前常用的表面粗糙度测量方法主要有样板比较法，光切法，干涉法，触针法等。 1. 比较法它是在工厂里常用的方法，用眼睛或放大镜，对被测表面与粗糙度样板比较，或用手摸靠感觉来判断表面粗糙度的情况；这种方法不够准确，凭经验因素较大，只能对粗糙度参数值较大情况，给个大概范围的判断。 2. 光切法它是利用光切原理来测量表面粗糙度的方法。在实验室中用光切显微镜或者双管显微镜就可实现测量，它的测量准确度较高，但它是与对Rz，Ry 以及较为规则的表面测量，不适用于对测量粗糙度较高的表面及不规则表面的测量。 3. 干涉法它是利用光学干涉原理测量表面粗糙度的一种方法。这种方法要找出干涉条纹，找出相邻干涉带距离和干涉带的弯曲高度，就可测出微观不平度的实际高度；这种方法调整仪器比较麻烦，不太方便，其准确度和光切显微镜差不多；
4. 触针法它是利用仪器的测针与被测表面相接触，并使测针沿其表面轻滑过测量表面粗糙度的测量方法。采用这种方法的仪器最广泛的就是电动轮廓仪，它的特点是：显示数值直观，可测量许多形状的被测表面，如轴类，孔类，锥体，球类，沟槽类工件，测量时间少，方便快捷。 它可分为便携式和台式电动轮廓仪，便携式仪器可在现场进行测量，携带方便；带记录仪的电动轮廓仪，可绘制出表面的轮廓曲线，带微机的轮廓仪可显示轮廓的形状情况，并有打印机打印出数据和表面的轮廓线，便于分析和比较。它的测量范围较大：Ra 值一般在0.02—50μm 。 这里我们对电动轮廓仪的原理和仪器常见的故障排除方法进行讨论； 电动轮廓仪的工作原理采用的是触针法。仪器利用驱动箱拖动电感传感器在工件表面上以一定的速度滑行，电感传感器触针随同被测表面轮廓的峰谷起伏，产生上下位移，这个线值位移量引起传感器内测量桥路两臂中电感量的变化，从而使得电桥输出与触针位移成比例的条幅信号，这个微弱的电信号经过电子装置放大整流后，成了代表工件截面轮廓的信号。 将它输入记录仪，就得到了截面轮廓的放大图；或者把信号通过适当的环节进行滤波和计算后，由电表直接读出Ra 参数评定的表面粗糙度的值。 电动轮廓仪由底座，驱动箱，传感器，控制器，放大器或电子装置，记录仪等附件组成。 使用电动轮廓仪测量前，要对仪器预热，对一般测量件，预热5分钟左右；对精密件，预热约20-30分钟。对于不同形状的工件表面，选用不同的测量附件，例如对平和外圆柱表面，采用基本传感器，控制器，V型块和合适的滑块，并选好合适的行程长度，截止转换开关位置等。对于阶梯表面的测量，选用凹坑传感器；滑块选用凹坑专用滑块；对于曲轴表面的测量，选用传感器和控制器是基本的；滑块用直角附件中的专用滑块；这里不一一列举了。 在掌握了它的测量方法的同时，对该仪器设备的维护也是非常重要的，对底座上的立柱位置，驱动箱，传感器，控制器，放大器电子装置的相关位置定期检查，对仪器出现的常见故障也能够排除；常见的故障如下：
清洁度的测定方法 清洁度检测 清洁度测定方法对过程控制、品质保证和失效分析非常重要，是概括用于获得有关测定主体如各种机械设备、电子零件等清洁度数据的详细过程。 检测清洁度时对取样有要求，取样的基本要求决定于样品的数量和取样位置。零件体积越大、表面积越大、清洁度偏低，则样品数量相应减少。应该从生产中随机抽取零件，并且采样过程和后面的检查过程中不能造成零件的污染。 典型污染物类型 检测清洁度时，一要环境清洁，其清洁程度应与检测的要求相适应;二要检测人员的衣帽和双手清洁;三要所用器具也必须清洁。清洁度的测定方法 清洁度的测定方法很多，分成油污污染物和颗粒物污染物2大类测试，主要有如下几种：* 目视检查法 目视检查法即由人工直接用眼睛在显微镜下对零件可以看到的外表面或内腔表面进行检查。调节显微镜的照明亮度和放大倍数，人工可以判断污染颗粒是金属、非金属、或纤维以及尺寸大小。目测法可以检查残留在零件表面的比较大而明显的颗粒、斑点、锈斑等污染，但检查的结果与人为的因素关系很大。 * 接触角法(也叫水滴角法)-------测油脂类污染物
所谓接触角，就是液体在固体表面形成热力学平衡时所持有的角。对固体和液体之间形成的接触角的测量，是在表面处理及聚合体表面分析等众多类似领域广为知晓的分析技术，是对多个单位的单层变化十分敏感的表面分析技术。测量液滴在固体表面的接触角来评估表面的可湿润特性。如果液滴可湿润表面，则接触角小，反之液滴不能湿润表面，而在表面倾向于形成圆珠或气泡，则接触角大。这就是“水膜残迹”测试的原理。接触角大，表示表面被憎水性的污物(油/脂等)污染，反之，接触角小，液滴破裂或摊薄，表示该表面清洁。这种测试方法受底材的材质、底材的粗糙度及人为因素影响也很大，而且这种方法对非常轻小或分散的污物不易识别。尤其是有些特殊材料(如PTFE 塑料)即使表面很清洁，对大多数液体的接触角也很大。所以，接触角法不适合对某些底材或关键重要的表面清洁度测试。 * 荧光发光法-------测油脂类污染物 在许多情况下，可以利用紫外线来检测零件表面的清洁度。在紫外线的照射下，表面的污染物颗粒会发出荧光。因为紫外线的能量被污物吸收，污物颗粒电子被激化并跃进到高能级的电子层，处于高能级的不稳定的电子随即会返回原低能级电子层，在此过程中原来吸收的能量以发热发光的形式释放出来——荧光。这种激活释放的频率达每秒几千次，所以在紫外线下的荧光不是闪烁的而是持续稳定的，根据发荧光即可目测污物在零件表面的位置，荧光强度也是可以应用信号检测仪器测定从而表示表面被污染的程度。但如果要识别污染物的成分等特性，必须借助其他分析法。
第3章 表面粗糙度及测量 1.表面粗糙度的最常用的评定指标是m RS 。 (× ) 2．m RS 和)(c mr R 是附加参数，不能单独使用，需与幅度参数联合使用。 （√） 3.需要涂镀或其它有细密度要求的表面可加选z R 。 （×） 4. 零件表面粗糙度数值越小，一般其尺寸公差和形位公差要求越高。 (√ ) 5.若零件承受交变载荷，表面粗糙度应选择较小值。 (√ ) 6．a R ≤1.6时，具体应用在普通精度齿轮的齿面 (√ ) 二 .选择题 1. 表面粗糙度值越小，则零件的( A )。 A．耐磨性好 B．抗疲劳强度差 C．传动灵敏性差 D．加工容易 2. 用以判断具有表面粗糙度特征的一段基准线长度是（ C ）。 A.基本长度 B.评定长度 C.取样长度 D.公称长度 3.测量表面粗糙度时，规定取样长度是为了（ A ）。 A. 减少波纹度的影响 B.考虑加工表面的不均匀 C．使测量方便 D.能测量出波距 4.表面粗糙度的基本评定参数是（ B ）。 Ａ.m RS Ｂ. a R Ｃ. p Z Ｄ. s X 5. a R ≤0.8时，零件表面状况是（ D ）。 A ．可见加工痕迹 B.微见加工 C ．看不清加工痕迹 D.可辨加工痕迹的方向 6.表面粗糙度代号表示（ D ）。 A. a R 为0.8μm B. a R ≤0.8μm C. a R >0.8μm D. a R 的上限值为0.8μm 三．综合题 1.表面粗糙度的含义是什么?它与形状误差和表面波纹度有何区别? 答：(1)表面粗糙度就是表述零件表面峰谷高低程度和间距状况的微观几何形状特性的指标。 (2)表面粗糙度反映的是实际表面几何形状误差的微观特性，有别于表面波纹度和形状误差。三者通常以波距（相邻两波峰或两波谷之间的距离）的大小来划分，波距小于1 mm 的属于表面粗糙度（表面微观形状误差）；波距在1～10 mm 的属于表面波纹度；波距大于10 mm 的属于形状误差。
标题：粗糙度检验规范文件编号：WI/ZB 版本：A APPROVED BY 核准REVIEWED BY 审核 PREPARED BY 制订
修订履历表 1.0目的 对来自于外购模具、工装、治具、夹具等零配件、本厂加工的模具、工装、治具、夹具等零配件按要求进行表面粗糙度检验，以确保模具、工装、治具、夹具等零配件满足预期的要求。 项次修订页次版次修订前内容修订后内容修订日期备注
2.0范围 适用于所有组成模具、工装、治具、夹具的零配件，包括委外和内部加工的零配件。 3.0定义 3.1表面粗糙度：表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。无论采用哪种加工方法所获得 的零件表面，都不是绝对平整和光滑的，放在显微镜（或放大镜）下观察，都不得可以看到微观的峰谷不平痕迹，一般是受刀具与零件间的运动、摩擦，机床的振动及零件的塑性变形等各种因素的影响而形成的。 表面上所具有的这种较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征，称为表面粗糙度。 3.2表面粗糙度对工件的影响： 3.2.1表面粗糙度影响零件的耐磨性。表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，磨损就越快。 3.2.2表面粗糙度影响配合性质的稳定性。对间隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中间隙逐 渐增大；对过盈配合来说，由于装配时将微观凸峰挤平，减小了实际有效过盈，降低了联结强度。 3.2.3表面粗糙度影响零件的疲劳强度。粗糙零件的表面存在较大的波谷，它们像尖角缺口和裂纹一样，对应 力集中很敏感，从而影响零件的疲劳强度。 3.2.4表面粗糙度影响零件的抗腐蚀性。粗糙的表面，易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属 内层，造成表面腐蚀。 3.2.5表面粗糙度影响零件的密封性。粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。 3.2.6表面粗糙度影响零件的接触刚度。接触刚度是零件结合面在外力作用下，抵抗接触变形的能力。 3.2.7影响零件的测量精度。零件被测表面和测量工具测量面的表面粗糙度都会直接影响测量的精度，尤其是 在精密测量时。 3.3表面粗糙度比较样块定义及检验要求： 3.3.1定义：表面粗糙度比较样块是检查加工后工件表面的一种对比量具，他的使用方法是以样块工作面的表 面粗糙度为标准，凭触觉（如手摸）或视觉（可借助放大镜、比较显微镜等）与待检查的工件表面进行比对，从而判别被检查表面的表面粗糙度是否合乎要求，这是一种定性的检查工具。 3.3.2检验要求：在用比较样块对工件表面进行比较时，所选用的样块和被检查工件的加工方法必须相同，同 时样块的材料、形状、表面色泽等应尽肯能的与被检查工件一致，判断的准则是根据工件加工痕迹的深浅来决定表面粗糙度是否符合图纸（或工艺）要求。当被检查工件表面的加工痕迹深浅程度相当或者小于样块工作面加工痕迹深度时，则被检查工件表面粗糙度一般不大于样块的标记公称值。 3.4国内表面光洁度与表面粗糙度Ｒａ、Ｒｚ数值换算表(单位：μｍ)： 表面光洁度▽1 ▽2 ▽3 ▽4 ▽5 ▽6 ▽7 表面Ｒａ50 25 12.5 6.3 3.2 1.60 0.80
重庆祥吉机械制造有限公司版次 A 页次1/2 文件名称清洁度检验规范文件编号Q/XJ.3J.JY-01-2015
1、目的： 为规范机油集滤器、机油盘隔板、机油盘总成及其他零部件清洁度的检测规范，以达到清洁度的检查和测定目的。 2、适用范围： 本标准适用于本公司生产的机油集滤器、机油盘隔板、机油盘总成及其他零部件清洁度的检查和测定。 3、设备器具及耗材： 3.1清洗设备、工具及耗材：Φ5、Φ10尼龙刷和Φ20的异形刷、喷壶、Φ500清洗盆、普通汽油或120#工业汽油。 3.2过滤烘干设备及器材：孔径为5um的微孔滤膜、漏斗、漏斗座。 3.3试验设备：恒温干燥箱、电子秤、干燥瓶 4、试验前准备： 4.1清洁度检测工作应在干燥、清洁、安全的工作室内进行，且工作室应有良好的防尘措施。 4.2各种设备仪器应定期检查，以保证测量精度。 4.3所有取样工具和容器等均应预先清洗干净，并用干净的白绸布擦拭，擦拭后白绸布上应出现脏痕。 5、抽样方法： 对于入库的总成，每个型号、每批抽查1件，杂质量按每台计算，如抽查不符合要求，则应加倍抽查，若仍不符合要求，则该批应全部返工清洁。 重庆祥吉机械制造有限公司版次 A 页次2/2 文件名称清洁度检验规范文件编号Q/XJ.3J.JY-01-2015
6、检测操作规程： 6.1在盛器内倒入适量的洁净汽油，将零件放置于器皿内，用刷子蘸取清洗液刷洗总成内腔、外表面，直至清洁干净，可根据总成清洁情况，可适当增加清洗次数，直至清洗干净无杂质。 6.2把滤膜放于过滤装置上，将收集后的所有溶液轻轻倒入漏斗进行过滤，过滤完所有溶液后用喷壶沿着漏斗壁冲洗残留杂质，采集所有杂质。 6.3待所有溶液过滤干净后，将含有所有杂质的滤膜取下，放入清洁器皿中，将放入滤膜的器皿置于恒温干燥箱内干燥。 6.4将恒温干燥箱的烘干温度控制在85°±5℃之间，烘干30分钟后，将滤膜取出，放入干燥瓶内干燥15分钟，再将滤膜放上电子秤称重量，做记录。 6.5杂质重量=烘干后滤膜总量-过滤前滤膜量 7、验收要求：见附件表一 8、数据报告格式：见附件表二 批准审核编制 表一：总成技术要求 序号产品型号及名称清洁度要求（mg) 备注
表面清洁度检测方 法 金属表面镀层和有机涂层都应满足涂(镀)层致密、均匀一致、与基体结合牢固的要求。而涂(镀)层中出现诸如涂(镀)层脱落、鼓泡或发花以及局部无涂覆层等，多数情况下都是由于金属涂(镀)前表面不洁净所致。与有机溶剂涂料相比，以水为溶剂的金属表面涂覆处理，如电镀、阳极氧化、磷化以及水性涂料涂装等对金属表面的有机物污染更为敏感，即使是单分子层的污染物，都可能导致整个工艺的失败。因此，材料表面涂(镀)前处理后的清洁度至关重要，本文就各种检验金属表面清洁度的方法做一总结。 1目测与光学法 光亮金属表面上的油污可用肉眼和借助放大镜或光学显微镜进行观察。其缺点是金属表面的钝态氧化膜及极薄的油污会检查不到。对粗糙及不光亮的金属表面，上述方法就显得无能为力，但可通过用干净、洁白的棉花、布、纸对表面擦拭，然后观察其是否干净，以确定金属表面是否洁净。 2表面张力法 根据表面油污对其表面能的影响，通过金属在一系列表面张力不同的试液中是否浸润以确定其表面能，据此判断其表面的干净程度。如配成从80%乙酸20%水)(V/V，下同)到1%乙醇99%水的系列溶液，其表面张力相应地从24.5×10-5 N/cm增加到66.0×10-5 N/cm。 3油漆法 将除油剂滴在金属表面上，然后蒸干，如无痕迹，表面金属表面是洁净的，如出现圆环则表明有油污存在。 4润湿法 干净的金属表面是亲水的，因此，可以完全被水润湿，当金属表面含有油污时，会出现不被水浸润的断水区域。基于是否亲水这一原理，除了最简单常用的呼气法和雾化器喷雾法外，还有以下几种检测手段。由于金属的氧化膜也是亲水的，因此，这类方法大多不能检测出金属表面的氧化膜是否退净。 4.1喷射图案法 用喷枪将含有0.1%染料的蒸馏水喷于已浸湿的金属表面，观察喷射面的图案。有油污的地方，因不被水浸润不会显示染料色。喷枪的操作条件是：空气压力5.9×10-4～9.8×10-4 Pa，距离60 cm，时间30～50 s。 4.2断水法 将试样浸入水中，然后移出水面，倾斜45°观察表面是否有挂水珠或无水的区域，如有，表明金属表面有油污存在。 4.3汞滴法