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
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Fe+Cu2+→Cu+Fe2+这一反应的发生而产生粉红色Cu，而有油污的表面看不到粉红色的铜置换层。
7警铃法
本法是铜及其合金的专用检测方法。当铜及合金浸于0.025 mol/L多硫化钠溶液中时，静置到一定时刻，会看到铜样突然变墨，因此称为警铃法，铜表面越干净，则变黑的时间越短。
8其他方法
除前面提到的几种方法，有些资料还推荐了铁氰化钾法、荧光法、染料法、放射示踪法、燃烧法等，视其应用环境及条件不同而各有优缺点。
蔡司全自动清洁度分析仪（Particle Analyzer） 总体描述： 零部件表面的洁净度对于零部件工作的可靠性和持久性有着非常重要的影响。零部件表面的污染物多为切屑、毛刺、铸沙、焊渣、磨料等固体颗粒。这些污染物会加速零件的磨损，会堵塞元件的节流孔使元件失去调节功能，会进入滑阀间隙使阀芯卡死，会拉伤油缸内表面使泄漏增加或使输出力减小，会损坏泵的配油盘使泵烧伤或研死……。这些情况的出现最终将系统功能丧失或彻底瘫痪。因此，必须从每个环节的每一个细节入手来防止和减小污染物的产生，才可能保证安装后的系统能够安全可靠的运行。 蔡司最新推出的Particle Analyzer的出现将工业清洁度控制过程提升到了全新的高度。Particle Analyzer清洁度分析仪采用全自动分析方式将过滤膜上的污染颗粒进行快速成像，无需多重图像分析即可实现将颗粒尺寸大小、形貌分析一步完成，在实现快速对污染物等级的快速评定同时还可以对污染物来源进行分析。Particle Analyzer全自动清洁度分析仪已经成为零部件表面清洁度分析和污染物控制的首选。
产品特点： 1、适合精密清洗定量化的清洁度检测，尤其使用于检测微小颗粒和带色杂质颗粒 2、对整个过滤膜上的颗粒进行分析，因此分析的准确性和可靠性更高。 3、采用全自动分析方式，因此分析效率更高，同时软件符合国家、国际标准等多国标准（ISO4406、ISO4407、IOS16232、NAS1638、ASTMD4378-03、VDA19）。标准可自行添加。 产品应用： 对于许多行业，清洁度控制都非常重要。同汽车行业一样，这些行业也常发生很多使产品寿命和可靠性降低的质量问题，其中主要症结都在于零件加工过程中清洗不净，整机装配时又混入不少杂质和尘埃。因此要确保产品的质量和可靠性，它们也必须要求严格清洁的零件。这些行业包括：汽车零部件、轴承、发动机、汽轮机、航空、半导体、数据存储、医疗设备、通讯、精密仪表，大型工矿设备的磨损监测等。
零件清洁度检验作业指导书 1 检验目的： 1.1 为了明确零件清洁度要求，便于总装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零部件清洁度的检查和评定。 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：清洁度检查员。 6 检验频次：1件/每周。 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：蒸馏水、喷壶、孔径为5um的微孔滤膜； 7.3 检验工具：无齿镊子、清洁放膜干燥皿。 8 检验方法： 8.1 将零件放置于器皿内，用喷壶冲刷零件清洗部位，将冲刷下来的物质全部倒入烧杯中，冲洗不掉的残留物，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，做记录。
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，真空抽滤烧杯中的溶液，过滤完成后用喷壶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105°±5℃之间。烘干15分钟后，将滤纸取出，放入干燥瓶内干燥15分钟后，将滤膜放入电子秤称重，做记录。 8.6 杂质质量即为：杂质重量=过滤后总量-过滤器重量 9 注意事项： 9.1 操作者衣着、双手应清洁； 9.2 所有取样工具和容器均应清洗干净，目测无异物； 10 采用标准： 摩丁铝铸件清洁度标准规范：CP0012 11评价标准及结果判断： 11.1评价标准：杂质最大重量：5.8mg， 最大长度：levei4:3.175mm 最大面积；2.58mm2 11.2结果判断：根据实验结果，填写清洁度记录，并通知相关总装车间。 编制：校对：审核：
品制产 总体 响。污染阀间配油必须后的 全新的污析一分析和污蔡司品牌：卡尔制造商：德产地：德国体描述： 零部件表零部件表染物会加速间隙使阀芯油盘使泵烧须从每个环的系统能够 蔡司最新新的高度。污染颗粒进一步完成，在析。Partic 污染物控制司全自动清尔·蔡司 德国卡尔蔡司国 表面的洁净度面的污染物速零件的磨损芯卡死，会拉烧伤或研死。环节的每一个够安全可靠的新推出的Par Particle A 进行快速成像在实现快速cle Analyz 制的首选。 清洁度分司公司 度对于零部物多为切屑损，会堵塞元拉伤油缸内表这些情况的个细节入手的运行。 rticle Ana Analyzer 清像，无需多重速对污染物等er 全自动清分析仪（P 型号：P 经销商联系方式部件工作的可、毛刺、铸元件的节流表面使泄漏的出现最终手来防止和减alyzer 的出清洁度分析重图像分析等级的快速清洁度分析Particle Particle A ：北京普瑞式：800-89可靠性和持铸沙、焊渣、流孔使元件漏增加或使输终将系统功能减小污染物出现将工业清析仪采用全自析即可实现将速评定同时还析仪已经成为Analyze Analyzer 瑞赛司仪器有90-0660 持久性有着非、磨料等固失去调节功输出力减小能丧失或彻物的产生，才清洁度控制自动分析方将颗粒尺寸还可以对污为零部件表er） 有限公司 非常重要的固体颗粒。这功能，会进入小，会损坏泵彻底瘫痪。因才可能保证安制过程提升到方式将过滤膜寸大小、形貌污染物来源进表面清洁度分 的影这些入滑泵的因此，安装到了膜上貌分进行分析
产品1、粒 2、3、多国标准产品对于多使洗不它们汽轮 的磨品特点： 适合精密清对整个过滤采用全自动国标准（IS 准可自行添品应用： 于许多行业使产品寿命不净，整机们也必须要轮机、航空 磨损监测等清洗定量化滤膜上的颗动分析方式SO4406、IS 添加。 业，清洁度控命和可靠性降机装配时又混要求严格清洁、半导体、 等。 化的清洁度检颗粒进行分析式，因此分析SO4407、IO 控制都非常降低的质量混入不少杂洁的零件。 数据存储检测，尤其析，因此分析效率更高OS16232、N 重要。同汽量问题，其中杂质和尘埃。这些行业包 、医疗设备其使用于检测分析的准确性高，同时软件NAS1638、A 汽车行业一样中主要症结都。因此要确包括：汽车 备、通讯、精 测微小颗粒性和可靠性件符合国家ASTMD4378-样，这些行都在于零件确保产品的质车零部件、轴 精密仪表，粒和带色杂质性更高。 家、国际标准-03、VDA19行业也常发生件加工过程中质量和可靠轴承、发动大型工矿设 质颗准等9）。生很中清靠性，动机、设备
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。
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
汽车零部件清洁度,颗粒度大小分析系统 ?产品编号: 清洁度检测分析 ?产品型号: BH-CIA300 ?所属类别: 汽车零部件检测解决方案- 清洁度分析检测 ?所属品牌: 德国徕卡 ?所属用途: 金相岩相分析 ?应用领域: 金属 产品特性: 清洁度标准ISO4406、ISO4407、ISO16232、NAS1638、VDA19、GB/T 2 汽车零部件清洁度,颗粒度大小分析系统
全自动清洁度分析系统BH-CIA300 Automatic Cleanliness Inspection System 制造商:BAHENS 1、全自动清洁度分析系统Automatic Analysis System 系统组成:BAHENS立体显微镜、德国原装进口电动台,自动拍照系统、全自动清洁度分析 软件,DELL 高性能计算机等。 显微镜:国产立体显微镜,适合25 微米以上杂质的检测。 自动扫描台:德国进口自动,行程76X52mm,最小步进0、02 微米、 检测范围: 整个滤膜 检测内容杂质尺寸 杂质数量 杂质形状分类:颗粒或纤维 杂质性质分类:反光(金属),亚光(非金属,金属氧化物) 清洁度标准ISO4406、ISO4407、ISO16232、NAS1638、VDA19、GB/T 20082、GB/T 14039,工厂自定义 清洁度自动评级自动,可编辑 清洁度专用报告自动,可编辑 最小检测尺寸25 微米 按照ISO16232 的基本原则,可对滤膜上大于25 微米的杂质进行精确检测。 自动扫描整个试样(通常就是滤纸)、自动拍照,颗粒自动识别、统计、分析,自动检查清洁度、自动生成专业分析报告; 检测流程与内容包括: 1) 对直径47 毫米(或更小)的滤纸进行自动与高精度扫描,全自动图像拼接,全自动拍照。
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
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：
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
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
精心整理 检验检测报告 INSPECTION TEST REPORT 安装工程有限公司 检验检测报告 产品名 称/检测名称实验室检测 样品数量2间 洁净度等 级 一间整体万级（7级）局部百 级（5级）、 一间十万级（8级） 施工单 位 ------ 检测类别委托检测 受检单 位 地址 委托人委托日期2017-06-03 检测地 点 实验室检测状态静态 检测日 期 2017-06-10 报告日期2017-06-18 检测依据GB50591-2010《洁净室施工及验收规范》、GB/T16292-2010《医药工业洁净室（区）悬浮粒子的测试方法》 判定依据GB50073-2013《洁净厂房设计规范》、GB50346-2011《生物安全实验室建筑技术规范》、受检方使用要求。
检测项 目 悬浮粒子计数、温度、相对湿度、静压差、噪音、照度所用仪 器仪器制造单位型号证书编号 设备检定单 位 激光尘埃粒 子计数器 Y09-301 温湿度计DT-321S 数字微压计DP1000-ⅢB 数字式照度计AR813A 声级计AWA5636 检测结论 依据GB/T16292-2010《医药工业洁净室（区）悬浮粒子的测试方法》对受检单位实验室悬浮粒子计数进行检测，其检测结果为局部百级实验室整体符合万级标准，局部符合百级标准，P2实验室符合十万级标准； 依据GB50591-2010《洁净室施工及验收规范》对受检单位实验室温度、相对湿度、静压差、噪音、照度进行检测，其检测结果符合相应标准。 检测数据详见后续页。 签发日期：2017年6月18日 备注 编制：审核：批准：检验项 目名称标准要求检验结果 单项结 论 悬浮粒 子数，pc/m3 局部百级实验室 （整体万级） 粒径≥0.5μm 7级（万级） <352000 A1=13192 A2=11896 合格 粒径≥5μm A1=942
零部件清洁度测试标准 在分析技术清洁度时，必须考虑标准（VDA-19.1、ISO-16232）以及客户特定的测试 规定。这些标准规定了分析过程中必须使用的提取方法和测试设备。客户规范或图纸中 规定了特定部件的清洁度要求，基于我们多年了经验，我们收集和整理了部分相关标准， 下面是部分可供参考/选择的清洁度检测标准和试验规范。 AGCO GF10750201 Global Hydraulic Cleanliness Practice Materials KG PML 00419 Behr GmbH & Co. KG BKA doc00981120120724112202 Test Specification for the Analysis of Gunshot Powder Residues
BMW AG 10283184-000-03 Refrigerant Compressor BMW AG DIN73411-2 Hoses and Compounds BMW AG QV11111 Technical Cleanliness BMW AG QV17006 Components in the coolant circuit BMW AG QV33019 Front and rear axle BMW AG QV64037 capacitor Borg Warner APN-002-F Cleanliness of transmission parts Borg Warner APN-096 Cleanliness of transmission parts
清洁度检测方法 1 适用范围 本标准规定了摇臂总成清洁度的检测方法。 2 工作环境 摇臂总成清洁度的检测应在明亮、通风、干燥并有良好的防尘及严格防火措施的检验室内进行。 3 测量器具及清洗液 3.1 不同规格的尼龙圆刷、扁刷、异形刷。 3.2 不同规格的洗瓶、注射器（不带针头）。 3.3 不同尺寸的盆、盘及带盖的桶等容器。 3.4 无齿镊子（端头扁平）。 3.5 磁铁。 3.6 真空泵（真空度不大于80kPa）及滤膜过滤装置。滤膜过滤装置示意图如下： 3.7 滤膜：5μm微孔滤膜（两次烘干称量不超过0.4mg）。 3.8 清洗液：溶剂汽油（NY--120#）。 3.9 感量为万分之一的分析天平。 3.10 烘箱、干燥器、称量瓶。 4 杂质收集 4.1 准备工作 4.1.1 操作人员应穿戴清洁的工作衣、工作帽及鞋，并洗净双手。 4.1.2 零件的非测定部位应清理干净。
4.1.3 所有取样的工具、支架和容器均应清洗干净。 4.1.4 使用的清洗液应经高于10倍左右的滤膜过滤。 4.1.5 用镊子将滤膜放入称量瓶中，半开盖放入已升温到90℃±5℃的烘箱中，保持60分钟，取出，置于干燥器中冷却30分钟，然后称重待用。根据需要可采用多张滤膜一起烘干称重，但每个称量瓶中不得超过3张，要求滤膜互相错开放置，同时要求滤膜每次称重差值不大于0.4 mg。 4.2 操作步骤 4.2.1 清洗表面时，用扁刷蘸满清洗液，并与注射器或洗瓶等容器配合使用，反复冲洗所有测定部位。 4.2.2 清洗各种孔道时，用大于孔径的圆柱刷和注射器等器具配合清洗；对不通的盲孔冲洗后，用磁铁吸出盲孔底部的铁屑，清理出盲孔底部的其他杂质，直至冲洗干净。 4.2.3 使用各种器具清洗时，应防止带有杂质的清洗液飞溅在容器之外，以利收集全部的带有杂质的清洗液。 5 杂质的收集与称重 5.1 将收集的带有杂质的清洗液用滤膜进行真空抽滤。 5.2 使带有杂质的滤膜所沾带的清洗液充分挥发。 5.3 将带有杂质而无清洗液的滤膜放入称量瓶中按4.1.5条款的规定进行称重。 6 杂质的计算 W=G1-G2 式中：W——杂质质量（mg） G1——过滤后带有杂质的滤膜的称重（mg）
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1 Purpose 目的 为规范成品轴承装配后的清洁度检测操作程序。 To regulate the assembly of finished bearing after the dirt count test procedures. 2 Scope 使用范围 本规程适用于成品轴承涂油包装后的清洁度检测。 The procedure applied to bearings dirt count testing after packaging. 3 Responsibility 职责 工流体实验室负责各单元的清洁度检测工作。 Fluids lab is responsible for dirt count test.. 4 Definition 术语（无） 5 Procedures 过程及要求 (浸没法)方法适用于外径0 到12英寸的轴承和零部件，检测频次及数量参照附录1。 (Dip Method)Test for contaminant content of 0 to 12 inch OD bearing components，test frequency and quantity per addendum 1. 仪器设备 Apparatus 5.1.1.1 微孔耐热玻璃支架（xx10 047 20 ） Millipore pyrex filter holder xx10 047 20 5.1.1.2 标准微孔滤膜微米孔隙HAWP 04700 20 Standard Millipore micrometer pore size HAWP 04700 5.1.1.3 微孔玻璃密封装置，显示屏和制动器xx10 0470 32 Millipore glass seal base, screen, and stopper xx10 0470 32 1-2L规格的弯臂抽气瓶（1公升微孔xx10 047 05） One or two liter side arm filter flasks（Millipore one liter xx10 047 05）5.1.1.4塑料管 Plastic tubing 5.1.1.5 防爆炸真空泵（适当的防止粉碎就可以）。 Vacuum pump Fisher Scientific 5.1.1.6塑料洗瓶 Plastic Wash bottle 5.1.1.7不锈钢容器或玻璃烧杯（必须足够大，可让部件平放到容器底部，并与容器有一定间隙）。 Stainless container or glass beaker(must be large enough to allow components to lay flat on bottom with room to spare) 5.1.1.8不锈钢镊子 Stainless steel forceps 5.1.1.9干燥箱 Drying oven
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。
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。
各种保护性油漆的性能在极大程度上取决于施工前表面处理的标准，适用于包括钢铁、砖石及木材等各种表面。对于高耐久性油漆体系，若要充分体现其昂贵体系的价值，则有必要除去表面所有锻痕及其它污染物。 一、金属 (1) 新表面 A．钢铁 1．喷砂处理 实践证明，无论是在施工现场还是在装配车间，喷砂处理都是除去锻痕的最有效方法。这是成功使用各种高性能油漆系统的必要处理手段。喷砂处理的清洁程度必须规定一个通用标准，最好有标准图片参考，并且在操作过程中规定并控制表面粗糙度。表面粗糙度取决于几方面的因素，但主要受到所使用的磨料种类及其粒径和施力方法(如高压气流和离心力)的影响。对于高压气流，喷嘴的高压程及其对工件的角度是表面粗糙度的决定因素；而对于离心力或机械喷射方法来说，喷射操作中的速率是非常重要的。喷砂处理完成后必须立即上底漆。所有油脂及污染物必须在上漆前清除。 2．湿喷砂或砂洗 这种方法是使用砂浆及高压水来除去旧漆、锻痕及蚀物。使用这种方法，极大程度上克服了普通喷砂处理中粉尘对健康的危害。同样，表面粗糙度及清洁效率取决于水压及砂浆中磨料的浓度。 这种处理方法的一个主要缺点是清洁好的钢铁表面将立即开始生锈，因此与普通喷砂处理比较，表现出一种较次的表面。要在水中加入阻锈剂但必须十分小心，因为有些阻锈剂会影响随后漆膜的性能。 3．车间预上底钢结构 在车间经过自动喷砂处理并在装配前预上底漆的钢结构，在施以最后的保护性油漆系统前，通常需要进行特殊处理。所有损伤区域，会继续生锈，这些区域必须被重新喷砂处理，或用手工方法彻底清洁至可接受的标准。在施以高性能油漆体系前，通常需要重新喷砂处理，这需要在所有可能的场合做具体的规定。这种处理方法也通常用于焊接及焊接前无法上底漆的钢结构连接部分。 4．酸洗清洁酸洗清洁 是一种古老的车间处理方法，用于除去钢铁的锻痕。目前仍有几个步骤在被使用，通常为一个双重体系包括酸腐蚀及酸钝化。 酸清洁的一个缺点是它将钢铁表面清洁了但没有一个粗糙度，而粗糙度则有助于提高重防腐油漆的附着力。 5．火焰清洁 当今，火焰清洁过程已经很少被使用。与其它低标准表面处理方法如手工工具清洁或低等级喷砂处理一样，它们不能除去那些深深附（SSPC SP8）着的锻痕及锈迹，因而不适合用于尖端重防腐油漆。 火焰清洁的主要优点在于它能除去一些化学污染及保持表面温暖干燥，这有助于底漆的干燥并增强附着力。 6．电动工具清洁 这种方法是使用手持电动工具如旋转钢丝刷、砂轮或砂磨机，除去表面之疏松锻痕，损伤漆膜及锈蚀物。瑞典标准等级SIS055900包括了相应的图片标准。（SSPC SP3） 7．手工工具清洁
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