铝及铝合金阳极氧化膜检测方法.doc

ICS 25.220.20
H 20

中华人民共和国国家标准
GB/T 12967.7－200×

铝及铝合金阳极氧化膜检测方法
第7部分：落砂试验仪法测定
阳极氧化膜的耐磨性

Test Methods for anodic oxidation coatings
of aluminium and aluminium alloys
Part 7：Measurement of abrasion resistance of anodic
oxidation coatings with a sand falling test Apparatus

（预审稿）

200×－××－××发布 200×－××－××实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会发布

GB/T 12967.7－200×

前 言

GB/T 12967《铝及铝合金阳极氧化膜检测方法》分为7个部分：
——第1部分 用喷磨试验仪测定阳极氧化膜的平均耐磨性
——第2部分 用轮式磨损试验仪测定阳极氧化膜的耐磨性和耐磨系数
——第3部分 铜加速乙酸盐雾试验(CASS试验)
——第4部分 着色阳极氧化膜耐紫外光性能的测定
——第5部分 用变形法评定阳极氧化膜的抗破裂性
——第6部分 目视观察法检验着色阳极氧化膜色差和外观质量
——第7部分 用落砂试验仪测定阳极氧化膜的耐磨性
本部分为GB/T 12967的第7部分。
本部分参照了JIS H 8682-3:1999《铝及铝合金阳极氧化膜耐磨性试验方法－第3部分：落砂磨损试验方法》。
本部分的附录A是规范性附录。
本部分由中国有色金属工业协会提出。
本部分由全国有色金属标准化技术委员会归口。
本部分负责起草单位：国家有色金属质量监督检验中心、
本部分参加起草单位：
本部分主要起草人：

I
GB/T 12967.7－200×
铝及铝合金阳极氧化膜检测方法
第7部分：用落砂试验仪测定阳极氧化膜的耐磨性

1 范围
1.1 本部分规定了采用落砂试验仪测定阳极氧化膜耐磨性的方法。
1.2 本部分适用于铝及铝合金阳极氧化膜耐磨性的测定。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 2480 普通磨料 碳化硅（GB/T 2480-2008）
GB/T 4957 非磁性基体金属上非导电覆盖层 覆盖层厚度测量 涡流法（GB/T 4957-2003，ISO2360:19 82，IDT）
GB/T 8005.3 铝及铝合金术语 第3部分：表面处理术语（GB/T 8005.3-2008，ISO7583:1986，Anodizing of aluminium and its alloys —vocabulary trilingual edition，MOD）
3 术语和定义
GB/T 8005.3确立的以及下列术语和定义适用于本部分。
3.1
试样 test specimen
待检验的样品。
3.2
标准试样 standard test specimen
按附录A所给条件制备的样品。
3.3
协议参比试样 agreed reference specimen
按供需双方所认可的条件制备的样品。
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4 方法原理
使磨料通过导管自规定的高度落下，冲刷试样表面的膜层，直到磨出基材为止。膜层的耐磨性可用磨耗单位涂层厚度所用的磨料质量或体积来评定，也可用将检验结果和标准试样（附录A）或协议参比试样的检验结果相比较而获得的相对磨耗系数来评定。
5 试验用仪器及磨料
5.1 落砂试验仪
落砂试验仪主要由漏斗、导管、试样支架等部分组成，其结构示意图见图1。
导管内径20mm
玻璃漏斗
内径70mm
试样
45°
970mm
1000mm
磨料流速调节器
供料漏斗

内角60°
开关
50mm
内径5mm

图1 落砂试验仪结构示意图

5.2 磨料
磨料采用采用黑碳化硅颗粒。磨料的合适粒度为GB/T 2480中规定的F80。磨料可重复使用50次，每次使用前应在105℃温度下烘干。
6 试验环境
6.1 试验温度为室温，相对湿度小于80％。试验样品至少在此试验环境下放置24h。
6.2 试验时应注意避风。

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7 试验步骤
7.1 试样
7.1.1 根据需要和可能，切取大小适宜的待检试样，但不能损坏试样的检验表面。
7.1.2 试样应在工件的装饰面上截取。当不能在工件上直接取样时，可以使用与产品相同材料以及相同处理条件制成的平板试样。
7.2 磨耗系数的测量
7.2.1 用涡流测厚仪按GB/T 4957规定的方法测量试样（7.1）的膜厚。
7.2.2 将试样固定在落砂试验仪（5.1）的试样支架上，其受检面向上，调整试样使测定膜厚区域的中心正好处在导管的正下方且受检面与导管的之间的角度成45º±1°。
7.2.3 把经称量的磨料（5.2）加入漏斗（精确到1g），打开开关让磨料（5.2）自由落下，同时开始计时，流量控制在320g/min±10g/min，观察受检试样（7.1），当试样（7.1）受检面上露出基材，并逐渐扩大至2mm左右时，立即关上开关停止落砂并停止计时，再称取所剩磨料（5.2）的质量（精确到1g）。从以上2次称量中，计算出磨穿试样（7.1）所需用的磨料（5.2）质量，同时记录试验时间。
7.3 相对磨耗系数的测量
7.3.1 概述
在使用落砂试验仪法测定试样的耐磨性时，试验结果可以与标准试样（3.2）或协议参比试样（3.3）的试验结果相比较，并用相对磨耗系数来表示。其值大于1时表示磨耗程度大于标准试样，小于1表示磨耗程度小于标准试样。
7.3.2 相对磨耗系数的测定
7.3.2.1 按7.2条所规定的步骤，用标准试样（3.2）置换试样（7.2）后进行试验。
7.3.2.2 当需要并经供需双方同意后，可以用协议参比试样（3.3）来替代标准试样（3.2），并按7.2条规定的步骤进行试验。
8 结果表示
8.1 磨耗系数
按公式（1）计算试样的磨耗系数（f）：
…………………………………………………………（1）
式中：
fm——磨耗系数，单位为克每微米（g/μm）或秒每微米（s/μm）；
m ——磨耗试样所需的磨料质量或试验时间，单位为克（g）或秒（s）；
d ——试样的局部膜厚，单位为微米（μm）。
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8.2 相对磨耗系数
8.2.1 按公式（2）计算标准试样的磨耗系数（fms）：
…………………………………………………………（2）
式中：
fms ——标准试样的磨耗系数，单位为克每微米（g/μm）或秒每微米（s/μm）；
ms ——磨耗标准试样所需的磨料质量或试验时间，单位为克（g）或秒（s）；
ds ——标准试样的膜厚，单位为微米（μm）。
8.2.3 按公式（3）计算以标准试样为基准的相对磨耗系数（Wms）：
…………………………………………………………（3）
式中：
Wms ——以标准试样为基准的相对磨耗系数，无量纲值；
fm ——试样的磨耗系数，单位为克每微米（g/μm）或秒每微米（s/μm）；
fms ——标准试样的磨耗系数，单位为克每微米（g/μm）或秒每微米（s/μm）。
8.2.4 按公式（4）计算协议参比试样的磨耗系数（fmr）：
…………………………………………………………（4）
式中：
fmr ——协议参比试样的磨耗系数，单位为克每微米（g/μm）或秒每微米（s/μm）；
mr ——磨耗协议参比试样所需的磨料质量或试验时间，单位为克（g）或秒（s）；
dr ——协议参比试样的膜厚，单位为微米（μm）。
8.2.5 按公式（5）计算以协议参比试样为基准的相对磨耗系数（Wmr）：
…………………………………………………………（5）
式中：
Wmr ——以协议参比试样为基准的相对磨耗系数，无量纲值；
fm ——试样的磨耗系数，单位为克每微米（g/μm）或秒每微米（s/μm）；
fmr ——协议参比试样的磨耗系数，单位为克每微米（g/μm）或秒每微米（s/μm）。
9 试验报告
试验报告至少应包括以下内容：
a) 试样号；
b) 本部分编号；
c) 试验温度和相对湿度；
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d) 所用仪器的类型、型号；
e) 所用磨料的种类；
f) 磨耗系数和（或）相对磨耗系数等试验结果；
g) 试验点的数量和位置；
h) 试验日期；
i) 其它有关试验的说明。

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附录A
（规范性附录）
标准试样的制备

A.1 范围
本附录规定了通过阳极氧化处理来制备耐磨试验用标准试样的方法。
A.2 方法概要
将指定牌号和状态的铝板制成固定尺寸的试样，于规定的条件下，在硫酸水溶液中对试样进行阳极氧化，使试样表面生成厚度为20μm±2μm的阳极氧化膜。经过这种阳极氧化处理的试样即可作为耐磨试验用标准试样。
A.3 试样
试样选用H14状态的1050A抛光铝板或冷轧铝板，尺寸为140mm×70mm，厚度在1.0mm～1.6mm之间。
A.4 制备过程
A.4.1 预处理
预处理只进行脱脂处理（允许采用轻微的碱浸蚀、电化学抛光或化学抛光）。
A.4.2 阳极氧化
A.4.2.1 用硫酸水溶液进行阳极氧化，溶液中游离硫酸浓度应保持在180g/L±2g/L，铝离子浓度应保持在5g/L～10g/L之间。
A.4.2.2 阳极氧化应在20℃±1℃的温度下进行，电流密度应控制在1.5A/dm2±0.1A/dm2，采用压缩空气进行搅拌，氧化时间为45min。
A.4.2.3 试样（A.3）在槽液中进行氧化时，应呈轴水平、竖直放置。阳极表面保持强烈搅拌，电流应稳定，波动不超过5％。每次氧化的试样（A.3）不超过20块，电解液的体积为每个试样（A.3）不小于10L。
A.4.3 封孔
在每升含有1g醋酸铵的去离子水中（pH5.5～6.5），于沸腾情况下封孔60min。
注：严格控制阳极氧化条件时，可以制取非常精确的试样，并且还具有较好的重现性。采用本附录C的规定，标准试样的相对偏差为±10％。

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