鋁型材涂層耐磨性測(cè)試方法分析

    從建筑工程使用鋁合金型材方面進(jìn)行考慮，我國(guó)常用的鋁型材涂層耐磨性測(cè)試方法主要包括：（1）落砂試驗(yàn)法（2）噴砂試驗(yàn)儀法（3）輪磨試驗(yàn)儀法（4）Taber試驗(yàn)法等，掌握各種測(cè)試方法的特點(diǎn)，并且對(duì)各種測(cè)試方法的特點(diǎn)及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深入的分析研究，對(duì)保證鋁合金型材的質(zhì)量有著重要的意義。

    一、鋁型材涂層耐磨性測(cè)試方法的必要性

    對(duì)于建筑使用鋁型材而言，鋁型材涂層耐磨性是提高型材質(zhì)量的重要依據(jù)，利用多種方法對(duì)鋁型材涂層的耐磨性進(jìn)行測(cè)試，能夠?qū)⒏鞣N方法的測(cè)試結(jié)果體現(xiàn)出來(lái)。我國(guó)常用落砂試驗(yàn)法對(duì)建筑鋁型材涂層的耐磨性進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)這種測(cè)試方法的重現(xiàn)性較差，操作性不強(qiáng)，加大了工作難度。

    因此，在最近幾年，我國(guó)一直對(duì)建筑鋁型材涂層耐磨性進(jìn)行試驗(yàn)，在實(shí)際工作中比較注重使用噴砂試驗(yàn)法，這種試驗(yàn)法在操作上非常簡(jiǎn)單，而且花費(fèi)的時(shí)間較短。

    二、落砂試驗(yàn)法及評(píng)價(jià)

    （1）落砂試驗(yàn)法

    GB5237-2008落砂試驗(yàn)法規(guī)定了鋁合金型材的耐磨性測(cè)試方法，將天然石英砂作為主要的落砂耐磨材料，這種試驗(yàn)方法采用的原理是磨料在一定的高度進(jìn)行自由落下，對(duì)試樣的表面進(jìn)行沖刷，其中沖刷的面積大約為兩毫米左右，利用自由落下的磨料質(zhì)量對(duì)鋁合金型材的耐磨性進(jìn)行測(cè)試。

    GB5237-2008陽(yáng)極氧化型材規(guī)定了落砂試驗(yàn)所磨耗的系數(shù)不得小于每微米三百克，對(duì)于不同表面的鋁合金型材，采用的處理方法是不同的，但是利用落砂試驗(yàn)法對(duì)鋁合金型材的耐磨性進(jìn)行測(cè)試，其原理都是相同的，但是各自使用的測(cè)試儀器、測(cè)試方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)在很大程度上還是存在著差別的。在具體的工作中會(huì)發(fā)現(xiàn)鋁合金型材涂層耐磨性測(cè)試用的落砂實(shí)驗(yàn)法有所不同，使用的落砂測(cè)試儀器也是有區(qū)別的。

    落砂試驗(yàn)準(zhǔn)備工作：

    A.按標(biāo)準(zhǔn)要求制備試板并在適合的溫度、適度，條件允許的情況下進(jìn)行試驗(yàn)。

    B.把一定量的砂倒入漏斗，檢查從導(dǎo)管下端落下的砂流，用底部調(diào)整螺釘校準(zhǔn)裝置，直至互為90攝氏度的兩個(gè)位置上觀察時(shí)，砂束的內(nèi)心正好落在沙流中心位置上為止。用高低調(diào)節(jié)螺母來(lái)調(diào)節(jié)管子管子到涂漆表面的距離根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)，在垂直方向測(cè)量時(shí)，其最近點(diǎn)為1英寸（25mm），用戶需根據(jù)自己的樣板厚度進(jìn)行調(diào)整，出廠時(shí)機(jī)器預(yù)先調(diào)節(jié)25mm。

    倒入一定體積量的砂，并測(cè)出流出時(shí)間，流出速度應(yīng)是內(nèi)流出2L。此速度來(lái)源于ASTM標(biāo)準(zhǔn)，而用國(guó)際中的標(biāo)準(zhǔn)砂作測(cè)試時(shí)，我們測(cè)的速度為1分鐘7L以上。

    C.做試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意，落砂結(jié)束后，應(yīng)把機(jī)器稍微傾斜一下，使漏斗下部的小方塊中多余的砂倒出，在重新放入落砂開(kāi)關(guān)以免落砂開(kāi)關(guān)不能放入。

    （2）評(píng)價(jià)

    落砂試驗(yàn)法在操作上是非常簡(jiǎn)單方便的，但是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所需要的時(shí)間比較長(zhǎng)，并且所測(cè)得的試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性非常差，同時(shí)鋁合金型材磨料對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響較大。究其原因，獲得磨料的途徑不同，即使在某種程度能夠滿足磨料中磨粒的基本要求，但是磨料的磨粒主要形態(tài)及特點(diǎn)是不同的，對(duì)鋁合金型材造成的磨損情況也是不同的。

    因此，為了保證實(shí)驗(yàn)的結(jié)果有很強(qiáng)的對(duì)比性，在具體實(shí)驗(yàn)的時(shí)候應(yīng)該利用相同途徑中所獲得的磨料，并且在使用磨料之前應(yīng)該對(duì)磨料的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)還要檢查磨料的干燥程度是否有符合實(shí)驗(yàn)的要求。

    三、噴砂試驗(yàn)儀法及評(píng)價(jià)

    （1）噴砂試驗(yàn)法

    噴砂試驗(yàn)儀法是在空氣干燥的有利條件下把非常干燥的碳化硅顆粒噴射在鋁合金型材一個(gè)小小的試驗(yàn)區(qū)上面，直到金屬裸露在外面為止。鋁合金型材的耐磨性，也就是指鋁合金型材的平均耐磨程度，是由噴磨時(shí)間以及使用的碳化硅的質(zhì)量來(lái)決定的。

    噴砂試驗(yàn)儀是由不銹鋼、玻璃、黃銅或者一些比較硬質(zhì)的材料制成，主要是由兩個(gè)管子組合形成，其中兩個(gè)管子之間是由同軸進(jìn)行固定進(jìn)而逐漸完善，外管與壓縮空氣發(fā)生器相互貫通，控制閥控制流速對(duì)其中提供的氣體進(jìn)行有效的控制，干燥的磨料通過(guò)內(nèi)管在出口端與空氣混合以后，直接噴射在鋁合金型材試驗(yàn)的表面上。

    在一些國(guó)家對(duì)鋁合金型材中噴砂試驗(yàn)儀法所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)是一致的，只是在一些試驗(yàn)的細(xì)節(jié)部分存在著一點(diǎn)差別，例如對(duì)噴砂試驗(yàn)儀中對(duì)磨粒度的規(guī)定有所不同。

    （2）評(píng)價(jià)

    噴砂試驗(yàn)方法在試驗(yàn)過(guò)程中所需要的時(shí)間是非常短的，并且試驗(yàn)結(jié)果是由試樣測(cè)試結(jié)果和標(biāo)樣測(cè)試結(jié)果進(jìn)行相互間的對(duì)比才得出最終的試驗(yàn)結(jié)果，因此，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，所獲得的結(jié)果有很強(qiáng)的重現(xiàn)性。此外，還要注意噴砂實(shí)驗(yàn)儀器的噴嘴是否出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，如果出現(xiàn)了磨損，那么就要對(duì)噴嘴進(jìn)行及時(shí)更換，確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確無(wú)誤。

    四、輪磨試驗(yàn)儀法及評(píng)價(jià)

    （1）輪磨試驗(yàn)儀法

    輪磨試驗(yàn)儀法又稱輪式磨損試驗(yàn)儀法，同時(shí)也叫平磨耗試驗(yàn)法，輪磨試驗(yàn)儀法的基本原理主要是遵循一定的試驗(yàn)條件，通過(guò)試樣與摩擦輪的外緣上的研磨砂紙作平面往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)完成一次又一次的往復(fù)運(yùn)動(dòng)以后，研磨輪就會(huì)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，逐漸形成一個(gè)還沒(méi)有經(jīng)過(guò)使用的磨砂紙，這個(gè)新的磨砂紙會(huì)與試驗(yàn)形成的區(qū)域進(jìn)行相互間的接觸，然后進(jìn)行繼續(xù)研磨的運(yùn)行過(guò)程。輪磨試驗(yàn)儀的耐磨性是由試驗(yàn)的厚度和試樣的質(zhì)量來(lái)決定的。

    （2）評(píng)價(jià)

    輪磨試驗(yàn)儀法只適用于表面非常平整的試樣，并且很容易對(duì)試樣條件進(jìn)行及時(shí)控制，在整個(gè)試驗(yàn)的過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)磨輪需要修整的情況，同時(shí)沒(méi)有遇到磨輪老化現(xiàn)象，因此，整個(gè)試驗(yàn)獲得的結(jié)果的重復(fù)性效果非常好，但是在試樣過(guò)程中需要注意的問(wèn)題是要經(jīng)常對(duì)磨輪試驗(yàn)紙進(jìn)行及時(shí)更換處理，避免出現(xiàn)磨輪試驗(yàn)紙沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)更換給試驗(yàn)結(jié)果造成不利影響。

    五、Taber試驗(yàn)法及評(píng)價(jià)

    （1）Taber試驗(yàn)法

    Taber試驗(yàn)法也稱旋轉(zhuǎn)摩擦橡膠輪法，在1963年，Taber磨耗試驗(yàn)儀產(chǎn)生，主要用于磨耗承變力的測(cè)試。經(jīng)過(guò)多年的研究，Taber磨耗試驗(yàn)儀在許多場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用，并且在工業(yè)發(fā)展中歐應(yīng)用的范圍非常廣。這種試驗(yàn)儀的主要結(jié)構(gòu)是由夾試樣的轉(zhuǎn)盤(pán)、摩擦轉(zhuǎn)輪和加載裝置組合而成。

    （2）評(píng)價(jià)

    Taber試驗(yàn)法可以廣泛應(yīng)用于鍍層、涂層、金屬、非金屬材料的耐磨性試驗(yàn)，但是在具體的試驗(yàn)過(guò)程中需要注意的是要對(duì)橡膠砂輪進(jìn)行及時(shí)的維修，并且要進(jìn)行及時(shí)的更換。