【机械行业标准(JB)】 离子镀硬膜厚度试验方法 球磨法

中华人民共和国机械行业标准 JB/T 7707-95 离子镀硬膜厚度试验方法—球磨法 1 主题内容与适用范围 本标准规定了离子镀硬膜的球磨试验方法。本标准适用于由PVD和CVD方法制成的各种硬膜，也可用于氧化膜和电镀层厚度的试验。 2 球磨法原理和膜厚计算 球磨法是一种断面观察法。该方法通过一个添加适量研磨膏的旋转钢球，在试件表面研磨出一个用于观察和测量的球面凹坑。钢球与膜层表面及基体的接触部分形成了两个同心圆（参见图1：研磨凹坑断面图）。 膜层厚度与钢球半径和研磨凹坑尺寸有关，其计算关系如式（1）所示： T = f(R, 2a) 其中： T：膜层厚度 (μm) R：钢球半径 (um) 2a：研磨后膜层表面形成的边缘直径 (um) （注1）钢球在圆柱体表面上的研磨凹坑为一椭圆球面，则2a和2b为椭圆的长轴。 （注2）复合膜在研磨后得到的是一组同心圆环（或椭圆环），每一组圆环代表相应的膜层，可以测得各膜层的厚度。 3 试验方法 3.1 球磨装置 球磨装置主要由磁性夹具、电动机、转轴、载物台、底板和电源构成（参见图2：球磨装置）。测试时，应调节转轴位置和载物台倾角，使钢球与试件的测试点和转轴接触。在电动机转动时，钢球受摩擦力矩的作用而旋转。 3.2 试验要求 a. 试件的基体表面粗糙度 R ≤ 0.8 μm。 b. 钢球采用滚珠轴承钢制成，直径应为 10~30mm，通常取 20mm。 c. 金刚砂研磨膏粒度为 3 μm。 3.3 试验程序 1. 将试件装夹在载物台上。 2. 将钢球搁置在试件的测试点（曲面应是其顶点）和转轴上，确保转轴的轴线与膜面平行。 3. 在钢球表面涂上适量研磨膏，并滴酒精稀释。 4. 启动电动机使钢球旋转。 5. 当研磨深度达到膜层厚度的两倍时停止研磨，并擦净试件表面。 6. 将试件置于实物光学显微镜的载物台上。 7. 在放大 100 倍下测量研磨凹坑的尺寸，并按式（1）计算膜层厚度。 附加说明： 本标准由全国金属与非金属覆盖层标委会提出，由武汉材料保护研究所归口，上海工具厂负责起草。