現(xiàn)實中零部件的腐蝕現(xiàn)象是無可避免的，所以在使用壽命內(nèi)必須保證有足夠的防腐保護。其中涂層厚度是衡量金屬或非金屬防腐涂層質(zhì)量的主要參數(shù)，它也密切影響著零部件的功能特性和裝配尺寸。

　　片狀鋅基(達克羅)涂層(由Dörken MKS(德爾肯)公司提供)是一種常見的防腐蝕功能涂層。片狀鋅基(達克羅)涂層屬于非電解涂層，它為零部件提供良好的防腐蝕保護。該涂層由片狀鋅粉和片狀鋁粉一同混合到無機基質(zhì)中組成(標準ISO 10683和歐洲標準EN 13858中定義)。片狀鋅基(達克羅)涂層包括底漆和面漆，底漆對于零部件起到高陰極腐蝕保護作用。鋅是一種廉價金屬，在自我腐蝕的同時很好保護了鋼不受腐蝕。一旦涂層被損壞，底漆中的鋅就會與水和氧氣發(fā)生接觸，起到自我犧牲保護鋼不被腐蝕的作用。

　　表1：鹽霧試驗時間與涂層厚度對應表

　　面漆的作用是加強零部件的腐蝕保護和賦予涂層更多功能特性，如增加化學或機械阻力，著色或確定螺紋零件摩擦系數(shù)。片狀鋅基(達克羅)涂層厚度僅有8-20μm。根據(jù)標準DIN EN ISO 9227-NSS，該涂層能保護零部件在鹽霧試驗中1000小時以上不受金屬(紅銹)的腐蝕。

　　圖一：涂層厚度為9μm的測試板：沒有經(jīng)過鹽霧腐蝕測試(左)和根據(jù)DIN EN ISO 9227-NSS標準鹽霧測試1200小時后(右)。右邊測試板沒有腐蝕現(xiàn)象

　　所需的涂層厚度需要由涂層系統(tǒng)和防腐蝕方法來確定。標準“DIN EN ISO 10683 Connecting elements - Non-electrolytically applied zinc flake coatings緊固件-非電解片狀鍍層” 說明了腐蝕保護與涂層厚度的關系(鹽霧試驗時間，不出現(xiàn)紅銹)。不同涂層厚度的涂層測試板(圖1和圖2)表明了這種相關性。

　　圖二：涂層厚度為11μm的測試板：沒有經(jīng)過鹽霧腐蝕測試(左圖)和根據(jù)DIN EN ISO 9227-NSS鹽霧試驗2500小時后(右圖)。右圖測試板沒有腐蝕現(xiàn)象

　　目前很多產(chǎn)品都需要進行噴涂。通過噴涂或浸漬紡絲方式將合適粘度的原材料(類似于清漆)噴到底材上，且必須控制濕膜厚度在合格范圍內(nèi)，后通過烘干固化得到相應的干膜。

　　在噴涂工藝早期階段測量涂層厚度，可以穩(wěn)定工藝質(zhì)量和保證產(chǎn)品質(zhì)量。在理想情況下，人們希望有測厚設備能無損測量固化前后的涂層厚度，且要求測量可靠精準，高重現(xiàn)性，簡單和快速，它還應該能測量彎曲表面涂層厚度，如螺絲的邊緣和角落部位。

　　過往，人們普遍使用基于磁感應原理的接觸式膜厚儀來測量涂層厚度，該技術需要將探頭手動定位，探針內(nèi)部線圈的交流電根據(jù)金屬或磁性的基材發(fā)生衰減來估算涂層厚度。這種接觸測厚方法只能測量固化后的涂層厚度，基材表面的粗糙度也會影響測量結果，有可能出現(xiàn)較高的標準偏差。此外，這種測量方法也會受到零部件的幾何形狀和基材材料的限制，如不能放置探頭在彈簧絲或螺紋上、不適用于不銹鋼等基材。

　　圖三：coatmaster Flex 適用于非接觸式無損測量濕膜或干膜的涂層厚度

　　為了彌補接觸式膜厚儀缺點，瑞士coatmaster AG公司研發(fā)了一種基于光熱原理(Advanced Thermal Optics)的測量設備。計算機控制光源對待測表面進行短暫加熱，然后使用內(nèi)置的高速紅外傳感器無損記錄動態(tài)溫度曲線，使用專門開發(fā)的算法來終確定涂層厚度。

　　由于該測厚系統(tǒng)采用非接觸測量模式，用戶可以測量進烤爐前的濕膜，實時得出干膜涂層厚度。該設備具有精度高和重復性好的產(chǎn)品優(yōu)勢，有效協(xié)助操作人員實現(xiàn)檢查控制工藝過程。目前，coatmaster測量系統(tǒng)能直接投入到實際生產(chǎn)線中測量零部件涂層厚度，片狀鋅基(達克羅)涂層系統(tǒng)也包括在內(nèi)。coatmaster AG公司現(xiàn)已正式推出了手持非接觸式膜厚分析儀coatmaster Flex，為簡便測量提供成熟精確的測量技術(圖3和圖4)。

　　coatmaster測厚設備的技術優(yōu)點在于能測量固化前后的涂層厚度，在允許測量角度和距離內(nèi)能進行精確無損的測量，也適用于彎曲，角落處等隱蔽部位。

　　圖四：重復測量固化后片狀鋅基(達克羅)涂層厚度

　　將測厚設備直接集成在涂裝生產(chǎn)線上，可以監(jiān)控底漆和面漆的涂層厚度。通過顯微切片法得出涂層厚度，在coatmaster Flex中輸入該值對每種涂層材料進行校準，然后儲存校準程序。這樣，coatmaster Flex可以在1秒內(nèi)快速精準測量涂層厚度。如果測量未固化涂層，它能實時得出固化后的干膜厚度。圖4為重復測量固化后鋅片的涂層厚度。

　　位于Herdecke的Dorken MKS技術中心進行了一系列測試，證明coatmaster Flex的精準性和重復性。通過顯微切片法確定涂層厚度，對coatmaster Flex進行校準(如圖5所示)。

　　圖五：用光學顯微鏡測量片狀鋅基(達克羅)涂層厚度

　　比較兩種測量方法表明：無論是測量濕膜還是干膜，coatmaster Flex與光學顯微鏡的涂層厚度測量結果基本吻合(圖6)。使用coatmaster Flex測量液體油漆實驗表明，測量與噴涂之間的時間間隔會影響測試結果(圖7)。例如，在噴涂該液體油漆后45秒時進行校準，如果在相同環(huán)境條件下在45秒后使用此應用進行測量，則測量數(shù)據(jù)將沒有偏差。由于溶劑蒸發(fā)程度的差異，如果在噴涂后0秒或90秒進行測量，該油漆的大偏差可達10%。為了達到測量精度，在校準時，閃光校正與噴涂之間的時間間隔應等于真正測量厚度時與噴涂的時間間隔。

　　圖六：比較顯微鏡法和Flex在干燥狀態(tài)下測量涂層厚度(左：Flex測量干膜，右：Flex測量濕膜)。兩種測量設備具有很高的相關性(R2 = 0.998)。顯微鏡測量法的標準誤差小于1.5 μm，coatmaster Flex的測量標準誤差小于0.3 μm

　　在重復測量實驗中，coatmaster Flex的測量偏差小于0.3μm。coatmaster Flex可以測量零件固化前的涂層厚度，從而能在涂層烘干前的早期階段檢測涂層厚度并及時糾正工藝偏差。此外，它也能對干膜進行精確且高重復性的測量，穩(wěn)定工藝和保證產(chǎn)品質(zhì)量。即使產(chǎn)品外形復雜或由各種基材的零件也能輕松測量。

　　圖七：使用coatmaster Flex測量鋅片固化前底漆的涂層厚度的時間函數(shù)

　　用coatmaster Flex測量片狀鋅基(達克羅)涂層發(fā)現(xiàn)，固化前底漆厚度隨時間變化而變化。由于溶劑的蒸發(fā)導致了涂層厚度發(fā)生變化。噴涂后45秒進行校準，可以使用相應應用程序在90秒內(nèi)精確得出干膜厚度，大誤差為10%。

　　考慮到coatmaster Flex的上述優(yōu)勢，OberflächentechnikS. Scherdel GmbH&Co. KG公司(噴涂DörkenMKS片狀鋅基(達克羅)涂層系統(tǒng)的噴涂設備)為了保證出貨產(chǎn)品質(zhì)量決定購買coatmaster Flex。目前，該設備正在針對汽車行業(yè)的終客戶進行審批。

　　DörkenMKS技術管理部的Tobias Kleyer：“有了coatmaster Flex，我們的客戶可以快速輕松監(jiān)控他們的噴涂工藝，這可以節(jié)省成本并確保產(chǎn)品質(zhì)量。因此，客戶對該設備十分滿意。”

　　新版標準DIN ISO 2808中提及到了coatmaster方法，它是涂層厚度測量的標準方法，這將進一步簡化其在實際噴涂中的使用。

　　Dörken MKS-Systeme GmbH &Co. KG(德爾肯)評價：

　　“The coatmaster enablesus to measure the thickness of our zinc lamella systems in wet conditions andthus save a lot of time. The high accuracy and fast repetition rate make it anindispensable tool for commissioning and monitoring coating processes.”

　　“我們使用coatmaster來測量固化前的鋅片涂層防腐蝕系統(tǒng)，它能節(jié)省我們大量的時間成本。該設備具有快速測量、測量精度高和重復性好等優(yōu)點，成為高效調(diào)整工藝參數(shù)和監(jiān)測工藝質(zhì)量的關鍵工具。”

　　——應用技術經(jīng)理Christian Rabe