(高清版)GB∕T 38020.2-2019 表殼體及其附件 金合金覆蓋層 第2部分：純度、厚度、耐腐蝕性能和附著力的測試

ICS39.040.10GB/T38020.2—2019表殼體及其附件金合金覆蓋層附著力的測試fineness,thickness,corrosionresistanceandadhesion(ISO3160-2:2015,MOD)國家市場監(jiān)督管理總局中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T38020.2—2019本部分為GB/T38020的第2部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分使用重新起草法修改采用ISO3160-2:2015《表殼體及其附件金合金覆蓋層第2部分：本部分與ISO3160-2:2015的技術(shù)性差異及其原因如下：用等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)的GB/T4955代替ISO2177;用等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)的GB/T6462代替ISO1463;用等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)的GB/T9288代替ISO11426;用等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)的GB/T10125代替ISO9227;用等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)的GB/T增加引用了GB/T18043;16921代替ISO349;用等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)的GB/T18179代替ISO12687;用等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)的GB/T19351代替ISO14647;用等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)的GB/T20018代替ISO3543;用等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)的GB/T用修改采用國際標(biāo)準(zhǔn)的GB/T本部分由中國輕工業(yè)聯(lián)合會提出。本部分由全國鐘表標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC160)歸口。1GB/T38020.2—2019表殼體及其附件金合金覆蓋層附著力的測試GB/T38020的本部分規(guī)定了表殼體及其附件包括不可從表殼上卸下的表帶的金合金覆蓋層純GB/T4955金屬覆蓋層覆蓋層厚度測量陽極溶解庫侖法(GB/T4955—2005,ISO2177:2003,IDT)GB/T6462金屬和氧化物覆蓋層厚度測量顯微鏡法(GB/T6462—2005,ISO1463:2003,GB/T9288金合金首飾金含量的測定灰吹法(火試金法)(GB/T9288—2006,ISO11426:GB/T10125人造氣氛腐蝕試驗(yàn)鹽霧試驗(yàn)(GB/T10125—2012,ISO9227:2006,IDT)GB/T16921金屬覆蓋層覆蓋層厚度測量X射線光譜方法(GB/T16921—2005,ISO3497:2000,IDT)GB/T18043首飾貴金屬含量的測定X射線熒光光譜法GB/T18179金屬覆蓋層孔隙率試驗(yàn)潮濕硫(硫華)試驗(yàn)(GB/T18179—2000,idtGB/T19351金屬覆蓋層金屬基體上金覆蓋層孔隙率的測定硝酸蒸汽試驗(yàn)GB/T20018金屬與非金屬覆蓋層覆蓋層厚度測量β射線背散射法(GB/T20018—2005,ISO3543:2000,IDT)GB/T31563金屬覆蓋層厚度測量掃描電鏡法(GB/T31563—2015,ISO9220:1988,MOD)GB/T38020.1表殼體及其附件金合金覆蓋層第1部分：一般要求(GB/T38020.1—2019,ISO3160-1:1998,MOD)ISO3868金屬和其他無機(jī)物覆蓋層覆蓋層厚度的測量斐佐多光束干涉法(Metallicandothernon-organiccoatings—Measurementofcoatingthicknesses—Fizeaumultiple-beaminterferometrymethod)ISO4538金屬覆蓋層硫代乙酰胺腐蝕試驗(yàn)(TAA試驗(yàn))[Metalliccoatings—Thioacetamidecorrosiontest(TAAtest)]2GB/T38020.2—2019ISO27874金屬和其他無機(jī)覆蓋層電氣、電子和工程用電鍍金和金合金覆蓋層規(guī)范和試驗(yàn)方法(Metallicandotherinorganiccoatings—Electrodepositedgoldandgoldalloycoatingsforelectrical,electronicandengineeringpurposes—Specificationandtestmethods)3術(shù)語和定義3.1有效表面significantsurface對部件外觀和耐用性能具有重要意義的金合金覆蓋的表面部分。4概述結(jié)果的解釋要求具備一定的共識，如有必要應(yīng)在供應(yīng)商和客戶之間達(dá)成協(xié)議。由于這些幾乎不可避免試驗(yàn)方法適用于GB/T38020.1中規(guī)定的所有金合金覆蓋層。5金純度測試如果純度測試是在從基體金屬分離出來的金合金覆蓋層上進(jìn)行，所使用的從基體金屬上分離金合金覆蓋層的方法不應(yīng)影響有效范圍內(nèi)金合金覆蓋層的純度。對復(fù)合覆蓋層來講，所測試的覆蓋層含量是平均含量，依照GB/T38020.1,最低應(yīng)為585%。在附錄A中規(guī)定了試樣的分離方法。應(yīng)用下列任一種方法來測定含量：a)在含水溶液中還原的化學(xué)分析法，例如二氧化硫或任何其他合適的還原劑；b)用以下方法分析：1)GB/T9288中規(guī)定的灰吹法(火試金法);2)掃描電子顯微鏡的能量色散譜法(SEM/EDS);3)原子吸收光譜分析法；4)分光光度測定法；5)GB/T18043中規(guī)定的X射線熒光光譜法；6)GB/T16921中規(guī)定的X射線光譜方法；7)等離子體發(fā)散光譜測定法(ICP法);c)試金石法(僅用于評價(jià)近似的純度);d)任何其他物理化學(xué)法。3GB/T38020.2—2019使用的任何方法得出純度的準(zhǔn)確度應(yīng)在50%范圍內(nèi)。附錄B是這兩種參考方法的說明。在保證士10%測量精度的情況下，應(yīng)使用下列任一種測量金合金覆蓋層厚度的試驗(yàn)方法：金合金覆蓋層的厚度(局部厚度);b)ISO27874規(guī)定的用溶解法和化學(xué)分析法測量任何金合金覆蓋層的厚度(平均厚度);c)GB/T6462中規(guī)定的顯微鏡測量方法進(jìn)行溶解和測量；d)GB/T20018中規(guī)定的β射線背散射法；e)GB/T16921中規(guī)定的X射線光譜法(熒光法);f)GB/T4955中規(guī)定的陽極溶解庫侖法；g)ISO3868中規(guī)定的斐佐多光束干涉法；h)GB/T31563中規(guī)定的掃描電鏡測量法；i)能夠保證準(zhǔn)確度的任何其他物理化學(xué)方法。在仲裁的情況下，應(yīng)使用GB/T6462中規(guī)定的顯微鏡測量方法(局部厚度)。在金合金覆蓋物品上出現(xiàn)的各種形式的腐蝕可分為三類：a)發(fā)生在覆蓋層縫隙處基體金屬上的腐蝕點(diǎn)：電化學(xué)電池可以在這些點(diǎn)及覆蓋層和基體金屬的邊界處作用并加速滲透。c)由含硫溶液引起的腐蝕(大氣的硫化氫、硫化橡膠等):這樣的溶液也可能在保護(hù)層縫隙處侵蝕建議試驗(yàn)應(yīng)能在一定程度上區(qū)別這些效應(yīng)。金合金覆蓋層應(yīng)能抵抗下述的所有試驗(yàn)條件。根據(jù)商腐蝕的進(jìn)展與周圍環(huán)境的相對濕度有密切的關(guān)系。在試驗(yàn)報(bào)告中。測定耐腐蝕性能的試驗(yàn)適用于可提供給客戶條件下的成品中，在生產(chǎn)過程中也可適用。但對結(jié)果的任何解釋都應(yīng)考慮產(chǎn)品在最終條件下所具備的形式。如果被測成品是在準(zhǔn)備交付使用狀態(tài)下遞交測試的，無需進(jìn)行凈化處理。在不充分地清洗后遺留4GB/T38020.2—2019下的殘余物將會對表面變色起很大的影響，因此有必?cái)嚢璧乃逑磩?，再在蒸餾水和乙醇或異丙醇的混合劑中清洗。在氯化物溶劑中清除油漬是不夠的。試樣的非有效表面應(yīng)涂上一層漆或覆蓋層以確保在整個(gè)試驗(yàn)過程中足以抵抗對受保護(hù)的金屬造成侵蝕。7.3覆蓋層的連續(xù)性(孔隙率試驗(yàn))數(shù));——去離子水：50%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。容器內(nèi)盛入約10mm高的這種溶液。器壁應(yīng)襯有浸入溶液的白色厚吸水紙。應(yīng)在距液面和容器壁至少30mm處將試樣懸掛在玻璃鉤上。試驗(yàn)期間的溫度應(yīng)為(23±2)℃。試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間應(yīng)為24h。觀察時(shí)，試樣有效表面上不應(yīng)出現(xiàn)目視可見的綠點(diǎn)或綠色沉積物。模鑄鋅基合金上不應(yīng)出現(xiàn)白色沉積物。試驗(yàn)應(yīng)在一個(gè)玻璃或耐酸塑料制成的合適密閉容器中進(jìn)行。試樣的各面應(yīng)暴露在腐蝕的氣體中。5GB/T38020.2—20197.3.3.2試驗(yàn)溶液混合溶液應(yīng)有下列成分：——結(jié)晶焦亞硫酸鈉(Na?S?O?p.a.ACS):45%(質(zhì)量分?jǐn)?shù));——去離子水：55%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。容器內(nèi)盛入約10mm高的這種溶液，器壁應(yīng)襯有浸入溶液的白色厚吸水紙。7.3.3.3試樣的位置應(yīng)在距液面和容器壁至少30mm處將試樣懸掛在玻璃鉤上。7.3.3.4試驗(yàn)期間的溫度試驗(yàn)期間的溫度應(yīng)為(23±2)℃。7.3.3.5試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間應(yīng)為24h。7.3.3.6試驗(yàn)判定標(biāo)準(zhǔn)觀察時(shí)，試樣有效表面上不應(yīng)出現(xiàn)目視可見的腐蝕痕跡。低純度覆蓋層允許輕微整體變暗。7.3.4無法判定的基體金屬不能判定基體金屬時(shí)，用7.3.2中所述的試驗(yàn)。7.3.5硝酸蒸汽試驗(yàn)試驗(yàn)按照GB/T19351的規(guī)定進(jìn)行。7.4人工汗試驗(yàn)7.4.1試驗(yàn)容器試驗(yàn)應(yīng)在密閉的能被加熱到40℃的硼硅酸玻璃(或耐腐蝕性能相當(dāng)?shù)牟牧?容器中進(jìn)行。7.4.2試驗(yàn)溶液所用的溶液應(yīng)有下列成分：——氯化鈉(NaClp.a.ACS,ISO):20g/L; 氯化氨(NH?Clp.a.ACS,ISO):17.5g/L;——尿素[NH?CONH?p.a.ACS,≥99.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),同義詞：碳酰胺，碳酰二胺脲]:5g/L;——醋酸[CH?COOH,p?o=1.048g/cm3~1.052g/cm3,≥99.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))]:2.5g/L;——消旋乳酸[CH?CH(OH)COOH,p2o=1.21g/cm3,非常純的phEur,BP,E270,大約90%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))]:15g/L;——?dú)溲趸c溶液(NaOHp.a.ISO)(濃度：80g/L):要求的含量應(yīng)使溶液pH值達(dá)到4.7。容器內(nèi)盛入約10mm高的溶液。然后用玻璃噴霧器將相同溶液的細(xì)霧噴灑在試樣表面上，并立即將試樣置于試驗(yàn)氣體中。7.4.3試樣的位置應(yīng)在距液面和容器壁至少30mm處將試樣懸掛在玻璃鉤上。6GB/T38020.2—2019試驗(yàn)期間的溫度應(yīng)為(40±2)℃。試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間至少24h。按照GB/T10125中的規(guī)定進(jìn)行。按照ISO4538中規(guī)定的試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行48h。按照GB/T18179中的規(guī)定進(jìn)行。8附著力測試不同金合金覆蓋層的附著力試驗(yàn)應(yīng)滿足ISO27874試驗(yàn)方法的要求。這些試驗(yàn)要求應(yīng)是供需雙方7GB/T38020.2—2019A.1概述可用第5章中所述方法之一測試金含量。由于完全采用機(jī)械方法進(jìn)行分離僅在少數(shù)情況下可以做過下述辦法之一予以保證：a)試樣的角和棱邊或部分試樣應(yīng)通過銼或其他方法進(jìn)行倒角以增加侵蝕面積。這一過程不可避免的要將一些金合金覆蓋層損失掉。由于該方法僅涉及金合金覆蓋層的純度，與被測試樣含c)用機(jī)械方法(例如刮削)盡可能去掉大量的金合金覆蓋層而將黏附的基體金屬在酸中溶解掉。A.2基體金屬的溶解體積濃硝酸加4體積蒸餾水)的硝酸。對700%的較低純度的金合金覆蓋層，應(yīng)用質(zhì)量濃度為1.05g/mL(1體積濃硝酸加9體積的蒸餾水)的較稀的硝酸。在較稀的酸中基體金屬完全溶解的時(shí)間略長一些。當(dāng)基體金屬溶液出現(xiàn)混濁狀況(由于錫的出現(xiàn))時(shí)，可以給溶液中加入2%的氫氟酸或5%的氟硼酸以避免這個(gè)問題(在聚丙烯容器中)。對不銹鋼基體，用質(zhì)量濃度為1.125g/mL的鹽酸(5體積濃鹽酸加3體積蒸餾水)。鋁合金可以在10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的氫氧化鈉溶液中溶解。通常這樣的試樣有不受氫氧化鈉溶液侵蝕的銅和/或鎳的底在每種溶解中，需將溶液加熱到90℃~95℃來溶解基體金屬和底鍍層(若有的話)。待基體金屬完全溶解后，應(yīng)將溶液倒掉，剩下的金合金覆蓋層要先用稀硝酸再用蒸餾水清洗數(shù)次，并在100℃下這些剩下的金合金覆蓋層按上述要求清洗并烘干。由于氫氧化錫緊緊地粘在金合金覆蓋層上，因此對含錫的基體金屬要特別注意。為了避免任何多幾次硝酸以避免干擾氫氧化錫的沉淀。還應(yīng)避免煮沸溶液。在基體金屬完全溶解后，將剩下的金合金覆蓋層在蒸餾水中清洗，然后在熱鹽酸中處理(1份濃鹽酸加9份蒸餾水)以保證將黏附的氫氧化錫完全溶解掉。將剩下的金合金覆蓋層按照以上所述進(jìn)行清洗和烘干。通過溶解基體金屬和底鍍層(若有的話)保留下來的金合金覆蓋層要稱重，并用5.2中所述方法之盡管采取了預(yù)防措施，在溶解基體金屬過程中金合金覆蓋層難免會被化學(xué)侵蝕。如果這種情況發(fā)8GB/T38020.2—2019試樣電解后失去的重量，計(jì)算出金合金覆蓋層的純度。為得到足夠準(zhǔn)確的結(jié)果，稱重的準(zhǔn)確度至少該方法的細(xì)節(jié)詳見GB/T4955中的規(guī)定。9GB/T38020.2—2019(規(guī)范性附錄)測定金合金覆蓋層純度參考方法的實(shí)施B.1灰吹法灰吹法在基體溶解(方法見附錄A)之后進(jìn)行，基體溶解之后剩下的金合金覆蓋層的質(zhì)量要足夠多，最好不低于125mg。當(dāng)含金量太少且基體是銅合金時(shí)，需要注意用基體化學(xué)溶解法對金合金覆蓋層的純度進(jìn)行調(diào)整的風(fēng)險(xiǎn)更重要。B.2SEM/EDS在金相截面上對雙方約定的區(qū)域用SEM/EDS方法進(jìn)行分析。至少進(jìn)行4次測量。準(zhǔn)備用來制備金相截面的試樣，預(yù)先會覆蓋除金合金覆蓋層成分以外的其他一種或幾種元素組成的電偶覆蓋層，然后將整個(gè)試樣(包括試樣和所有覆蓋層)嵌入到導(dǎo)電樹脂中(如含碳樹脂)。覆蓋層厚度的可取值至少為1.5μm,因?yàn)闇y試時(shí)，電子束與材料相互作用的體積應(yīng)小于覆蓋層的厚度。推薦使用以下參數(shù)：——真空度：10-3Pa～10-?Pa;——加速電壓：15kV～20kV,這種情況下，建議分析M峰標(biāo)識的X射線譜，因?yàn)檫M(jìn)行定量分析時(shí)，金的M峰比L峰更有效；——超時(shí)采集：在20%～30%之間。測試報(bào)告應(yīng)包含使用的參數(shù)，尤其是所用的電子源類型、超級采集和用于抑制矩陣效應(yīng)的校正模式。對于復(fù)合覆蓋層的試樣，如果每一層的厚度都大于1.5μm,利用SEM/EDS分析得到的每一層的各個(gè)純度值可以計(jì)算出多層覆蓋層的整體純度的近似平均值，見(B.1):式中：FmF?,F?,…,F,————整體平均純度；分別代表第1、2,……,n層的平均純度；分別代表第1、2,……,n層的厚度?！?B.1)對于有些覆蓋層厚度小于1.5μm(比如著色覆蓋層或沖擊覆蓋層)的復(fù)合覆蓋層試樣，測試時(shí)只對厚度大于1.5μm的覆蓋層進(jìn)行純度測量，但計(jì)算整體平均純度時(shí)，則要考慮所有層的厚度。待測層厚度應(yīng)在按C.7能譜儀測定純度位置的樣本的相同位置處優(yōu)先測量。示例：2t?整體平均純度Fm式中：Fsc?——底層SC2Fsc——底層SC3t?底層SC3可以通過式(B.2)計(jì)算：的純度；的純度；和底層SC2的厚度之和；和最終層FL的厚度之和。GB/T38020.2—2019(規(guī)范性附錄)測試金合金覆蓋層厚度主要試驗(yàn)方法概述C.1溶解方法和ISO27874中規(guī)定的化學(xué)分析法在金合金覆蓋層沒有受到侵蝕情況下用化學(xué)或電化學(xué)方法溶解基體金屬。試樣的形狀和大小應(yīng)是能使金合金覆蓋層面積測量的準(zhǔn)確度達(dá)到5%或更高。用金合金覆蓋層的面積、質(zhì)量和密度來計(jì)算平均厚度。如果用純金的密度(19.3g/cm3)代替真密度來計(jì)算厚度，會得到較低的厚度值。真密度的近似值可以通過溶解金合金覆蓋層并對結(jié)果溶液中的金和合金元素進(jìn)行分析來獲得。C.2GB/T6462中規(guī)定的顯微鏡測量方法根據(jù)GB/T38020.1,該方法用于5μm以上厚度的測試。對非標(biāo)準(zhǔn)和更低的厚度應(yīng)考慮C.3和C.6中給出的方法。該方法對于金的厚度不小于0.5μm的準(zhǔn)確度為±10%。應(yīng)注意該方法需要有與被測金合金覆蓋層成分相同的金合金標(biāo)樣來校準(zhǔn)。C.4GB/T16921中規(guī)定的X射線光譜方法該方法用發(fā)射和吸收X射線光譜來測試厚度。一般認(rèn)為在0.5μm～7.5μm的范圍內(nèi)它的準(zhǔn)確度高于±10%。通常該方法能夠測試單位面積金的質(zhì)量。鍍層厚度可以用單位面積質(zhì)量和密度來計(jì)算。C.5ISO3868中規(guī)定的干涉測量法鍍層厚度可通過將一單色光束直接照射在金合金覆蓋層和無覆蓋層區(qū)域之間的邊界上來測量。在給定的試樣上，可通過選擇遮蔽金合金覆蓋層并溶解非遮蔽區(qū)來產(chǎn)生邊界。金合金覆蓋層最好用庫侖計(jì)法(見C.6)進(jìn)行溶解。干涉測量法的準(zhǔn)確度通常高于0.2μm。由于這是一種直接的方法，所以不需C.6GB/T4955中規(guī)定的陽極溶解庫侖法C.5中提到的作為干涉測量法準(zhǔn)備階段的該方法也可直接用于測量金合金覆蓋層的厚度。在該方法里，金合金覆蓋層是從一個(gè)精密確定的區(qū)域里陽極溶解出的。厚度是根據(jù)溶解基體金屬鍍層中所消耗的電量來