中華人民共和國國家標準
磁性金屬基體上非磁性覆蓋層厚度測量
磁性方法
GB 4956-85
本標準規(guī)定了使用磁性測厚儀器無損測量磁性金屬基本上非磁性（包括釉瓷和搪瓷）覆蓋層厚度的方法。
該方法適用于平試樣的測量。不適用于非磁性基體上覆蓋層的測量。
本標準等效采用國際標準ISO2178-1982《磁性金屬基體上非磁性覆蓋層厚度的磁性測量方法》。
1 原理
磁性測厚儀是測量永久磁鐵（測頭）和基體金屬之間由于存在覆蓋層而引起磁引力的變化；或者是測量通過覆蓋層與基體金屬磁路磁阻的變化。
2 影響測量精度的因素
2.1 覆蓋層厚度
測量精度隨覆蓋層厚度的變化而變化，并與所選用的測厚儀器的設(shè)計有關(guān)。對于薄的覆蓋層，其測量精度是一個常數(shù)，與覆蓋層厚度無關(guān)；對于厚的覆蓋層，其精度與覆蓋層厚度近似成正比。
2.2 基體金屬磁性
磁性法測厚受基體金屬磁性變化的影響（在實際應(yīng)用中，低碳鋼磁性的變化可以認為是輕微的），為了避免熱處理和冷加工因素的影響，應(yīng)使用與試樣基體金屬具有相同性質(zhì)的校準標準片對儀器進行校準；亦可用待鍍復(fù)試樣進行校準。
2.3 基體金屬厚度
對每一種儀器都有一個基體金屬的臨界厚度，這個臨界厚度視不同型號的儀器而異。若基體金屬厚度超過這一臨界厚度值，測量值將不受基體金屬厚度增加的影響。臨界厚度值取決于儀器的測頭和基體金屬的性質(zhì)。如果儀器制造廠未提供臨界厚度值，則應(yīng)通過試驗確定。
2.4 邊緣效應(yīng)
本方法對試樣表面形狀的陡變敏感，因此太靠近邊緣或內(nèi)轉(zhuǎn)角處進行測量是不可靠的，除非儀器對此測量進行了專門的校準。這種邊緣效應(yīng)大約可以延伸到離邊緣15mm處，但視儀器而定。
2.5 曲率
試樣的曲率對測量有影響，曲率的影響與儀器的制造和類型有關(guān)，但這種影響總是隨著曲率半徑的減小而明顯地增大。
如果使用雙極測頭儀器時，測頭沿著或垂直于圓柱體的軸向表面測量，可能得到不同的讀數(shù)。
因此在彎曲試樣上進行測量是不可靠的，除非儀器對此測量進行了專門的校準。
2.6 表面粗糙度
如果在粗糙表面上的同一參考面積內(nèi)所測得的一系列數(shù)值明顯地超過儀器固有的重現(xiàn)性，則要求測量的次數(shù)至少應(yīng)增加到5次。
2.7 基體金屬機械加工方向
當使用雙極式測頭或被磨損而不平整的單極式測頭測量時，儀器的讀數(shù)會受到磁性基體金屬機械加工（如滾軋）方向的影響，隨著測頭在被試樣表面上的取向不同而變化。
2.8 剩磁
基體金屬的剩磁對使用固定磁場儀器所測量所測得的數(shù)值可能有影響，但對使用交變磁場磁阻型儀器進行測量時，這種影響小得多。
2.9 磁場
周圍各種電氣設(shè)備所產(chǎn)生的強磁場，會嚴重地干擾磁性測厚儀的工作。
2.10 附著物質(zhì)
由于磁性測厚儀對那些防礙測頭與覆蓋層表面緊密接觸的附著物質(zhì)是十分敏感的，所以必須清除附著物質(zhì)以保證儀器測頭和被測試樣表面直接接觸。
2.11 覆蓋層的電導(dǎo)率
有些磁性測厚儀器在200-2000赫茲頻率范圍內(nèi)工作，在這一頻率范圍內(nèi)，高電導(dǎo)率的厚覆蓋層中會產(chǎn)生渦流，影響讀數(shù)。
2.12 測頭壓力
應(yīng)用磁引力原理測厚儀，測量讀數(shù)可能受測頭相對于地球重力場方向的影響，因此儀器測頭在水平或倒置位置上進行測量時，儀器應(yīng)作相應(yīng)的校準。
3 儀器的校準
3.1 概述
測量前，每臺儀器應(yīng)按制造廠的說明書，選擇適當?shù)男蕵藴势M行校準，或者選擇有覆蓋層的待測試樣，用磁性法測得的厚度值與適用于有關(guān)特殊覆蓋層的國標方法測得的厚度值進行比較。
儀器在使用期間，每隔一段時間要進行校準。并注意第2章中所列舉的影響因素以及第4章中所規(guī)定的操作程序。
3.2 校準標準片
可采用已知厚度的箔或已知覆蓋層厚度的試樣作為校準標準片。
3.2.1 校準箔
“箔”是指非磁性金屬或非金屬的箔或墊片。
一般可采用箔作校準標準片。為了保證良好的接觸，通常不推薦用箔來校準磁引力原理的儀器，如果采取了一些必要措施，在某些情況下還是可以采用箔作校準標準片。
“箔”有利于曲面上的校準，而且比用有覆層的標準片更合適。
為了避免測量誤差，必須保證箔與基體金屬的緊密接觸，避免使用有彈性的箔。校準箔易形成壓痕，因此要經(jīng)常更換。
3.2.2 有覆蓋層的標準片
在基體金屬上覆蓋一層均勻的、已知厚度的，并與基體金屬牢固結(jié)合的覆蓋層作為標準片。
3.3 檢驗
3.3.1 校準標準片的基體金屬的磁性和表面粗糙度，應(yīng)當與試樣基體金屬的磁性和表面粗糙度相同。為了證實標準片的適用性，可用校準標準片的基體金屬與被測試樣基體金屬上所測得的讀數(shù)進行比較。
3.3.2 為了有效地排除基體機械加工方向的影響和剩磁的影響，在校準儀器時必須將測頭旋轉(zhuǎn)90度。
3.3.3 如果試樣的基體金屬厚度沒有超過2.3中所規(guī)定的臨界厚度，則試樣與樣準片的基體金屬厚度須相同。
一般用足夠厚度的相同材料來加厚標準片或試樣，使其讀數(shù)與基體金屬厚度無關(guān)。
3.3.4 如果待測覆蓋層的曲率已達到不能在平面上校準，則有覆蓋層的標準片的曲率或置于校準箔下的基體金屬的曲率，應(yīng)與試樣的曲率相同。
4 操作程序
4.1 概述
每臺儀器應(yīng)按照制造廠說明書進行操作，并應(yīng)當注意第2章中所列舉的影響因素。
每次測量前，要在測試場所對儀器進行校準，在間斷使用中也要經(jīng)常對儀器進行校準，以確保儀器處于正常的工作狀態(tài)。
操作時應(yīng)當遵守下列條款的規(guī)定。
4.2 基體金屬厚度
檢查基體金屬厚度是否超過臨界厚度，如果沒有，就應(yīng)按照3.3.3中所敘述的方法進行校準。
4.3 邊緣效應(yīng)
不應(yīng)在靠近試樣的突變處如邊緣、孔洞和內(nèi)轉(zhuǎn)角進行測量，除非已驗證對此測量所作的校準是可靠的。
4.4 曲率
不應(yīng)在試樣的變曲表面上進行測量，除非已驗證對此測量所作的校準是可靠的。
4.5 讀數(shù)的次數(shù)
通常由于儀器每次讀數(shù)并不完全相同，因此必須在每測量面積內(nèi)取幾個讀數(shù)。覆蓋層厚度的局部差異，也要求在任一給定的面積內(nèi)進行多次測量，表面粗糙時更應(yīng)如此。
4.6 機械加工方向
如果機械加工方向明顯地影響讀數(shù)，則在試樣上進行測量時，要使測頭的方向與校準時的取向一致，或者將測頭在四個互為90度的方向上進行四次測量。
4.7 剩磁
如果基體金屬存在剩磁，在使用固定磁場雙極式測頭儀器測量時，必須在互為180度的兩個方向上進行測量。
為了得到可靠的測量結(jié)果，必須除去試樣的磁性。
4.8 表面清結(jié)度
測量前，應(yīng)清除表面上附著物質(zhì)，如灰塵、油脂及腐蝕產(chǎn)物等，但不要除去任何覆蓋層。測量時，應(yīng)避免在有明顯且不易去除的缺陷部位上進行測量，如在焊渣、酸蝕斑、毛刺和氧化物等處進行測量。
4.9 鉛覆蓋層
使用磁引力型儀器測量鉛覆蓋層厚度時，測頭會粘附覆蓋層，遇此情況，可以在覆蓋層表面涂一層很薄的油膜，以提高測量讀數(shù)的重現(xiàn)性，但應(yīng)該擦掉過量的油。如使用拉力型儀器測量時，應(yīng)保持覆蓋層表面呈干燥狀態(tài)。除鉛覆蓋層外，涂油不能用于其它覆蓋層。
4.10 技巧
測量讀數(shù)取決于操作者的技巧，例如，每個人對測頭所施加的壓力或平衡力的速率是不同的。若由同一操作者進行校準和測量，或使用恒壓力測頭，都可以使這種影響降低，或減至最小。本方法應(yīng)盡量使用恒壓裝置測頭，或使用測量架進行測量。
4.11 測頭定位
一般儀器的測頭應(yīng)垂直于試樣表面上的測量面，對磁引力型儀器更是必要。但對于某些儀器則希望將測頭略微傾斜，并選擇獲得最小讀數(shù)的傾斜角。在光滑表面上測量，如果儀器的讀數(shù)明顯地隨傾斜角的變化而變化，則說明測頭可能已經(jīng)磨損，需要更換。
如果磁性測厚儀的測頭是在水平或從下往上倒置進行測量是時，如果沒有克服測量系統(tǒng)所受的重力，分別在那些位置上進行校準。
5 精度要求
測量精度取決于儀器的性能、操作和校準情況。此方法能使所測得的覆蓋層厚度值與真實值的誤差在±10%或1.5微米以內(nèi)，兩個誤差取其較大的。
附加說明：
本標準由中華人民共和國機械工業(yè)部提出提出，由機械工業(yè)部武漢材料保護研究所歸口。
本標準由機械工業(yè)部武漢材料保護研究所負責起草。
本標準主要起草人胡鐵騎、鐘立暢。
自本標準實施之日起，原部標準JB2119-77《金屬覆蓋層厚度試驗方法 磁性法》作廢。
1985-02-14發(fā)布
1985-12-01實施
