涂/镀层材料概述
涂/镀层不仅能够装饰零部件的外观,修复零件表面缺陷,而且还能赋予零件表面特殊性能,包括提高表面硬度、耐磨性、耐蚀性、导电性和高温抗氧化性等。涉及到的产品包括家用电器、汽车、门窗、金属紧固件和电子产品等。由于技术的全新要求和产品的高要求化,而客户对高要求产品及工艺理解不一,于是涂/镀层材料分层、开裂、腐蚀、变色等之类失效频繁出现,常引起供应商与用户间的责任纠纷,所以导致了严重的经济损失。通过失效分析一系列分析验证手段,可以查找其失效的根本原因及机理,其在提高产品质量、工艺改进及责任仲裁等方面具有重要意义。
涂/镀层材料服务群体
涂/镀层材料生产厂商:明确其产品质量问题,并深入产品失效产生可能原因的设计、生产、工艺、储存、运输等阶段,深究失效的根本原因及机理,为提升产品良率及优化生产工艺方面提供依据。
经销商或代理商:控制来料品质,为品质责任提供有利证据。
整机用户:及时跟进产品可靠性,提高产品核心竞争力。
涂/镀层失效分析步骤
①背景调查:
失效背景(失效概况、不良率、服役条件(受力状况及环境说明等)、设计寿命及实际寿命(适用于断裂失效)等信息)、工艺流程(生产工艺流程详细说明)、产品材质规格(机械性能,成分及硬度规格等参数)
②提出分析方案:
㈠外观检查:显微组织观察(金相组织、夹杂物分析、碳化物不均匀度、粗晶层、脱碳层及其他缺陷分析);
㈡非破坏性分析:C-SAM超声波扫描、X射线涂镀层厚度分析等;
㈢破坏性分析:切片分析、SEM/EDS成分分析、红墨水试验等技术分析。
③ 初步结论:综合物理、化学等各类分析手段得到初步失效结论;
④ 验证:设计模拟试验进行失效现象复现,验证初步结论;
⑤ 报告:根据测试结果制作综合失效分析报告,找到失效原因并提出相应改善意见。
主要失效模式(但不限于)
分层、开裂、腐蚀、起泡、涂/镀层脱落、变色失效等、IC分层失效 多层油墨脱落失效、涂层样品界面点腐蚀失效 涂层表面起泡失效;
(1)油漆涂层脱落的可能原因
1、被涂工件表面过分光滑,涂漆前未经表面处理或处理不彻底,表面残存水分、油污、氧化皮等;
2、底漆选择不对造成油漆脱落。如漆膜过硬,使面漆不易粘合或底漆光泽太大等原因;
3、漆膜过厚或漆膜层间干得不透,遇到水气等;
4、烘烤时间温度过高或者时间过长(施工温度不当);
5、油漆喷、涂等施工操作不当。
(2)镀层脱落的可能原因
1、基材表面有油污或异物,经过电镀前处理不能完全清除掉,导致无法产生电镀层;
2、基材有轻微、易脱落的重皮,在电镀后,有外力的作用下,导致有镀层的重皮脱落,露出基材;
3、电镀后,在大的外力作用下(碰撞等),发生镀层与基材脱落;
4、由于电镀后,表面产生较多的颗粒,当外力将颗粒去除后,就露出基材或打底镀层的外观;
5、辅助阳极太靠近产品面,电流过大,引起烧焦现象。
常用手段
成分分析:
参见高分子材料失效分析
热分析:
参见高分子材料失效分析
断口分析:
体式显微镜(OM)
扫描电镜分析(SEM)
物理性能:
拉伸强度、弯曲强度等
模拟试验(必要时)
在同样工况下进行试验,或者在模拟工况下进行试验。