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劃格試驗

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發(fā)布時間：2025-03-12 17:04:40 更新時間：2025-03-11 17:10:12

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

劃格試驗（Cross-Cut Test）是評估涂層、鍍層或薄膜與基材之間附著力的常用方法，適用于涂料、金屬鍍層、電子薄膜等材料的質量控制。以下是基于 ASTM D3359-23（涂層附著力標準） 和 ISO 2409:2020（色漆和清漆劃格試驗） 的系統(tǒng)化檢測方案：

一、核心檢測項目與標準

檢測目標	適用材料	標準方法	判定標準
涂層附著力	油漆、粉末涂層、電鍍層	ASTM D3359（Method B：十字劃格法）	分級0B~5B（0B最佳）
薄膜結合力	真空鍍膜、PVD/CVD薄膜	ISO 2409（劃格間距1mm/2mm）	分級0~5（0最佳）
印刷層附著力	油墨、印刷電路板（PCB）	IPC TM-650 2.4.1（膠帶法）	無剝離（目視檢查）

二、檢測工具與材料

工具/材料	參數(shù)要求	推薦型號/品牌
劃格刀具	多刃刀片（6刃或11刃），刃間距1mm/2mm	Elcometer 1075（ISO 2409標準）
透明膠帶	粘著力10N/25mm（如3M 600#）	3M 600或等同品
放大鏡/顯微鏡	放大倍數(shù)10~20倍，帶刻度標尺	Olympus SZ61（20倍變焦）
標準比色板	附著力分級參考圖（ASTM D3359）	隨Elcometer 1075配套提供

三、標準化檢測流程

1. 試樣制備

基材處理：清潔表面（無水、油污），干燥后恒溫恒濕（23℃±2℃，50%±5% RH）平衡24小時。
涂層厚度：干膜厚度≤250μm（刀片選擇依據(jù)厚度調整，厚涂層需更寬間距）。

2. 劃格操作

刀具選擇：
- 涂層厚度≤60μm → 1mm間距刀具；
- 涂層厚度61~120μm → 2mm間距刀具；
- 厚度＞120μm → 使用ASTM D3359 Method A（劃X法）。
劃格切割：
- 垂直交叉切割，形成6×6或11×11方格；
- 切入基材深度≥0.1mm（確保劃透涂層）。
膠帶粘貼：
- 壓敏膠帶覆蓋劃格區(qū)域，手指壓實后60秒內以180°角快速撕離。

3. 結果判定

分級標準（ASTM D3359）	描述
0B	切割邊緣光滑，無涂層脫落（附著最佳）
1B	切口交叉處輕微脫落（脫落面積≤5%）
2B	切口邊緣或交叉處脫落（5%＜脫落面積≤15%）
3B	切口邊緣大面積脫落（15%＜脫落面積≤35%）
4B	涂層成片剝離（35%＜脫落面積≤65%）
5B	涂層完全剝離（脫落面積＞65%）

四、國際與行業(yè)標準對比

標準	劃格間距	分級系統(tǒng)	典型應用
ASTM D3359	1mm/2mm	0B~5B（數(shù)字越小越好）	工業(yè)涂料、汽車涂層
ISO 2409	1mm/2mm	0~5（數(shù)字越小越好）	建筑涂料、船舶涂層
IPC TM-650 2.4.1	1mm	通過/不通過（無分級）	印刷電路板（PCB）

五、常見問題與解決方案

問題現(xiàn)象	可能原因	解決方案
涂層邊緣翹起	基材表面粗糙或預處理不足	打磨基材至Ra≤0.8μm，增加底漆
膠帶殘留涂層	涂層固化不充分或附著力極差	延長固化時間，優(yōu)化涂層工藝（如提高烘烤溫度）
劃格深度不足	刀具鈍化或壓力不均	更換新刀片，使用劃格導向器保持垂直施力

六、檢測報告與改進建議

報告內容：
- 涂層類型（環(huán)氧、聚氨酯等）、基材材質（金屬、塑料等）；
- 劃格間距、膠帶型號、測試環(huán)境條件；
- 附著力分級結果（如“ASTM D3359 0B級”）。
改進方向：
- 工藝優(yōu)化：調整噴涂參數(shù)（膜厚均勻性）、增加表面處理（磷化/陽極氧化）；
- 材料替換：選用高附著力底漆（如環(huán)氧底漆替代丙烯酸底漆）；
- 設備升級：采用自動劃格儀（如Elcometer 1075）減少人為誤差。

通過劃格試驗，可快速評估涂層結合力，避免因附著力不足導致的剝落、腐蝕等問題。建議結合 拉力試驗（ASTM D4541） 或 沖擊試驗（ASTM D2794） 進行多維度驗證，并定期校準工具以確保測試一致性。對于關鍵部件（如航空航天涂層），需滿足 NAS 38120 或 MIL-STD-810 等嚴苛標準。