表面形貌磨损检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-14  

表面形貌磨损检测是通过分析材料表面微观结构变化(如划痕、剥落、变形等),评估磨损程度及机制的专业技术,涉及表面轮廓、磨损量、粗糙度等关键参数,为材料寿命预测、失效分析提供数据支持。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

表面轮廓曲线:记录表面微观几何形状的连续变化,参数包括轮廓算术平均偏差(Ra)、轮廓最大高度(Rz),测量范围Ra0.01~100μm,Rz0.05~500μm,分辨率0.001μm。

磨损体积:计算材料表面因磨损失去的体积,参数包括磨损量(ΔV),测试精度2%,测量范围0.001~100mm,采用重量法或轮廓法测量。

表面粗糙度:评估表面凹凸不平的程度,参数包括均方根粗糙度(Rq)、十点平均粗糙度(Rz),分辨率0.001μm,测量范围0.01~200μm,符合ISO4287标准。

磨损划痕深度:测量表面划痕的最大深度,参数包括划痕深度(h),精度0.5μm,测量范围0.1~1000μm,采用触针式或激光式轮廓仪。

表面磨损率:计算单位时间或单位滑动距离的磨损量,参数包括磨损率(W),单位mm/(Nm),测量范围10⁻⁰~10⁻⁴mm/(Nm),通过磨损试验机实时监测。

表面显微硬度:测试磨损表面的硬度变化,参数包括维氏硬度(HV),载荷范围0.01~10kgf,精度1%,采用显微硬度计压入法。

表面剥离面积:统计表面因磨损产生的剥落区域占比,参数包括剥离面积率(S),测量范围0~100%,精度1%,通过图像分析软件计算。

表面塑性变形量:评估表面因磨损发生的永久变形程度,参数包括塑性变形深度(dp),测量范围0.01~500μm,精度1μm,采用激光共聚焦显微镜。

磨损颗粒分析:检测磨损产生的颗粒尺寸、形状及成分,参数包括颗粒直径(d),范围0.1~1000μm,成分分析精度0.1%(质量分数),采用SEM+EDS组合设备。

表面残余应力:测量磨损表面的残余应力状态,参数包括残余拉应力/压应力(σres),范围-1000~1000MPa,精度5MPa,采用X射线衍射法。

摩擦系数:评估磨损过程中的摩擦阻力,参数包括动摩擦系数(μk)、静摩擦系数(μs),测量范围0.01~5.0,精度0.001,通过摩擦系数测试仪实时记录。

表面氧化层厚度:检测磨损表面氧化膜的厚度,参数包括氧化层厚度(t),测量范围1~1000nm,精度0.5nm,采用椭圆偏振仪或X射线光电子能谱仪。

检测范围

金属材料:如钢铁、铝合金、铜合金等结构材料的表面磨损检测,用于机械零件、刀具等的寿命评估。

高分子材料:如塑料、橡胶、复合材料等的表面磨损检测,适用于汽车零部件、电子封装材料等。

陶瓷材料:如氧化铝、氮化硅等陶瓷制品的表面磨损检测,用于轴承、密封件等高温耐磨部件。

涂层材料:如硬质涂层(TiN、TiC)、润滑涂层(MoS₂)等的表面磨损检测,评估涂层的耐磨性能

机械零件:如齿轮、轴承、曲轴等机械部件的表面磨损检测,用于失效分析和维护计划制定。

刀具工具:如铣刀、钻头、砂轮等工具的表面磨损检测,判断刀具的耐用度和更换周期。

汽车部件:如发动机活塞、刹车片、轮胎等的表面磨损检测,保障车辆性能和安全。

航空航天部件:如飞机发动机叶片、起落架部件、卫星结构件等的表面磨损检测,适应极端环境要求。

电子元件:如半导体芯片、连接器、硬盘磁头等的表面磨损检测,防止接触不良或失效。

医疗器械:如手术刀片、人工关节、牙科钻头等的表面磨损检测,确保医疗设备的可靠性。

纺织机械部件:如织机钢筘、纺纱罗拉、印染导辊等的表面磨损检测,维持纺织产品质量。

矿山机械部件:如挖掘机斗齿、破碎机锤头、传送带滚筒等的表面磨损检测,提高矿山设备效率。

农业机械部件:如犁铧、播种机齿轮、收割机刀片等的表面磨损检测,适应农田作业环境。

电力设备部件:如发电机轴承、变压器绕组、输电线路金具等的表面磨损检测,保障电力系统稳定。

检测标准

ISO4287:2010几何产品规范(GPS)-表面结构-轮廓法-术语、定义及表面结构参数。

ASTMG99-17滑动磨损试验的标准试验方法(销盘法)。

GB/T1031-2009表面粗糙度参数及其数值。

ISO20808:2004金属材料-磨损试验-球盘磨损试验方法。

ASTMD3702-17橡胶制品表面磨损的标准试验方法(旋转圆盘法)。

GB/T3960-2016塑料滑动摩擦磨损试验方法。

ISO14882:2016陶瓷材料-磨损试验-球盘法。

ASTMG65-16金属材料磨损试验的标准试验方法(干砂橡胶轮法)。

GB/T26748-2011涂层磨损试验方法球盘法。

ISO1518:2017润滑剂和有关产品(L类)-磨损特性的测定(四球机法)。

GB/T12444-2006金属材料磨损试验方法试环-试块滑动磨损试验。

ASTMG133-15材料磨损试验的标准试验方法(砂粒冲刷法)。

ISO6030:2012橡胶或塑料涂覆织物-耐磨损性能的测定(旋转滚筒法)。

GB/T20991-2007个体防护装备鞋类耐磨损性能试验方法。

检测仪器

表面轮廓仪:基于触针或光学原理,用于测量表面轮廓曲线,获取Ra、Rz等粗糙度参数,分辨率0.001μm,测量范围0~10mm。

销盘式磨损试验机:模拟滑动磨损条件,通过销与盘的相对运动,测量磨损量、摩擦系数等参数,载荷范围0~1000N,转速0~2000rpm。

显微硬度计:采用压入法测试表面显微硬度,评估磨损表面硬度变化,载荷范围0.01~10kgf,精度1%,支持维氏、努氏硬度测量。

扫描电子显微镜(SEM):观察表面磨损形貌(如划痕、剥落、粘着),分析磨损机制,放大倍数100~100000倍,分辨率0.1μm。

磨损量测试仪(重量法):通过测量试样磨损前后重量变化计算磨损体积,精度0.1mg,适用于金属、塑料、陶瓷等材料。

摩擦系数测试仪:实时监测滑动/滚动过程中的摩擦系数,输出摩擦系数-时间曲线,精度0.001,载荷范围0~500N。

激光共聚焦显微镜:非接触式测量表面三维形貌,获取粗糙度、磨损深度等参数,分辨率0.01μm,测量范围0~10mm。

能量色散X射线光谱仪(EDS):配合SEM使用,分析磨损表面元素成分,判断氧化、腐蚀或污染物,检测限0.1%(质量分数)。

四球磨损试验机:模拟点接触磨损条件,测试润滑剂抗磨损性能,测量磨斑直径,载荷范围0~1000N,转速0~10000rpm。

X射线残余应力测试仪:通过衍射法测量表面残余应力,评估磨损对材料应力状态的影响,范围-1000~1000MPa,精度5MPa。

椭圆偏振仪:测量表面氧化层厚度,非接触式,精度0.5nm,测量范围1~1000nm,适用于金属、半导体等材料。

砂粒冲刷磨损试验机:模拟砂粒冲刷条件,测试材料抗冲刷磨损性能,砂粒尺寸0.1~2mm,流速0~50m/s。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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