技术概述
划格法附着力试验是一种广泛应用于涂层、涂料及表面处理行业的质量检测方法，主要用于评估涂层与基材之间结合力的强弱程度。该方法通过在涂层表面切割出规定间距的网格，然后根据网格内涂层的脱落情况来评定附着力的等级。作为一种标准化、操作简便且结果直观的检测手段，划格法已成为工业生产质量控制和产品研发过程中不可或缺的检测项目。
划格法附着力的测试原理基于涂层在受到机械切割力作用下的抗剥离能力。当使用专用刀具在涂层表面划出相互垂直的网格线时，涂层会沿着切割线产生应力集中，如果涂层与基材之间的结合力不足，就会在网格交叉点或边缘发生剥离。通过观察并计算网格内涂层脱落的比例，结合相关标准进行评级，即可定量评价涂层的附着性能。
目前，划格法附着力试验主要依据国际和国内多项标准执行，包括ISO 2409《色漆和清漆划格试验》、ASTM D3359《胶带法测试附着力的标准试验方法》以及GB/T 9286《色漆和清漆漆膜的划格试验》等。不同标准对切割间距、划格次数、胶带类型等细节有不同的规定，实际检测时应根据产品类型、涂层厚度及应用场景选择合适的标准进行测试。
划格法的优点在于设备简单、操作便捷、测试周期短、结果判定直观。与拉开法附着力试验相比，划格法不会破坏基材，且对测试环境的要求相对较低，因此特别适合生产现场的快速质量监控。然而，该方法也存在一定局限性，例如对涂层厚度有一定要求，太厚或太薄的涂层可能影响测试结果的准确性，且主观判断因素在一定程度上会影响评级结果的一致性。
检测样品
划格法附着力试验适用于多种类型的涂层及基材组合，检测样品的范围十分广泛。根据涂层的类型和基材的特性，可将检测样品分为以下几类：
- 金属基材涂层样品：包括钢铁、铝合金、铜及铜合金等金属材料表面的有机涂层、无机涂层及复合涂层。此类样品在汽车零部件、机械设备、建筑幕墙等行业应用最为广泛。
- 塑料基材涂层样品：包括ABS、PP、PC、PVC等各类塑料材料表面的涂层。塑料基材由于表面能较低，涂层的附着力往往是质量控制的重点。
- 木质基材涂层样品：包括各类人造板、实木等木质材料表面的涂料涂层。家具、门窗、地板等行业对木器涂层的附着力有较高要求。
- 复合材料涂层样品：包括玻璃钢、碳纤维复合材料等表面的涂层。此类样品常见于航空航天、风电叶片等高端应用领域。
- 混凝土基材涂层样品：包括建筑地面、墙面、桥梁等混凝土结构表面的防护涂层或装饰涂层。
在进行划格法附着力试验前，检测样品应满足一定的制备要求。样品表面应平整、清洁、无油污、无锈蚀及其他影响测试结果的杂质。样品尺寸应足够大，以便于划格操作和结果评定，一般建议样品尺寸不小于75mm×75mm。样品应在标准环境条件下进行状态调节，通常要求温度23±2℃，相对湿度50±5%，调节时间不少于24小时。
对于多层涂层体系，应明确检测对象是整个涂层体系还是某一特定层。若需测试涂层间附着力，应在相应层间进行划格试验。对于不同厚度的涂层，划格间距的选择应依据相关标准的规定，以确保测试结果的准确性和可比性。
检测项目
划格法附着力试验的核心检测项目是涂层与基材之间的结合强度，具体以附着力等级的形式进行量化评定。根据相关标准的规定，划格法附着力检测结果主要包括以下几个方面：
- 附着力等级评定：这是划格法试验的核心检测项目。根据涂层脱落面积比例，将附着力分为0至5共六个等级，其中0级表示切口边缘完全光滑，网格内无涂层脱落，附着力最佳；5级表示网格内涂层脱落面积超过65%，附着力最差。具体的评级标准依据相关测试方法标准执行。
- 涂层脱落特征描述：除等级评定外，还应详细描述涂层的脱落特征，包括脱落位置（切口交叉点、边缘或整体）、脱落形式（片状剥落、粉末状脱落等）以及脱落的程度等，这些信息对分析涂层附着力不良的原因具有重要参考价值。
- 涂层切割断面观察：通过显微镜或放大镜观察涂层切割断面，评估涂层的内聚破坏情况。如果涂层在切割过程中发生内聚破坏，说明涂层本身的强度不足，而非涂层与基材之间的附着力问题。
- 胶带粘贴后的表面状态：对于采用胶带法进行划格试验的样品，还应观察胶带粘贴后胶带表面的涂层转移情况，这也是评定附着力的重要参考依据。
在实际检测项目中，划格法附着力试验往往与其他涂层性能检测项目配合进行，如涂层厚度测量、硬度测试、耐冲击性测试、柔韧性测试等，以全面评价涂层的综合性能。根据客户需求或相关产品标准的要求，检测报告中还应包含样品信息、检测依据、检测条件、检测结果及结论等内容。
检测方法
划格法附着力试验的具体步骤是确保检测结果准确可靠的关键，以下是依据GB/T 9286及ISO 2409标准进行的划格法附着力试验详细步骤：
第一步：试验前准备工作
在进行划格试验前，应确认样品状态符合测试要求。样品应在规定的标准环境条件下进行状态调节，确保样品温度与实验室环境温度平衡。检查样品表面是否有明显的缺陷，如气泡、裂纹、杂质等，记录这些可能影响测试结果的外观特征。准备划格刀具、胶带、放大镜或显微镜、照明设备、清洁布等试验器材。
第二步：确定划格参数
根据涂层厚度选择合适的划格间距。依据标准规定，涂层厚度小于60μm时，划格间距为1mm；涂层厚度在60μm至120μm之间时，划格间距为2mm；涂层厚度大于120μm时，划格间距为3mm。对于硬质基材，划格深度应穿透涂层直至基材表面；对于软质基材，划格深度应尽可能穿透涂层。确认划格次数，通常要求在每个方向上划切6刀，形成25个网格。
第三步：划格操作
将样品固定在稳固的工作台上，确保样品在划格过程中不会移动。握持划格刀具，使刀片与样品表面垂直，以均匀的压力和速度划切涂层。首先沿一个方向进行平行划切，完成规定数量的划切线后，将样品旋转90度，沿垂直方向进行第二组平行划切，两组划切线相互垂直交叉，形成规定数量的网格。划格时应保持刀片锋利，如刀片变钝应及时更换。
第四步：涂层清理
划格完成后，使用软毛刷或吹气球轻轻清理网格内的碎屑，注意避免用力过大导致涂层脱落。清理时应沿网格方向轻轻刷扫，确保网格清晰可见。
第五步：胶带粘贴与撕除
对于需要采用胶带法进行测试的样品，应按照标准规定选择合适的胶带。将胶带平整地粘贴在划格区域，使用橡皮擦或手指将胶带压实，确保胶带与涂层充分接触，粘贴时间约为1至2分钟。然后，以尽可能接近60度的角度，在约0.5至1秒的时间内将胶带平稳撕除。胶带撕除时应避免快速拉扯或角度过大，以免对测试结果产生干扰。
第六步：结果观察与评级
使用放大镜或显微镜观察划格区域的涂层脱落情况。在良好的照明条件下，对照标准规定的评级图谱，根据涂层脱落面积比例评定附着力等级。记录评定结果，并拍摄照片作为测试报告的附件。
第七步：结果记录与报告编制
将检测结果详细记录，包括样品编号、涂层厚度、划格间距、附着力等级、脱落特征描述等信息。根据客户要求或产品标准的规定，编制正式的检测报告。
检测仪器
划格法附着力试验所需的仪器设备相对简单，但仪器的质量和精度直接影响测试结果的准确性。以下是划格法试验中常用的主要仪器设备：
- 划格刀具：这是划格法试验的核心设备，分为单刀刀具和多刀刀具两种类型。单刀刀具每次只能划切一条线，操作灵活但效率较低；多刀刀具装有多个平行排列的刀片，可一次划切多条平行线，效率较高且划格间距一致性好。刀片材质通常为高速钢或硬质合金，刀片角度一般为30度或45度。
- 涂层测厚仪：用于测量涂层厚度，是确定划格间距的重要依据。常用的涂层测厚仪有磁性测厚仪、涡流测厚仪、超声波测厚仪等，应根据基材类型选择合适的测厚仪。
- 胶带：用于粘贴和撕除涂层。标准规定胶带应为压敏胶带，宽度一般为25mm，剥离强度应符合相关标准要求。胶带应保存在清洁、干燥的环境中，避免阳光直射。
- 放大镜或显微镜：用于观察划格区域的涂层脱落情况。通常使用5倍至10倍的放大镜即可满足大多数检测需求，对于精细涂层或需要详细分析的样品，可使用更高倍数的显微镜。
- 照明设备：提供充足的照明条件，确保观察结果的准确性。可采用标准光源或LED照明灯，照明角度应避免产生强烈反光。
- 软毛刷或吹气球：用于清理划格区域的碎屑和灰尘。
- 样品固定装置：用于固定样品，确保划格过程中样品稳定。可使用夹具、吸盘或双面胶带等方式固定样品。
为保证测试结果的准确性和仪器设备的正常运行，应定期对划格刀具、涂层测厚仪等关键设备进行维护和校准。刀片应保持锋利，如发现刀刃磨损或损坏应及时更换。测厚仪应定期使用标准片进行校准，确保测量结果的准确性。检测环境应满足标准规定的要求，通常温度应控制在23±2℃，相对湿度应控制在50±5%。
应用领域
划格法附着力试验作为一种标准化的涂层性能检测方法，在众多行业和领域有着广泛的应用。以下是主要的应用领域：
- 汽车制造行业：汽车车身、零部件的涂层质量直接关系到产品的外观和使用寿命。划格法试验广泛应用于汽车原厂漆、修补漆及零部件涂层的质量控制，是汽车行业IATF 16949质量管理体系中重要的检测项目之一。
- 航空航天行业：飞机蒙皮、发动机零部件等关键部位的涂层附着力对飞行安全具有重要影响。划格法试验常用于航空涂料的质量验收和维护检测，确保涂层在极端环境下的可靠性。
- 船舶及海洋工程行业：船舶外壳、海洋平台等结构的防护涂层需要承受海水腐蚀和海洋环境的侵蚀，涂层附着力是评估防护性能的重要指标。划格法试验广泛应用于船舶涂装、海洋工程防腐涂层的质量检测。
- 建筑及装饰行业：建筑幕墙、门窗、铝型材、钢结构等表面的涂层质量影响建筑的美观性和耐久性。划格法试验用于检测建筑涂层的附着力，是建筑质量验收的重要检测项目。
- 电子产品行业：手机外壳、电脑机箱、家电面板等产品的表面涂层对产品外观和用户体验有重要影响。划格法试验用于检测电子产品的涂层附着力，是消费电子产品质量检测的常规项目。
- 家具及木制品行业：木器漆、家具涂层的附着力关系到家具的使用寿命和外观质量。划格法试验用于检测木器涂层的附着性能，是家具行业质量检测的重要方法。
- 机械设备行业：各类机械设备的表面涂层需要具备良好的附着力和防护性能。划格法试验用于机械涂层的质量控制和验收检测。
此外，划格法试验还广泛应用于轨道交通、桥梁工程、电力设施、石油化工等行业的涂层质量检测。随着新材料、新工艺的发展，划格法试验也在不断扩展其应用范围，如纳米涂层、功能性涂层、柔性基材涂层等新型涂层的附着力检测。
常见问题
在实际进行划格法附着力试验过程中，经常会遇到一些问题，以下是对常见问题的解答和分析：
问：划格法试验为什么需要选择不同的划格间距？
答：划格间距的选择主要取决于涂层厚度。涂层越厚，需要的划格间距越大。这是因为厚涂层在划切时产生的应力影响范围更大，如果划格间距过小，相邻网格之间的应力会相互叠加，导致测试结果不准确。标准规定的划格间距与涂层厚度的对应关系是经过大量实验验证的，采用统一的标准参数可以保证测试结果的可比性。
问：刀片锋利度对测试结果有何影响？
答：刀片锋利度直接影响切割质量和测试结果。如果刀片不够锋利，切割时会对涂层产生挤压而非切断，造成涂层在切割过程中被撕裂或剥离，导致测试结果偏低。因此，应定期检查刀片的锋利程度，及时更换变钝的刀片。建议每次测试前检查刀片状态，必要时更换新刀片。
问：胶带粘贴时间过长或过短有何影响？
答：胶带粘贴时间会影响胶带与涂层之间的粘结强度。粘贴时间过短，胶带与涂层粘结不充分，撕除时可能无法有效检测到附着力不良的区域；粘贴时间过长，胶带与涂层粘结过于牢固，可能导致正常附着的涂层被撕除，影响测试结果的准确性。标准规定粘贴时间约为1至2分钟，应严格控制粘贴时间。
问：划格深度如何控制？
答：划格深度应穿透涂层直至基材表面，这是划格试验的基本要求。对于硬质基材，如金属、塑料等，可以通过调节刀具的划切压力或使用深度限位装置来控制划格深度；对于软质基材，如木材、复合材料等，应控制划切深度，避免过度切入基材。可以通过预试验确定合适的划切参数，确保划格深度符合要求。
问：环境条件对测试结果有何影响？
答：环境条件，特别是温度和湿度，会影响涂层的物理性能和胶带的粘结性能。高温可能导致涂层软化，使测试结果偏高；低温可能导致涂层脆化，使测试结果偏低。湿度过高可能影响胶带的粘结效果。因此，标准规定了试验环境条件，应在规定的环境条件下进行测试，确保测试结果的准确性和可重复性。
问：如何判断涂层是附着力破坏还是内聚破坏？
答：通过观察涂层剥离后的断面状态可以判断破坏类型。如果剥离发生在涂层与基材的界面，基材表面露出且无涂层残留，则为附着力破坏，说明涂层与基材之间的结合力不足。如果剥离发生在涂层内部，剥离面上有涂层残留，则为内聚破坏，说明涂层本身的强度不足。正确判断破坏类型对于分析涂层质量问题原因和制定改进措施具有重要意义。
问：不同标准的评级结果能否直接比较？
答：不同标准的评级方法虽然在原理上相似，但在具体的评级判定标准上存在差异。例如，ISO标准与ASTM标准的评级描述和判定规则有所不同，因此不同标准的评级结果不能直接进行比较。在报告检测结果时，应明确注明所采用的测试标准，以便于结果的正确解读和比较。
编辑：北检院编辑部
