ISO 4518:2021

Metallic coatings — Measurement of coating thickness — Profilometric method

This document specifies a method for the measurement of metal coating thickness by first forming a step between the surface of the coating and the surface of its substrate and then measuring the step height using a profile recording instrument. It covers the instrumentation characteristics and the procedure appropriate to this specific application of profilometric methods. The method is applicable to the measurement of thicknesses of metal coatings from 0,01 µm to 1 000 µm on flat surfaces and, if appropriate precautions are taken, on cylindrical surfaces. It is highly suitable for the measurement of minute thicknesses but, for thicknesses of less than 0,01 µm, surface flatness and surface smoothness are very critical and, accordingly, the method is not suitable for use down to the lowest level of measurement usual for electronic stylus instruments. The method is suitable for measuring coating thicknesses when preparing coating thickness reference standards.

Revêtements métalliques — Mesurage de l'épaisseur de revêtement — Méthode profilométrique

Le présent document spécifie une méthode de mesure de l'épaisseur de revêtements métalliques consistant à former tout d'abord un gradin entre la surface du revêtement et la surface de son substrat, puis à mesurer la hauteur de ce gradin à l'aide d'un instrument à enregistreur de profil. Il indique les caractéristiques d'appareillage et le mode opératoire convenant à cette application particulière des méthodes profilométriques. La méthode est applicable au mesurage de l'épaisseur de revêtements métalliques de 0,01 µm à 1 000 µm sur des surfaces planes et, en prenant les précautions appropriées, sur des surfaces cylindriques. Elle convient particulièrement au mesurage de très faibles épaisseurs; toutefois, pour les épaisseurs inférieures à 0,01 µm, pour lesquelles la planéité et le poli de la surface sont très critiques, il n'est pas approprié d'utiliser cette méthode au niveau minimal de mesurage habituel pour les instruments électroniques à palpeur. Cette méthode convient pour le mesurage des épaisseurs de revêtements lors de la fabrication d'étalons d'épaisseurs.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 07-Apr-2021
• ICS: 25.220.40 - Metallic coatings
• Technical Committee: ISO/TC 107 - Metallic and other inorganic coatings
• Drafting Committee: ISO/TC 107 - Metallic and other inorganic coatings
• Current Stage: 6060 - International Standard published
• Start Date: 08-Apr-2021
• Due Date: 26-Apr-2022
• Completion Date: 08-Apr-2021

Relations

• Revises: ISO 4518:1980 - Metallic coatings — Measurement of coating thickness — Profilometric method
• Effective Date: 23-Apr-2020

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 4518
Second edition
2021-04
Metallic coatings — Measurement of
coating thickness — Profilometric
method
Revêtements métalliques — Mesurage de l'épaisseur de revêtement —
Méthode profilométrique
Reference number
ISO 4518:2021(E)
©
ISO 2021

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ISO 4518:2021(E)

COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2021
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address
below or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: [phone]
Email: [e-mail]
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2021 – All rights reserved

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ISO 4518:2021(E)

Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 1
5 Instrumentation — Operational parameters and measurement characteristics .1
5.1 Types of profile recording instruments . 1
5.2 Stylus instruments . 2
5.3 Inductive measuring probes or displacement sensors . 2
5.4 Optical profilometers . 3
6 Factors relating to accuracy . 4
6.1 Profile record . 4
6.2 Vertical magnification (only for instruments with chart recorders) . 4
6.3 Graphical measurements . 4
6.4 Applied force (only for profilometers with stylus) . 4
6.5 Stylus diameter and surface roughness . 4
6.6 Surface roughness . 4
6.7 Vibrations . 5
6.8 Surface curvature . 5
6.9 Cleanliness . 5
6.10 Temperature . 5
6.11 Step configuration . 5
6.12 Datum reference (only for profilometers with stylus) . 5
6.13 Calibration . 5
7 Calibration . 5
8 Measuring procedure . 6
8.1 Preparation of step . 6
8.2 Recording of profiles . 7
8.3 Measurement of thickness . 7
8.4 Measurement accuracy . 7
9 Test report . 7
Bibliography . 8
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ISO 4518:2021(E)

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 107, Metallic and other inorganic coatings,
in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/
TC 262, Metallic and other inorganic coatings, including for corrosion protection and corrosion testing of
metals and alloys, in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN
(Vienna Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 4518:1980), which has been technically
revised. The main changes compared with the previous edition are as follows:
— optical profilometers such as confocal microscopes or interference microscopes have been added as
alternatives to stylus instruments for the measurement of the step height;
— a description of more modern stylus profilometers has been added.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 4518:2021(E)
Metallic coatings — Measurement of coating thickness —
Profilometric method
1 Scope
This document specifies a method for the measurement of metal coating thickness by first forming a
step between the surface of the coating and the surface of its substrate and then measuring the step
height using a profile recording instrument. It covers the instrumentation characteristics and the
procedure appropriate to this specific application of profilometric methods.
The method is applicable to the measurement of thicknesses of metal coatings from 0,01 µm to 1 000 µm
on flat surfaces and, if appropriate precautions are taken, on cylindrical surfaces. It is highly suitable
for the measurement of minute thicknesses but, for thicknesses of less than 0,01 µm, surface flatness
and surface smoothness are very critical and, accordingly, the method is not suitable for use down to
the lowest level of measurement usual for electronic stylus instruments. The method is suitable for
measuring coating thicknesses when preparing coating thickness reference standards.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 2177, Metallic coatings — Measurement of coating thickness — Coulometric method by anodic
dissolution
3 Terms and definitions
No terms and definitions are listed in this document.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
4 Principle
Formation of a step either by dissolving part of the coating (acceptance testing) or by masking a portion
of the substrate prior to coating (production inspection). Measurement of the height of the step using a
profile recording instrument.
5 Instrumentation — Operational parameters and measurement characteristics
5.1 Types of profile recording instruments
Any of the following three types may be used:
a) contact stylus instruments, known as “surface analysers” and “surface profile recorders”, generally
used to measure surface roughness but which, for the purposes of this document, are used to
record the profile of a step;
© ISO 2021 – All rights reserved 1

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ISO 4518:2021(E)

b) inductive measuring probe or displacement sensor (incremental or absolute) capable of recording
the profile of a step;
c) optical profilometers, i.e. white-light interference microscopes or confocal microscopes (ordinary,
laser scanning or chromatic), which are generally used to measure surface topographic information
and 3D surface roughness but which, for the purposes of this document, are used to record and
evaluate the profile of a step.
Stylus instruments can have a greater utility, being suitable for roughness and form measurements,
while measuring probes or displacement sensors can be simpler in construction. Stylus instruments
designed only for roughness generally cover a range of coating thicknesses from 0,005 µm to 250 µm.
Other contact instruments cover up to approximately 1 000 µm.
5.2 Stylus instruments
These instruments are used to record the profile of a surface and have the following components.
5.2.1 A pick-up with a conical or pyramidal stylus, having an included angle of 1,05 rad (60°) or
1,57 rad (90°) and a nominal tip radius, in the direction of the traverse, of 2 µm, 5 µm, 10 µm or 50 µm.
The force of contact on the test surface shall not exceed the appropriate value given in Table 1.
Table 1 — Maximum force on stylus
b
Nominal value of stylus tip radius, µm 2 5 10 50
b
Maximum static force at the mean level 0,7 4 16 10
a
of the stylus, mN
a
1 mN ≈ 0,1 gf.
b
Values useful for low-hardness metals such as tin.
5.2.2 A traverse unit, that moves the pick-up relative to a datum skid or, in those cases where the skid
can result in damage to the surface or introduce distortion of the step to be measured, a datum surface
having nominal form of the profile.
5.2.3 A component that unites the amplifier and the recording instrument, in an electronic
controller and a computer software, which can display and print the digitized data at any desirable
vertical and horizontal magnification (zoom).
Old-fashioned instruments with purely analogous measuring value processing are equipped with an
am
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 4518
Deuxième édition
2021-04
Revêtements métalliques — Mesurage
de l'épaisseur de revêtement —
Méthode profilométrique
Metallic coatings — Measurement of coating thickness —
Profilometric method
Numéro de référence
ISO 4518:2021(F)
©
ISO 2021

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ISO 4518:2021(F)

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
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E-mail: [e-mail]
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Publié en Suisse
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ISO 4518:2021(F)

Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 1
5 Appareillage — Paramètres opératoires et caractéristiques de mesure .2
5.1 Types d'enregistreurs de profil . 2
5.2 Instruments à palpeur . 2
5.3 Sondes de mesure inductives ou capteurs de déplacement . 3
5.4 Profilomètres optiques . 3
6 Facteurs relatifs à l'exactitude . 4
6.1 Enregistrement du profil . 4
6.2 Amplification verticale (uniquement pour les instruments à enregistreur graphique) . 4
6.3 Mesurages graphiques . 4
6.4 Force appliquée (uniquement pour les profilomètres à palpeur) . 4
6.5 Diamètre du palpeur et rugosité de la surface . 5
6.6 Rugosité de surface . 5
6.7 Vibrations . 5
6.8 Courbure de la surface . 5
6.9 Propreté . 5
6.10 Température . 5
6.11 Configuration du gradin . 5
6.12 Niveau de référence (uniquement pour les profilomètres à palpeur) . 6
6.13 Étalonnage . 6
7 Étalonnage . 6
8 Mode opératoire. 6
8.1 Réalisation du gradin . 6
8.2 Enregistrement des profils . 7
8.3 Mesure de l'épaisseur . 7
8.4 Exactitude de mesure . 7
9 Rapport d'essai . 8
Bibliographie . 9
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ISO 4518:2021(F)

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 107, Revêtements métalliques et
autres revêtements inorganiques, en collaboration avec le Comité technique CEN/TC 262, Revêtements
métalliques et autres revêtements inorganiques, incluant ceux pour la protection contre la corrosion et les
essais de corrosion des métaux et alliages, du Comité européen de normalisation (CEN), conformément à
l'Accord de coopération technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 4518:1980), qui a fait l'objet d'une
révision technique. Les principales modifications par rapport à l'édition précédente sont les suivantes:
— ajout de profilomètres optiques tels que des microscopes confocaux ou des microscopes interférentiels
comme autre possibilité pour la mesure de la hauteur de gradin, en plus des instruments à palpeur;
— ajout d'une description de profilomètres à palpeur de la nouvelle génération.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
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NORME INTERNATIONALE ISO 4518:2021(F)
Revêtements métalliques — Mesurage de l'épaisseur de
revêtement — Méthode profilométrique
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie une méthode de mesure de l'épaisseur de revêtements métalliques
consistant à former tout d'abord un gradin entre la surface du revêtement et la surface de son substrat,
puis à mesurer la hauteur de ce gradin à l'aide d'un instrument à enregistreur de profil. Il indique les
caractéristiques d'appareillage et le mode opératoire convenant à cette application particulière des
méthodes profilométriques.
La méthode est applicable au mesurage de l'épaisseur de revêtements métalliques de 0,01 µm à 1 000 µm
sur des surfaces planes et, en prenant les précautions appropriées, sur des surfaces cylindriques.
Elle convient particulièrement au mesurage de très faibles épaisseurs; toutefois, pour les épaisseurs
inférieures à 0,01 µm, pour lesquelles la planéité et le poli de la surface sont très critiques, il n'est pas
approprié d'utiliser cette méthode au niveau minimal de mesurage habituel pour les instruments
électroniques à palpeur. Cette méthode convient pour le mesurage des épaisseurs de revêtements lors
de la fabrication d'étalons d'épaisseurs.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 2177, Revêtements métalliques — Mesurage de l'épaisseur — Méthode coulométrique par dissolution
anodique
3 Termes et définitions
Aucun terme n’est défini dans le présent document.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
4 Principe
Formation d'un gradin, soit en dissolvant une partie du métal d'apport (contrôle en réception), soit
en masquant une partie du métal de base avant revêtement (contrôle en fabrication). Mesurage de la
hauteur du gradin à l'aide d'un enregistreur de profil.
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ISO 4518:2021(F)

5 Appareillage — Paramètres opératoires et caractéristiques de mesure
5.1 Types d'enregistreurs de profil
Il est possible d'utiliser l'un des trois types suivants:
a) des instruments à contact de type palpeur, appelés rugosimètres, servant généralement à
déterminer la rugosité des surfaces, mais qui sont utilisés, dans le présent document, pour
enregistrer le profil d'un gradin;
b) une sonde de mesure inductive ou un capteur de déplacement (incrémental ou absolu) pouvant
enregistrer le profil d'un gradin;
c) des profilomètres optiques, c'est-à-dire des microscopes interférentiels ou des microscopes
confocaux à lumière blanche (conventionnels, à balayage laser ou à capteur chromatique), qui sont
généralement utilisés pour mesurer des informations topographiques de surface et la rugosité de
la surface en 3D mais qui, dans le cadre du présent document, servent à enregistrer et à évaluer le
profil d'un gradin.
Les instruments à palpeur peuvent être plus utiles car ils permettent de mesurer la rugosité et la forme,
tandis que les sondes de mesure ou les capteurs de déplacement peuvent être de construction plus
simple. Les instruments à palpeur conçus uniquement pour mesurer la rugosité couvrent généralement
des plages d'épaisseurs de revêtement de 0,005 µm à 250 µm. Les autres instruments à contact peuvent
aller jusqu'à 1 000 µm.
5.2 Instruments à palpeur
Ces instruments sont utilisés pour enregistrer le profil d'une surface et comprennent habituellement
les éléments suivants:
5.2.1 Un capteur à palpeur à pointe conique ou pyramidale ayant un angle d'ouverture
de 1,05 rad (60°) ou 1,57 rad (90°) et un rayon de pointe nominal, dans le sens de mesurage, de 2 µm,
5 µm, 10 µm ou 50 µm. La force de contact sur la surface à explorer ne doit pas excéder la valeur
appropriée figurant dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Force maximale exercée sur la pointe
Valeur nominale du rayon de la pointe
b
2 5 10 50
du palpeur, µm
Force de mesurage statique maximale
b
0,7 4 16 10
a
au niveau moyen de la pointe, mN
a
1 mN ≈ 0,1 gf.
b
Valeurs à utiliser pour les métaux de faible dureté, tels que l'étain.
5.2.2 Une tête de mesurage, qui déplace le capteur par rapport à un patin ou, dans le cas où ce patin
peut provoquer une détérioration de la surface explorée ou une déformation du gradin à mesurer, un
capteur à surface de référence ayant la forme nominale du profil.
5.2.3 Une unité regroupant l'amplificateur et l'instrument enregistreur, dans un dispositif de
commande électronique associé à un logiciel, pouvant afficher et imprimer les données numérisées à
toute amplification (zoom) verticale et horizontale souhaitable.
Les instruments de l'ancienne génération, à traitement purement analogique des valeurs de mesure
sont équipés d'un amplificateur à paliers d'amplification déterminés et d'un instrument enregistreur
restituant les valeurs amplifiées (V ) sur les valeurs amplifiées du mouvement horizontal de la tête de
v
mesurage (V ).
h
2 © ISO 2021 – Tous droits réservés

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ISO 4518:2021(F)

5.2.4 Enregistreurs de profil ayant les propriétés suivantes:
— zone d'exploration: de 1 mm à 100 mm;
— étendue de mesure de l'épaisseur: de 0,005 µm à 250 µm;
— résolution en hauteur (en fonction de l'étendue de mesure): de 0,000 5 µm à 1 µm.
5.3 Sondes de mesure inductives ou capteurs de déplacement
5.3.1
...

FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 4518
ISO/TC 107
Metallic coatings — Measurement of
Secretariat: KATS
coating thickness — Profilometric
Voting begins on:
2020­12­30 method
Voting terminates on:
Revêtements métalliques — Mesurage de l'épaisseur — Méthode
2021­02­24
profilométrique
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO­
ISO/FDIS 4518:2020(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN­
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
©
NATIONAL REGULATIONS. ISO 2020

---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 4518:2020(E)

COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2020
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ISO/FDIS 4518:2020(E)

Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 1
5 Instrumentation — Operational parameters and measurement characteristics .1
5.1 Types of profile recording instruments . 1
5.2 Stylus instruments . 2
5.3 Inductive measuring probes or displacement sensors . 2
5.4 Optical profilometers . 3
6 Factors relating to accuracy . 4
6.1 Profile record . 4
6.2 Vertical magnification (only for instruments with chart recorders) . 4
6.3 Graphical measurements . 4
6.4 Applied force (only for profilometers with stylus) . 4
6.5 Stylus diameter and surface roughness . 4
6.6 Surface roughness . 4
6.7 Vibrations . 5
6.8 Surface curvature . 5
6.9 Cleanliness . 5
6.10 Temperature . 5
6.11 Step configuration . 5
6.12 Datum reference (only for profilometers with stylus) . 5
6.13 Calibration . 5
7 Calibration . 5
8 Measuring procedure . 6
8.1 Preparation of step . 6
8.2 Recording of profiles . 7
8.3 Measurement of thickness . 7
8.4 Measurement accuracy . 7
9 Test report . 7
Bibliography . 8
© ISO 2020 – All rights reserved iii

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ISO/FDIS 4518:2020(E)

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non­governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/
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This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 107, Metallic and other inorganic coatings,
in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/
TC 262, Metallic and other inorganic coatings, including for corrosion protection and corrosion testing of
metals and alloys, in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN
(Vienna Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 4518:1980), which has been technically
revised. The main changes compared with the previous edition are as follows:
— optical profilometers such as confocal microscopes or interference microscopes have been added as
alternatives to stylus instruments for the measurement of the step height;
— a description of more modern stylus profilometers has been added.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 4518:2020(E)
Metallic coatings — Measurement of coating thickness —
Profilometric method
1 Scope
This document specifies a method for the measurement of metal coating thickness by first forming a
step between the surface of the coating and the surface of its substrate and then measuring the step
height using a profile recording instrument. It covers the instrumentation characteristics and the
procedure appropriate to this specific application of profilometric methods.
The method is applicable to the measurement of thicknesses of metal coatings from 0,01 µm to 1 000 µm
on flat surfaces and, if appropriate precautions are taken, on cylindrical surfaces. It is highly suitable
for the measurement of minute thicknesses but, for thicknesses of less than 0,01 µm, surface flatness
and surface smoothness are very critical and, accordingly, the method is not suitable for use down to
the lowest level of measurement usual for electronic stylus instruments. The method is suitable for
measuring coating thicknesses when preparing coating thickness reference standards.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 2177, Metallic coatings — Measurement of coating thickness — Coulometric method by anodic
dissolution
3 Terms and definitions
No terms and definitions are listed in this document.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
4 Principle
Formation of a step either by dissolving part of the coating (acceptance testing) or by masking a portion
of the substrate prior to coating (production inspection). Measurement of the height of the step using a
profile recording instrument.
5 Instrumentation — Operational parameters and measurement characteristics
5.1 Types of profile recording instruments
Any of the following three types may be used:
a) contact stylus instruments, known as “surface analysers” and “surface profile recorders”, generally
used to measure surface roughness but which, for the purposes of this document, are used to
record the profile of a step;
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ISO/FDIS 4518:2020(E)

b) inductive measuring probe or displacement sensor (incremental or absolute) capable of recording
the profile of a step;
c) optical profilometers, i.e. white-light interference microscopes or confocal microscopes (ordinary,
laser scanning or chromatic), which are generally used to measure surface topographic information
and 3D surface roughness but which, for the purposes of this document, are used to record and
evaluate the profile of a step.
Stylus instruments can have a greater utility, being suitable for roughness and form measurements,
while measuring probes or displacement sensors can be simpler in construction. Stylus instruments
designed only for roughness generally cover a range of coating thicknesses from 0,005 µm to 250 µm.
Other contact instruments cover up to approximately 1 000 µm.
5.2 Stylus instruments
These instruments are used to record the profile of a surface and have the following components.
5.2.1 A pick-up with a conical or pyramidal stylus, having an included angle of 1,05 rad (60°) or
1,57 rad (90°) and a nominal tip radius, in the direction of the traverse, of 2 µm, 5 µm, 10 µm or 50 µm.
The force of contact on the test surface shall not exceed the appropriate value given in Table 1.
Table 1 — Maximum force on stylus
b
Nominal value of stylus tip radius, µm 2 5 10 50
b
Maximum static force at the mean level 0,7 4 16 10
a
of the stylus, mN
a
1 mN ≈ 0,1 gf.
b
Values useful for low­hardness metals such as tin.
5.2.2 A traverse unit, that moves the pick­up relative to a datum skid or, in those cases where the skid
can result in damage to the surface or introduce distortion of the step to be measured, a datum surface
having nominal form of the profil
...

PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 4518
ISO/TC 107
Revêtements métalliques — Mesurage
Secrétariat: KATS
de l'épaisseur de revêtement —
Début de vote:
2020-12-30 Méthode profilométrique
Vote clos le:
Metallic coatings — Measurement of coating thickness —
2021-02-24
Profilometric method
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 4518:2020(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
©
TION NATIONALE. ISO 2020

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ISO/FDIS 4518:2020(F)

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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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ISO/FDIS 4518:2020(F)

Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 1
5 Appareillage — Paramètres opératoires et caractéristiques de mesure .2
5.1 Types d'enregistreurs de profil . 2
5.2 Instruments à palpeur . 2
5.3 Sondes de mesure inductives ou capteurs de déplacement . 3
5.4 Profilomètres optiques . 3
6 Facteurs relatifs à l'exactitude . 4
6.1 Enregistrement du profil . 4
6.2 Amplification verticale (uniquement pour les instruments à enregistreur graphique) . 4
6.3 Mesurages graphiques . 4
6.4 Force appliquée (uniquement pour les profilomètres à palpeur) . 4
6.5 Diamètre du palpeur et rugosité de la surface . 5
6.6 Rugosité de surface . 5
6.7 Vibrations . 5
6.8 Courbure de la surface . 5
6.9 Propreté . 5
6.10 Température . 5
6.11 Configuration du gradin . 5
6.12 Niveau de référence (uniquement pour les profilomètres à palpeur) . 6
6.13 Étalonnage . 6
7 Étalonnage . 6
8 Mode opératoire. 6
8.1 Réalisation du gradin . 6
8.2 Enregistrement des profils . 7
8.3 Mesure de l'épaisseur . 7
8.4 Exactitude de mesure . 7
9 Rapport d'essai . 8
Bibliographie . 9
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ISO/FDIS 4518:2020(F)

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ patents).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l'intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l'Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ iso/ fr/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 107, Revêtements métalliques et
autres revêtements inorganiques, en collaboration avec le Comité technique CEN/TC 262, Revêtements
métalliques et autres revêtements inorganiques, incluant ceux pour la protection contre la corrosion et les
essais de corrosion des métaux et alliages, du Comité européen de normalisation (CEN), conformément à
l'Accord de coopération technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 4518:1980) qui a fait l'objet d'une
révision technique. Les principales modifications par rapport à l'édition précédente sont les suivantes:
— ajout de profilomètres optiques tels que des microscopes confocaux ou des microscopes interférentiels
comme autre possibilité pour la mesure de la hauteur de gradin, en plus des instruments à palpeur;
— ajout d'une description de profilomètres à palpeur de la nouvelle génération.
Il convient que l'utilisateur adresse tout retour d'information ou toute question concernant le présent
document à l'organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l'adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
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PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 4518:2020(F)
Revêtements métalliques — Mesurage de l'épaisseur de
revêtement — Méthode profilométrique
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie une méthode de mesure de l'épaisseur de revêtements métalliques
consistant à former tout d'abord un gradin entre la surface du revêtement et la surface de son substrat,
puis à mesurer la hauteur de ce gradin à l'aide d'un instrument à enregistreur de profil. Il indique les
caractéristiques d'appareillage et le mode opératoire convenant à cette application particulière des
méthodes profilométriques.
La méthode est applicable au mesurage de l'épaisseur de revêtements métalliques de 0,01 µm à 1 000 µm
sur des surfaces planes et, en prenant les précautions appropriées, sur des surfaces cylindriques.
Elle convient particulièrement au mesurage de très faibles épaisseurs; toutefois, pour les épaisseurs
inférieures à 0,01 µm, pour lesquelles la planéité et le poli de la surface sont très critiques, il n'est pas
approprié d'utiliser cette méthode au niveau minimal de mesurage habituel pour les instruments
électroniques à palpeur. Cette méthode convient pour le mesurage des épaisseurs de revêtements lors
de la fabrication d'étalons d'épaisseurs.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 2177, Revêtements métalliques — Mesurage de l'épaisseur — Méthode coulométrique par dissolution
anodique
3 Termes et définitions
Aucun terme ni définition n'est listé dans ce document.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l'adresse http:// www .electropedia .org/
4 Principe
Formation d'un gradin, soit en dissolvant une partie du métal d'apport (contrôle en réception), soit
en masquant une partie du métal de base avant revêtement (contrôle en fabrication). Mesurage de la
hauteur du gradin à l'aide d'un enregistreur de profil.
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ISO/FDIS 4518:2020(F)

5 Appareillage — Paramètres opératoires et caractéristiques de mesure
5.1 Types d'enregistreurs de profil
Il est possible d'utiliser l'un des trois types suivants:
a) des instruments à contact de type palpeur, appelés rugosimètres, servant généralement à
déterminer la rugosité des surfaces, mais qui sont utilisés, dans le présent document, pour
enregistrer le profil d'un gradin;
b) une sonde de mesure inductive ou un capteur de déplacement (incrémental ou absolu) pouvant
enregistrer le profil d'un gradin;
c) des profilomètres optiques, c'est-à-dire des microscopes interférentiels ou des microscopes
confocaux à lumière blanche (conventionnels, à balayage laser ou à capteur chromatique), qui sont
généralement utilisés pour mesurer des informations topographiques de surface et la rugosité de
la surface en 3D mais qui, dans le cadre du présent document, servent à enregistrer et à évaluer le
profil d'un gradin.
Les instruments à palpeur peuvent être plus utiles car ils permettent de mesurer la rugosité et la forme,
tandis que les sondes de mesure ou les capteurs de déplacement peuvent être de construction plus
simple. Les instruments à palpeur conçus uniquement pour mesurer la rugosité couvrent généralement
des plages d'épaisseurs de revêtement de 0,005 µm à 250 µm. Les autres instruments à contact peuvent
aller jusqu'à 1 000 µm.
5.2 Instruments à palpeur
Ces instruments sont utilisés pour enregistrer le profil d'une surface et comprennent habituellement
les éléments suivants:
5.2.1 Un capteur à palpeur à pointe conique ou pyramidale ayant un angle d'ouverture
de 1,05 rad (60°) ou 1,57 rad (90°) et un rayon de pointe nominal, dans le sens de mesurage, de 2 µm,
5 µm, 10 µm ou 50 µm. La force de contact sur la surface à explorer ne doit pas excéder la valeur
appropriée figurant dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Force maximale exercée sur la pointe
Valeur nominale du rayon de la pointe
b
2 5 10 50
du palpeur, µm
Force de mesurage statique maximale
b
0,7 4 16 10
a
au niveau moyen de la pointe, mN
a
1 mN ≈ 0,1 gf.
b
Valeurs à utiliser pour les métaux de faible dureté, tels que l'étain.
5.2.2 Une tête de mesurage, qui déplace le capteur par rapport à un patin ou, dans le cas où ce patin
peut provoquer une détérioration de la surface explorée ou une déformation du gradin à mesurer, un
capteur à surface de référence ayant la forme nominale du profil.
5.2.3 Une unité regroupant l'amplificateur et l'instrument enregistreur, dans un dispositif de
commande électronique associé à un logiciel, pouvant afficher et imprimer les données numérisées à
toute amplification (zoom) verticale et horizontale souhaitable.
Les instruments de l'ancienne génération, à traitement purement analogique des valeurs de mesure
sont équipés d'un amplificateur à paliers d'amplification déterminés et d'un instrument enregistreur
restituant les valeurs amplifiées (V ) sur les valeurs amplifiées du mouvement horizontal de la tête de
v
mesurage (V ).
h
2 © ISO
...