彩涂板涂層厚度測定方法研究

彩涂板作為一種廣泛應(yīng)用于建筑、家電、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)的復(fù)合材料，既有金屬的機(jī)械強(qiáng)度和易成型等優(yōu)點(diǎn)，又有有機(jī)涂層的裝飾性和耐腐蝕性的優(yōu)點(diǎn)。
彩涂板的涂層厚度將直接影響其加工和使用性能。涂層過薄，加工時極易劃傷涂層進(jìn)而影響彩涂板的裝飾性和耐腐蝕性。對于過薄的涂層，即使能確保
其加工時不被破壞，在使用時，其耐老化性和耐腐蝕性能也會大大降低。但是，過厚的涂層又會造成彩涂板生產(chǎn)成本的增加，而且這也是產(chǎn)品質(zhì)
量過剩所造成的浪費(fèi)。因此，對于彩涂板生產(chǎn)企業(yè)來說，準(zhǔn)確測定和嚴(yán)格控制彩涂板的涂層厚度十分重要。本文對目前國際、國內(nèi)已經(jīng)和正在使用的
測定涂層厚度的試驗(yàn)方法進(jìn)行了調(diào)查研究，針對不同類型的彩涂板提出了合適的涂層厚度測定方法。

1 GB/T 13448—2006 方法
1.1 4 種涂層厚度檢測方法的比較
在GB/T 13448—2006《彩色涂層鋼板及鋼帶試驗(yàn)方法》［2］中介紹了4 種彩涂板涂層厚度試驗(yàn)方法：磁性測厚儀法、千分尺法、金相顯微鏡法和鉆孔破壞式顯微觀察法，其中金相顯微鏡法規(guī)定為仲裁方法。無論采用何種方法測定彩涂板的涂層厚度，彩涂板的基板和涂層都會直接影響測定結(jié)果。根據(jù)寶鋼多年的試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，這4 種方法的適用范圍、檢測精度和優(yōu)缺點(diǎn)方面等的比較如表1 所示。
目前，我國彩涂板生產(chǎn)企業(yè)多采用千分尺法測定涂層厚度，而歐美企業(yè)則較多采用鉆孔破壞式顯微觀察法。造成這種差異的主要原因除國內(nèi)人力成本低于歐美外，各種檢測方法本身的局限性也是主要原因。
1.2 基板的影響
彩涂板基板一般包括冷軋鋼板、電鍍鋅鋼板、熱鍍鋅鋼板和熱鍍鋁鋅鋼板。冷軋基板由于沒有鍍層，且生產(chǎn)工藝決定基板本身厚度和表面粗糙度的均勻性較好，因此無論采用哪種檢測方法，其涂層厚度的測定結(jié)果都比其他基板的檢測誤差小。有鍍層基板的厚度和表面粗糙度的波動決定了采用國標(biāo)中磁性測厚儀法和千分尺法在進(jìn)行單點(diǎn)厚度測定時，測定結(jié)果會受到較大影響。因?yàn)榇判詼y厚儀法先要測定涂鍍層總厚度，然后測定鍍層厚度；而千分尺法先要測定彩涂板總厚度，再測定基板厚度，這兩種方法的兩次分別測定厚度的操作無法確保測定位置在同一點(diǎn)上，因此都會受到基板和鍍層波動的影響，造成測定結(jié)果的波動，且厚度測定結(jié)果的波動與基板的波動成正比。金相顯微鏡法和DJH 法雖然能確保測定位置不變，但是由于基板的波動會造成檢測界面很難劃分清楚，從而也會影響單點(diǎn)測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。國標(biāo)規(guī)定每個試樣以3 個點(diǎn)的平均值作為終測定結(jié)果，但是由于單點(diǎn)測定結(jié)果本身的波動，因此采用平均值的方式也無法消除測定誤差。按照寶鋼的實(shí)
際檢測經(jīng)驗(yàn)，涂層厚度測定結(jié)果的離散性與基板波動的大小成正比。
1.3 涂層性能的影響
彩涂板涂層表面的粗糙度同樣也會影響國標(biāo)中4種檢測方法的準(zhǔn)確性，而涂層本身的彈性會影響磁性測厚儀法和千分尺法的測定準(zhǔn)確性。這兩種方法都使用檢測探頭，探頭對涂層或基板壓下的程度會影響到每次測量所得的厚度，從而影響測定結(jié)果。隨著彩涂板產(chǎn)品品種的不斷豐富，涂層表面不再是單一的光滑表面效果，出現(xiàn)表面有不同紋理效果的產(chǎn)品，這類產(chǎn)品用磁性測厚儀法和千分尺法根本無法測定涂層厚度。因?yàn)槠浼y理的深度少能達(dá)到5~10 μm，磁性測厚儀法和千分尺法測定時把紋理的深度都計(jì)為涂層厚度，產(chǎn)生很大的系統(tǒng)誤差。金相顯微鏡法和DJH法可以用來測定這類產(chǎn)品，但是由于紋理的不規(guī)則波動，使判定測量界面受人為因素影響很大，測定結(jié)果波動也較大。
1.4 測量面積的影響
檢測面積越大，其檢測結(jié)果的代表性就越好，檢測精度也會隨之提高。磁性測厚儀的檢測探頭直徑一般為1.5 mm，千分尺的檢測探頭直徑為6.3 mm，金相顯微鏡法的測量長度一般不會超過1 mm，而DJH 法的測量直徑一般也在1 mm 左右。因此在相同條件下，這4 種檢測方法中千分尺法測定結(jié)果波動小。
1.5 測定精度及其優(yōu)缺點(diǎn)分析
通過對這4 種方法的測定結(jié)果和操作經(jīng)驗(yàn)的長期積累，我們以90 g 熱鍍鋅基板的測定結(jié)果為例，分析4 種方法的測定精度和優(yōu)缺點(diǎn)

彩涂板的典型生產(chǎn)工藝流程整個機(jī)組包括以下四部分：入口段、預(yù)處理段、涂裝段、出口段。

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