彩涂板涂層厚度測(cè)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(shí)極易劃傷涂層進(jìn)而影響彩涂板的裝飾性和耐腐蝕性。對(duì)于過薄的涂層，即使能確保
其加工時(shí)不被破壞，在使用時(shí)，其耐老化性和耐腐蝕性能也會(huì)大大降低。但是，過厚的涂層又會(huì)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(duì)于彩涂板生產(chǎn)企業(yè)來說，準(zhǔn)確測(cè)定和嚴(yán)格控制彩涂板的涂層厚度十分重要。本文對(duì)目前國際、國內(nèi)已經(jīng)和正在使用的
測(cè)定涂層厚度的試驗(yàn)方法進(jìn)行了調(diào)查研究，針對(duì)不同類型的彩涂板提出了合適的涂層厚度測(cè)定方法。

1 GB/T 13448—2006 方法
1.1 4 種涂層厚度檢測(cè)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(cè)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(cè)定彩涂板的涂層厚度，彩涂板的基板和涂層都會(huì)直接影響測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)方法，其涂層厚度的測(cè)定結(jié)果都比其他基板的檢測(cè)誤差小。有鍍層基板的厚度和表面粗糙度的波動(dòng)決定了采用國標(biāo)中磁性測(cè)厚儀法和千分尺法在進(jìn)行單點(diǎn)厚度測(cè)定時(shí)，測(cè)定結(jié)果會(huì)受到較大影響。因?yàn)榇判詼y(cè)厚儀法先要測(cè)定涂鍍層總厚度，然后測(cè)定鍍層厚度；而千分尺法先要測(cè)定彩涂板總厚度，再測(cè)定基板厚度，這兩種方法的兩次分別測(cè)定厚度的操作無法確保測(cè)定位置在同一點(diǎn)上，因此都會(huì)受到基板和鍍層波動(dòng)的影響，造成測(cè)定結(jié)果的波動(dòng)，且厚度測(cè)定結(jié)果的波動(dòng)與基板的波動(dòng)成正比。金相顯微鏡法和DJH 法雖然能確保測(cè)定位置不變，但是由于基板的波動(dòng)會(huì)造成檢測(cè)界面很難劃分清楚，從而也會(huì)影響單點(diǎn)測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。國標(biāo)規(guī)定每個(gè)試樣以3 個(gè)點(diǎn)的平均值作為終測(cè)定結(jié)果，但是由于單點(diǎn)測(cè)定結(jié)果本身的波動(dòng)，因此采用平均值的方式也無法消除測(cè)定誤差。按照寶鋼的實(shí)
際檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，涂層厚度測(cè)定結(jié)果的離散性與基板波動(dòng)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(huì)影響國標(biāo)中4種檢測(cè)方法的準(zhǔn)確性，而涂層本身的彈性會(huì)影響磁性測(cè)厚儀法和千分尺法的測(cè)定準(zhǔn)確性。這兩種方法都使用檢測(cè)探頭，探頭對(duì)涂層或基板壓下的程度會(huì)影響到每次測(cè)量所得的厚度，從而影響測(cè)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(cè)厚儀法和千分尺法根本無法測(cè)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(cè)厚儀法和千分尺法測(cè)定時(shí)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(cè)定這類產(chǎn)品，但是由于紋理的不規(guī)則波動(dòng)，使判定測(cè)量界面受人為因素影響很大，測(cè)定結(jié)果波動(dòng)也較大。
1.4 測(cè)量面積的影響
檢測(cè)面積越大，其檢測(cè)結(jié)果的代表性就越好，檢測(cè)精度也會(huì)隨之提高。磁性測(cè)厚儀的檢測(cè)探頭直徑一般為1.5 mm，千分尺的檢測(cè)探頭直徑為6.3 mm，金相顯微鏡法的測(cè)量長(zhǎng)度一般不會(huì)超過1 mm，而DJH 法的測(cè)量直徑一般也在1 mm 左右。因此在相同條件下，這4 種檢測(cè)方法中千分尺法測(cè)定結(jié)果波動(dòng)小。
1.5 測(cè)定精度及其優(yōu)缺點(diǎn)分析
通過對(duì)這4 種方法的測(cè)定結(jié)果和操作經(jīng)驗(yàn)的長(zhǎng)期積累，我們以90 g 熱鍍鋅基板的測(cè)定結(jié)果為例，分析4 種方法的測(cè)定精度和優(yōu)缺點(diǎn)

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