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上海志辰實(shí)業(yè)有限公司 

彩涂板涂層厚度測(cè)定方法研究

2013-06-02 09:13來源:寶鋼工業(yè)檢測(cè)公司，上海 作者:范純,李鷹

0 引言

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［1］。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(guó)際、國(guó)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較合適的涂層厚度測(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。

國(guó)標(biāo)中涂層厚度檢測(cè)方法的比較

目前，我國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)標(biāo)規(guī)定每個(gè)試樣以3 個(gè)點(diǎn)的平均值作為較終測(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(guó)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理的深度較少能達(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)較小。

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)，如表2 所示。

國(guó)標(biāo)中測(cè)定方法的精度及其優(yōu)缺點(diǎn)

有鑒于上述原因，國(guó)內(nèi)較多采用檢測(cè)精度較高且速度較快的千分尺法作為彩涂板涂層厚度的檢測(cè)方法。而國(guó)外由于基板波動(dòng)較小，DJH 法的測(cè)定波動(dòng)也就較小，因此較多采用受人為因素影響小的DJH 法。

2 國(guó)際、國(guó)內(nèi)其他方法

國(guó)際和國(guó)內(nèi)對(duì)涂層厚度的其他測(cè)量方法主要包括楔切法、厚度差測(cè)量法、稱重法、X 射線熒光法、β 射線反射法、磁性測(cè)量法及渦流測(cè)量法等。彩涂板國(guó)標(biāo)中的磁性測(cè)厚儀屬磁性測(cè)量法，千分尺法屬厚度差測(cè)量法，鉆孔破壞式顯微觀察法屬于楔切法，金相顯微鏡法為仲裁試驗(yàn)方法。稱重法操作十分繁瑣，不適用于快節(jié)奏的工廠試驗(yàn)室；X 射線熒光法和β 射線反射法是通過對(duì)涂層中某一特征元素含量的測(cè)定來計(jì)算涂層厚度，對(duì)于彩涂板這種涂料配方不固定的樣品不適用。在對(duì)渦流測(cè)量法進(jìn)行了調(diào)研和試驗(yàn)操作后，發(fā)現(xiàn)目前測(cè)定彩涂板涂層厚度較準(zhǔn)確也較簡(jiǎn)便的是一種將磁性測(cè)量法和渦流測(cè)量法結(jié)合在一起的設(shè)備，通過組合探頭同時(shí)測(cè)定涂鍍層總厚度和鍍層厚度，計(jì)算得到涂層厚度。這種測(cè)定方法由于測(cè)定的是同一點(diǎn)的涂鍍層總厚度和鍍層厚度，從而避免了磁性測(cè)厚儀法所受到的鍍層波動(dòng)的影響，測(cè)定結(jié)果的精度得到明顯提高。對(duì)于基板波動(dòng)越小的試樣，其檢測(cè)精度越高，例如，冷軋板和電鍍鋅基板的彩涂板，其涂層厚度檢測(cè)精度可達(dá)0.5 μm。

3 結(jié)語

（1） 對(duì)于國(guó)內(nèi)彩涂板目前的基板波動(dòng)現(xiàn)狀來說，千分尺法為較佳方法，具有設(shè)備便宜、操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)精度較高的優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)為：對(duì)試驗(yàn)人員的操作技能要求較高；對(duì)于涂層表面有紋理效果的產(chǎn)品不能檢測(cè)；檢測(cè)結(jié)果只能精確至整數(shù)位。

（2） 對(duì)于表面有紋理效果的彩涂板，DJH 法為較佳方法，具有操作方便、快速、可以分別測(cè)定界面清晰的各個(gè)涂層的優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)為：設(shè)備采購(gòu)和運(yùn)行成本較高；檢測(cè)結(jié)果受檢測(cè)人員主觀影響較大；測(cè)定結(jié)果受基板波動(dòng)影響較大；不能用于檢測(cè)冷軋基板的彩涂板。

（3） 磁性- 渦流相位法測(cè)定涂鍍層厚度方法也是一種很好的方法，具有設(shè)備成本合理、操作簡(jiǎn)單、快速、單點(diǎn)測(cè)定精度高（可精確至0.5 μm）的優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是受基板表面的平整性和均勻性影響較大。

2005年至2010年期間，我國(guó)彩涂鋼板的生產(chǎn)總量將由480萬t增至800萬t，其中用于建筑業(yè)占85%，家電產(chǎn)品為3%，其他產(chǎn)品占12%。可見我國(guó)彩涂板產(chǎn)量不少，但是大部分產(chǎn)品都是通用型的，質(zhì)量一般、品種單一，主要用于建筑領(lǐng)域，汽車、家電等**產(chǎn)品依靠。量幾乎占國(guó)內(nèi)彩涂板市場(chǎng)的一半份額。這就要求我們將關(guān)注重點(diǎn)放在開辟新的應(yīng)用領(lǐng)域，能夠采用新技術(shù)生產(chǎn)具有不同使用特性和花色品種的有機(jī)涂層鋼板。

    提高基板質(zhì)量。彩涂基板一般采用冷軋鋼板、熱鍍鋅鋼板、合金化板、電鍍鋅板、鍍鋅鋁板等，某些**產(chǎn)品以不銹鋼做基板，無論采用哪種基板都要求其具有較高的表面質(zhì)量、板形及尺寸精度。

    涂料的改良。由較初的醇酸樹脂、塑溶膠、聚酯樹脂、高性能的含氟樹脂到水性涂料、粉末涂料等環(huán)保節(jié)能型涂料的應(yīng)用，涂料的不斷改進(jìn)使產(chǎn)品具備高耐蝕性、抗紫外線、耐候性、耐褪色性、耐磨損性、耐指紋性、耐溶劑性等，以及較新研制成功的抗菌性、防靜電、保潔性及耐黑變等彩板。

    PET復(fù)合貼膜彩色板技術(shù)。PET是指聚乙烯對(duì)苯二（甲）酸鹽，一般使用透明的25um厚的膜，PET膜廣泛用作磁性錄音材料、照像、包裝材料等的基膜。其力學(xué)性能好，膜的硬度為1～2H；具有良好的耐熱性；除強(qiáng)堿外，具有良好的抗化學(xué)腐蝕性、抗溫性、抗污染性、抗去污性和抗溶劑性。

PET復(fù)合貼膜彩色板一種采用PET膜與油漆復(fù)合的涂裝技術(shù)，透明的PET膜層壓到彩涂板的表面；另一種為層壓PET膜底部印畫彩涂技術(shù)，用直接照像印畫法將圖畫印到PET膜上，再用厚約5um聚乙烯類樹脂粘結(jié)劑將印好的PET膜層壓到涂好底漆的基板上，底漆多采用熱固化的環(huán)氧樹脂。

    粉末涂敷工藝。繼幾年前國(guó)外粉末槍技術(shù)的應(yīng)用，美國(guó)MSC研制出粉末云涂裝技術(shù)：將粉末涂料在強(qiáng)大的靜電場(chǎng)作用下，通過粉末旋轉(zhuǎn)刷產(chǎn)生涂料粉末云，形成粉末云狀、帶有很高電荷的固體涂料顆粒，飛向高速運(yùn)行的基板，產(chǎn)生足夠大的邊界穿透力，由此，粉末顆粒便均勻地沉積在帶鋼表面上，再經(jīng)過固化、保溫、淬水冷卻處理。此種工藝能適應(yīng)高速高效涂裝，產(chǎn)品抗腐蝕、抗劃傷、抗褪色性能好、色澤均勻、環(huán)保好、成本低。

    我國(guó)彩涂板生產(chǎn)無論產(chǎn)量、質(zhì)量和機(jī)組數(shù)量上均落后于世界水平，而且據(jù)專家分析，世界彩涂板生產(chǎn)線的開工率通常為70%～85%，我國(guó)彩涂業(yè)面臨的形勢(shì)還是比較嚴(yán)峻的。預(yù)計(jì)在未來幾年中，國(guó)內(nèi)彩涂鋼市場(chǎng)仍將以建筑行業(yè)為主，家電行業(yè)需求量也將明顯增加，主導(dǎo)產(chǎn)品將向薄規(guī)格、高強(qiáng)度、耐腐蝕性的方向發(fā)展。降低成本、提高質(zhì)量、凈化處理廢物、廢氣等環(huán)保問題以及開拓更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域是我們急待解決的問題。我們應(yīng)投入大量的人力、物力研制新工藝、新技術(shù)、新產(chǎn)品，以低成本高質(zhì)量的產(chǎn)品面向國(guó)內(nèi)外的市場(chǎng)

馬鋼彩鋼卷_馬鋼彩鋼卷行情/。 使用熱鍍鋅鋼帶為基材的彩色涂層鋼帶除有鋅層保護(hù)外， 鋅層上的有機(jī)涂料起了覆蓋和保護(hù) 作用，防止鋼帶生銹，使用壽命比鍍鋅帶長(zhǎng)，約 1.5 倍。彩涂卷 0.6*1250*C TSGCC 2/1M 70/50 氟碳-海藍(lán) 3.73 電議 彩涂板維護(hù)服役期間的維護(hù)可以延長(zhǎng)彩涂板使用壽命。雖然工廠預(yù)涂油漆的建筑面板壽命比平常油漆的面板長(zhǎng)很多年，它們?nèi)孕鑿氐走M(jìn)行清洗，在有雨水自動(dòng)清洗的地方，如屋頂板，不需要進(jìn)行維護(hù)。清洗可以清除積存的腐蝕物，保持建筑物美好外觀而無需進(jìn)行油漆，需要清洗的地方包括支架、滴水檐下側(cè)板、倉庫門板、滴水檐板背面溝槽等。 彩鋼卷正品 0.5*1250*C TSGCC 2/1 70/50 普通聚酯-白灰 3.97 電議 家電彩板一般以電鍍鋅和冷板為基板，用于生產(chǎn)冰箱和大型空調(diào)系統(tǒng)，冰柜、面包機(jī)、家具等。 高耐久性聚酯既有聚酯的優(yōu)點(diǎn)，又在耐久性方面進(jìn)行了改進(jìn)，性價(jià)比較高。高耐久性聚酯與普通聚酯彩涂板相比，價(jià)格略高，但產(chǎn)品的耐久性、加工成型性優(yōu)異，質(zhì)保期在15年以上，滿足中、**建筑物的耐久性要求。 彩鋼瓦 0.8*1000*C TDC51D+AZ 2/1M 70/70 普通聚酯-海藍(lán) 5.26 電議 熱鍍鋅基板彩涂產(chǎn)品力學(xué)性能牌號(hào) 屈服強(qiáng)度a,b MPa 抗拉強(qiáng)度 MPa 斷后伸長(zhǎng)率cA 80mm % 不小于 r 90不小于 n 90不小于 DC51D+Z - 270～500 22 - - DC52D+Z 140～300 270～420 26 - - DC53D+Z 140～260 270～380 30 - - DC54D+Z 120～220 260～350 36 1.6 0.18 產(chǎn)品加工:公司有現(xiàn)代化專業(yè)鍍鋁鋅彩涂加工廠，可按客戶要求，提供彩涂加工（定做/期貨），鋼卷開平、縱剪、半成品加工、沖孔、敷膜等服務(wù)。彩鋼瓦 0.476*1000*C TDC51D+AZ 2/1M 70/70 普通聚酯-海藍(lán) 5.56 電議 彩鋼板在國(guó)產(chǎn)涂料品種、質(zhì)量不能完全滿足需求，涂料的高價(jià)格降低了競(jìng)爭(zhēng)力，貼膜彩色板所需塑膠膜尚需依賴，缺少涂層厚、功能性、高強(qiáng)度、花色豐富的**彩涂板；? 彩涂板制造的建筑物和廠房，如果經(jīng)常受到雨水沖洗反而會(huì)使使用壽命延長(zhǎng)，否則更容易受到，鹽和灰塵的作用影響使用，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候，屋頂?shù)膬A斜度加大，則積聚灰塵等污物就越少，使用壽命也會(huì)越長(zhǎng)。 涂層質(zhì)量、膠水配比、加工工藝等是影響彩涂板黏結(jié)效果的主要因素。彩鋼板正品 0.5*1250*C TDX52D+AZ 2/1M 70/50 氟碳-鐵青灰 5.83 電議馬鋼彩鋼卷_馬鋼彩鋼卷行情/價(jià)格