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镀锡板的镀层检测攻略
发布时间:2019-12-11 04:52:36浏览:989次
  • 详细介绍

 一、镀锡板的定义

 
镀锡板俗称马口铁,是在薄的冷轧低碳钢板上镀锡而制成的产品。它将钢的强度和成型性与锡的耐蚀性、易焊接性和美观的外表结合于一种材料中,具有耐腐蚀、无毒、强度高、延展性好的特性。  
 
 
二、镀锡板的镀层结构
 
锡铁合金层:通过加热方式(软熔)使镀锡层与基体间生成适当的锡铁合金层,提高镀锡板的耐腐蚀性能,增加镀锡板的表面光泽。
 
锡层:采用不溶性阳极,以带钢为阴极,在直流电流的作用下,电镀液中的Sn2+被电解沉积到带钢上的一种电化学反应过程。
 
氧化膜:镀锡后的带钢经软熔加热后表面形成氧化膜。它包括自身形成的SnO2(很稳定,能够增加耐蚀性),和在100℃以上的温度下产生和成长的SnO(不稳定,不能增加镀锡板的耐蚀性)。
 
钝化膜:氧化膜严重发展时,镀锡板容易发黄,耐腐蚀性也不好。为了消除这些缺点,还要在重铬酸钠等溶液中进行钝化处理。通过钝化处理使带钢表层形成致密的钝化膜,防止氧化膜的增长,提高带钢的耐蚀性。
 
油膜:在镀锡板表面均匀涂上一层油,减小镀锡板间的摩擦,并起一定的防锈作用。宝钢通常使用DOS油。油膜的含量要适当,太低无法起到保护作用,太高又影响它的涂饰性。
 
 
三、镀锡板产品镀层重量指标要求
 
宝钢BQB450-2018《电镀锡钢板及钢带》中,对镀锡板的镀层重量有指标要求。如镀锡量为1.1、2.2、2.8、5.6g/m2等。锡铁合金层、氧化膜、钝化膜和油膜的大小都作为内部控制。
 
四、镀锡板的镀层检测技术
 
1、镀层重量的测定
 
化学法(库伦法)
以试样为阳极在盐酸电解液中通过恒定电流使镀锡层溶解。由于纯锡层、合金层和钢基相对于参考电极的电位不同,因此通过记录溶解过程中试样电位随时间的变化,可以分别得到纯锡层和合金层完全溶解所用的时间,计算出各自完全溶解所耗的电量。根据法拉第定律求出纯锡量和合金锡量。两者之和为镀锡量。测量结果的单位是g/m2。
 
X射线光谱法
测定的是纯锡与合金锡的和,即总锡量。测量结果的单位是g/m2。
 
参考标准有GB/T 1838-2008
 
 
 
2、氧化膜重量的测定
 
镀锡板表面的锡氧化膜,在低浓度的溴化氢溶液中,在一定的电流下阴极电解。通过测定完全除去氧化膜所需的电量,来求出锡氧化膜量。锡氧化膜是二价锡或四价锡的氧化物及其水合物,鉴于其组成不固定,以mc/cm2表示的还原电量值。通常含量小于1mc/cm2。
 
3、表面铬(钝化膜)重量的测定
 
用热的硫酸溶液,将试样表面的铬溶解出来。用氢氧化钠中和后,加硫磷混酸、高锰酸钾,加热氧化铬。加入最小限量的亚硝酸钠,分解过量的高锰酸钾使溶液褪色。用分光光度法进行比色测定。测量结果单位是mg/m2。通常含量范围是0.5~10mg/m2。
 
4、涂油量的测定
 
(1)亲水天平法
镀锡板的油转移和分散至洁净的水平上形成一层单分子膜,测定这层单分子膜的覆盖面积,即得油厚。
 
(2)椭圆仪法
如果在金属表面存在着象油那样的透光性薄膜,当受到直线偏光的照射时,其反射光就变成椭圆偏光。本方法利用涂油量与椭圆率之间存在着比例关系的原理,使用椭圆仪,求出涂油状态下的椭圆偏光角(θ1)和去除油后的椭圆偏光角(θ2),得出前后的椭圆偏光角差(Δθ),从而求出涂油量。
 
两种方法的结果有差异,结果允许误差为0.5 mg/m2。
 
通常涂油量的范围是2~20 mg/m2。
 
五、评价镀锡板耐蚀性的试验方法
 
腐蚀的初期
锡的单独腐蚀。锡开始溶解,并露出了铁。
这些露出了的铁,靠锡的不断被溶解而受到保护。
腐蚀速度主要取决于锡的耐蚀性。
 
腐蚀的中期
一个由锡和铁组合产生的腐蚀过程。
锡不断溶解且不一定是均匀的,锡被腐蚀而消耗掉。
暴露的钢的影响也开始显现,钢基体本身的性能对腐蚀的影响增大。
 
腐蚀的末期
锡完全腐蚀光了,钢基体已经全面暴露。
腐蚀完全取决于钢基体的性能。
 
罐头寿命事实上就是指到达此时期为止的时间长短。
 
1、合金—锡电偶试验(ATC)
 
通常,酸性食品罐头在贮藏过程中,罐内所发生的腐蚀作用,是按照锡先溶解,然后是合金锡层、暴露的钢基表面。
 
决定腐蚀作用进展速度的,主要是锡同合金层和暴露的钢基之间流过的电流大小。
 
在试验室内,将纯锡(阳极)和脱锡到露出合金层的镀锡板试样(阴极)浸在无空气的果汁中,并连接起来组成电偶,测定经过20h后两电极之间的电流,就得到ATC值。镀锡板的ATC值低,表示它对酸性食品的耐蚀性好。
 
通常,K板的ATC0.12A/cm2。
 
2、铁溶出试验(ISV)
 
该试验用来评定镀锡层对基板的保护程度。
 
试验条件是模拟罐头内的反应条件,将试样浸在在一定温度和浓度的酸性溶液介质中,在有空气的条件下,于密闭状态下放置2h。测定溶解下来的铁含量。铁溶出量越多,耐蚀性越差。
 
 
 
 
3、酸洗时滞试验(PLV)
 
用于评价镀锡原板晶界的氧化程度。
 
镀锡板脱锡,然后放入90 ℃的6N的盐酸中,测定氢气析出速度达到稳定时的时间。
 
酸洗时滞值越短说明耐蚀性越好。通常,K板的PLV<=10s。
 
 
4、锡晶粒度试验(TCS)
 
根据表面锡的晶粒度大小,来推断镀锡板罐头内面的耐腐蚀性能。使锡面腐蚀,在显微镜下观察锡的晶粒度。与标准图谱比较得出等级数。
 
通常,晶粒度越大,耐腐蚀性越好。K板的TCS<=9级。
 
主要参考标准有GB/T 22316,ASTM A623
 

布鲁克手持式镀层检测仪满足国际上XRF镀层标准

美国材料与试验协会(US-ASTM)标准:

ASTM B568-1998(2014)(用X射线光度法测量镀层厚度的标准试验方法)

 u  基本参数法或经验系数法

 u  可对已知样品的基本参数标准化

 u  10%-95%的置信区间

国际标准化组织(IX-ISO)标准:

ISO3497-2000(金属覆盖层镀层厚度的测量X射线光谱法)和德国标准化协会:DIN EN ISO3497-2001标准(金属镀层.镀层厚度测量.X射线光谱测定法)

 u  基本参数法或经验系数法

 u  检测不确定性小于10%

 u  特殊报告要求

 测量模式

 u  镀层模式:如铜镀银等

 u  金属模式:Mg-U

手持式镀层检测仪可检测工具钢,低合金钢,不锈钢,钴合金,镍合金,铜合金,钛合金,铝合金,锆合金,钨合金,锌合金等

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