一种电镀铬板中铬氧化物镀层的质量测定方法技术

本发明专利技术公开了一种电镀铬板中铬氧化物镀层的质量测定方法，其括如下步骤：a)配制电解液；b)制样，并去除样品表面的油膜；c)将样品装入电解测量装置中，设定电镀铬板的铬氧化物镀层的电解电流密度为25～50uA；d)测量电解时间与氧化还原电位，得到时间和电位的关系曲线，当电位从上升开始向下降趋势转化时终止测量，所述电解曲线中存在一拐点，通过所述拐点确定电解反应终止的时间；e)利用现有技术测定若干样品的铬氧化物镀层质量，测定相应样品的铬氧化物镀层电解时间，建立铬氧化物镀层质量电解法测量模型，利用电解时间即推算出铬氧化物镀层的质量。本发明专利技术的优点在于：1.具有较好的精密度；2.与现有技术相比，无显著性差异；3.具有测量快速简便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电镀铬钢板质量评价，具体为一种电镀铬板中铬氧化物镀层的质量测 定方法。
技术介绍
电镀铬钢板是将冷轧薄钢板在无水铬酐水溶液中进行阴极还原，在钢板表面形成 金属铬镀层和铬的水合氧化物镀层的产品，其结构有四层：钢基板、金属铬镀层、铬氧化物 镀层和油膜。电镀铬钢板，简称为镀铬板，也称为无锡钢板，其英文为Tin Free Steel，缩写 为TFS，它是替代镀锡板使用，而又不镀锡的薄钢板。 镀铬板的生产成本比镀锡板低，具有镀层附着力强、印刷性好、无毒、抗硫性好等 特点，其加工成型性及机械强度与镀锡板大致相同。采用镀铬钢板代替镀锡板是未来包装 行业的发展方向，因此近年来镀铬板产量在国内外的应用逐年增加。 关于镀铬板铬氧化物镀层的构成有不同的观点，如其化合物成分为：Cr20 3、 Cr (OH) 3、2Cr00H. 3H20、Cr (OH) 3· 3H20、Cr2O. 3Cr03等，也有人提出含羟基基化合物的构造。 镀铬板铬氧化物镀层质量将影响镀铬板的耐腐蚀性能，主要表现为影响镀铬板有 机涂料的附着力、抗硫化腐蚀能力等性能。国际上对镀铬板铬氧化物镀层质量是用铬氧化 物镀层中的铬含量表示，用单面Cr mg/m2表示（以下镀铬板铬氧化物镀层质量均以每平方 米面积上铬氧化物镀层中铬含量毫克表示）。JIS G3315~2008《无锡薄钢板》规定铬氧 化物镀层质量最小平均为5mg/m2,最大平均为35mg/m 2,因此镀铬板铬氧化物镀层质量的检 测被作为评判镀铬板产品质量的重要指标。 目前，国内还没有电镀铬钢板铬氧化物镀层质量的检测标准。通过检索，没有检索 到相关的专利，仅查询到镀铬板产品标准中涉及到一些检测方法标准，这些镀铬板产品标 准有JIS G3315~2008《无锡薄钢板》、ASTM A657~13《一次冷轧、二次冷轧电镀铬产品 标准规范》、ISO 11950 :1995《冷轧电镀铬/铬氧化物镀层钢板》和EN 10202:2001《冷轧电 镀锡和电镀铬钢板》。另外还查询到在《材料保护》期刊1995年11月刊登的一篇论文《无 锡镀铬层及水合氧化物层中铬的快速测定》。 JIS G3315~2008《无锡薄钢板》产品标准的附录C有采用分光光度法和X荧光 光谱法测定电镀铬板铬氧化物镀层质量的测定方法。ASTM A657~13《一次冷轧、二次冷 轧电镀铬产品标准规范》的附录A2和A3分别采用原子吸收光谱法和分光光度法测定电镀 铬板铬氧化物镀层质量。ISO 11950:1995《冷轧电镀铬/铬氧化物镀层钢板》产品标准的 附录Al采用分光光度法测定电镀铬板铬氧化物镀层质量。EN 10202:2001《冷轧电镀锡和 电镀铬钢板》的附录El采用分光光度法测定电镀铬板铬氧化物镀层质量。 上述产品标准的附录中推荐使用的分光光度法，是将样品在不低于90°C的7. 5N 氢氧化钠介质保持5~10分钟，将镀铬板铬氧化物镀层溶解（利用金属铬在碱性介质中不 溶解的性能），然后将溶解的铬全部氧化为六价铬，在一定酸度下，用二苯卡巴肼显色，用分 光光度法测定铬含量，再计算出镀铬板铬氧化物镀层中的铬含量（mg/m 2)。 X荧光光谱法是先用X荧光光谱仪测定电镀铬板铬的荧光强度，然后将样板用在 不低于90°C的7. 5N氢氧化钠介质保持5~10分钟，将铬氧化物镀层除去，再用X荧光光谱 仪测定铬的荧光强度，通过前后铬的荧光强度的差值即可计算出镀铬板铬氧化物镀层中的 铬含量（mg/m 2)。 ASTM A657~2013产品标准中附录A2的原子吸收光谱法为首选方法，它是采用 7. 5N氢氧化钠溶液将镀铬板铬氧化物镀层溶解，然后用原子吸收光谱仪测定溶解液中的铬 含量，再计算出镀铬板铬氧化物镀层中的铬含量（mg/m 2)。 另外，《材料保护》期刊1995年11月刊登的《无锡镀铬层及铬水合氧化物层中铬的 快速测定》论文，该论文笔者是采用在H 2O2介质中用5%氢氧化钠溶液溶解铬氧化物镀层， 用原子发射光谱仪测定溶液中铬含量，再计算出镀铬板铬氧化物镀层中的铬含量（mg/m 2)。 在上述方法中，分光光度法为经典化学分析方法，具有准确度高等特点，但该方法 操作复杂，测定周期长，测定一个样品需要1. 5小时；X荧光光谱法具有快速等特点，该方法 为相对测量法，其准确度取决于分光光度法，X荧光光谱法设备投资费用较昂贵，需要用化 学法前处理和两次测定；原子发射光谱法属于经典化学分析方法，其准确度与分光光度法 相同，该方法虽然较分光光度法有所简化，然而也存在操作复杂、测定时间长等缺点。
技术实现思路
本专利技术提出了采用电解法测定电镀铬钢板铬氧化物镀层质量的测定方法，利用镀 铬板铬氧化物镀层在中性磷酸盐电解液中被阳极氧化发生电位突跃，通过铬氧化物电解曲 线（U~t)得到铬氧化物的电解时间（t)，并根据分光光度法测得的铬氧化物镀层中铬含量 (C)，建立铬氧化物镀层中铬含量（C)与电解时间（t)的电解法测量模型，通过电解法测量 样品中铬氧化物镀层的电解时间（t)，可以快速测定电镀铬钢板铬氧化物镀层质量。 为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下： -种电镀铬板中铬氧化物镀层的质量测定方法，其特征在于，包括如下步骤： a)配制电镀铬板氧化物镀层的电解液； b)制样，并去除样品表面的油膜； c)将步骤b)中得到的样品装入电解测量装置的电解槽中，在所述电解槽中加入 步骤a)中制备的电解液，设定电镀铬板的铬氧化物镀层的电解电流密度为25~50uA ; d)启动电镀铬板的铬氧化物镀层的电解反应，同时测量电解时间与氧化还原电 位，得到时间和电位的关系曲线，当电位从上升开始向下降趋势转化时终止测量，所述电解 曲线中存在一拐点，通过所述拐点确定电解反应终止的时间； e)另制备若干不同铬氧化物镀层质量的电镀铬板样品，同一铬氧化物镀层质量的 所述样品又分为两组，一组用现有方法测定氧化物镀层的质量C，另一组采用步骤a)~d) 的方法测定相应样品的铬氧化物镀层电解时间t，建立铬氧化物镀层质量电解法测量模型 C (mg/m2) = KX t，式中K为校正系数，利用电解时间t即推算出铬氧化物镀层的质量C ; 其中，所述电解测量装置包括回收槽，所述回收槽上设有两个电解槽，所述电解槽 内均设有指示电极和辅助电极，电解槽的侧壁均设有密封圈，两个电解槽之间设有连接杆， 其中一个电解槽的外侧设有推杆，所述指示电极、辅助电极均与恒电流源电连接，所述恒电 流源与信号采集装置电连接。 作为优选方案，所述电解液为pH = 6~8的磷酸盐溶液。 作为优选方案，步骤d)中，所述通过拐点确定电解反应终止时间的方法为两切线 法或软件自动识别。 作为优选方案，步骤e)中所述的现有方法为分光光度法。 作为优选方案，所述信号采集装置为XY图形记录仪。 作为优选方案，所述恒电流源为模拟恒电流源。 作为优选方案，所述电解测量装置还包括试剂槽，所述试剂槽设置与第一电解槽 和第二电解槽上方，试剂槽底部设有可通入第一电解槽和第二电解槽内的两个加液管。 本专利技术的优点在于： 1.本专利技术所建立的电镀铬板铬氧化物镀层质量电解测量方法的精度试验结果表 明：该试验方法的相对标准偏差为3. 16% (η = 11)，具有较好的精本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电镀铬板中铬氧化物镀层的质量测定方法，其特征在于，包括如下步骤： a)配制电镀铬板氧化物镀层的电解液； b)制样，并去除样品表面的油膜； c)将步骤b)中得到的样品装入电解测量装置的电解槽中，在所述电解槽中加入步骤a)中制备的电解液，设定电镀铬板的铬氧化物镀层的电解电流密度为25～50uA； d)启动电镀铬板的铬氧化物镀层的电解反应，同时测量电解时间与氧化还原电位，得到时间和电位的关系曲线，当电位从上升开始向下降趋势转化时终止测量，所述电解曲线中存在一拐点，通过所述拐点确定电解反应终止的时间； e)另制备若干不同铬氧化物镀层质量的电镀铬板样品，同一铬氧化物镀层质量的所述样品又分为两组，一组用现有方法测定氧化物镀层的质量C，另一组采用步骤a)～d)的方法测定相应样品的铬氧化物镀层电解时间t，建立铬氧化物镀层质量电解法测量模型C(mg/m2)＝K×t，式中K为校正系数，利用电解时间t即推算出铬氧化物镀层的质量C； 其中，所述电解测量装置包括回收槽，所述回收槽上设有两个电解槽，所述电解槽内均设有指示电极和辅助电极，电解槽的侧壁均设有密封圈，两个电解槽之间设有连接杆，其中一个电解槽的外侧设有推杆，所述指示电极、辅助电极及样品均与恒电流源电连接，所述恒电流源与信号采集装置电连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张家琪，朱颖，张晴，宗开梅，王凌，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31