一种冷轧电镀锡钢板钝化膜组份含量的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种冷轧电镀锡钢板钝化膜组份含量的检测方法，主要解决现有冷轧电镀锡钢板钝化膜中Cr

【技术实现步骤摘要】
一种冷轧电镀锡钢板钝化膜组份含量的检测方法
本专利技术涉及一种冷轧电镀锡钢板钝化膜组份含量的检测方法，具体而言，涉及冷轧电镀锡钢板钝化膜中Cr2O3和Cr(OH)3含量的检测方法，属于金属材料检测领域。
技术介绍
镀锡板钝化膜度镀锡板表面多层结构的重要组成部分，其钝化膜质量直接影响镀锡板表面涂饰性、抗酸抗硫和耐蚀性。近年来，随着社会科技的不断发展与进步，新仪器新方法不断涌现，仪器分析技术得到了进一步的提高，镀锡板表面膜层表征技术输出了大量成果，明确了常规铬酸盐中钝化膜的基本组份为Cr2O3和Cr(OH)3，两组份的含量比例对镀锡板性能的各项异性影响最为显著，Cr(OH)3/Cr2O3含量比升高，耐蚀性提高，漆膜结合力下降，反之Cr(OH)3/Cr2O3含量比降低，抗硫和漆膜结合力上升，当前镀锡板表面单一Cr量检测已经无法满足需求。现有镀锡板钝化膜检测技术主要有两种，一是标准ASTMA623-77的化学法分析镀锡板表面铬方法，将镀锡板表面钝化溶解氧化后检测铬量；二是基于S.CBritton1965发表的《Electrochemicalassessmentofchromiuminpassivationfilmsontinplate》论文，发展衍伸为镀锡板表面钝化膜表面铬量测定的行业方法，后者因检测快速便捷，重现性高被行业广泛采纳。此外现行的X射线光电子能谱(XPS)、俄歇电子能谱(AES)、辉光放电能谱(GDS)以及电子探针检测(EPMA)均能对镀锡板钝化膜进行定性和定量表征，但结果在不同一维度，无法对比分析。比较现有方法，发现化学法操作方法比较繁琐，无法同时检测钝化膜中的两种组份，仪器分析样品处理要求高、检测周期长、投入费用昂贵，检测结果波动性大。因此，一种简单快速不改变现有检测体系钝化膜双组份测定方法显得尤为迫切。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种冷轧电镀锡钢板钝化膜组份含量的检测方法，主要解决现有冷轧电镀锡钢板钝化膜中Cr2O3和Cr(OH)3含量无法准确检测的技术问题。本专利技术的技术思路是，根据钝化膜中组份的特性差异，利用热处理实现膜层组份转变，通过差量法计算得到钝化膜中两种组份相对含量。本专利技术采用的技术方案是，一种冷轧电镀锡钢板钝化膜组份含量的检测方法，包括以下步骤：1)制备试样，在已钝化后的冷轧电镀锡钢板上截取2块尺寸相同的试样，标记为试样1和试样2，试样的长度为20-30cm，宽度为10-15cm；2)用计时电位法检测试样中铬含量，对试样1施加一个稳定的阳极电流，其电流密度为10-100μA/cm2，电解质为pH值为6.0-8.0的混合磷酸盐缓冲溶液，记录试样1钝化膜中铬被氧化时的时间起点TA和终点TB，试样钝化膜Cr2O3组分中铬含量根据公式一计算，W1＝Dk×(TB-TA)×10-4公式一，公式一中，W1为试样钝化膜Cr2O3组分中铬含量，单位为μg/cm2，TA为试样1钝化膜中铬被氧化时的时间起点；TB为试样1钝化膜中铬被氧化时的时间终点；Dk为电流密度，单位为μA/cm2；3)对冷轧电镀锡钢板试样进行热处理，用高温对试样2钝化膜进行脱水缩合，将试样2由常温加热至110-220℃，保温时间为10-240min；4)采用计时电位法检测热处理后试样中铬含量，对试样2施加一个稳定的阳极电流，其电流密度为10-100μA/cm2，电解质为pH值为6.0-8.0的混合磷酸盐缓冲溶液，记录试样2钝化膜中铬被氧化时的时间起点TA和终点TB，试样钝化膜Cr2O3组分和Cr(OH)3组分中铬含量根据公式二计算，W2＝Dk×(TB-TA)×10-4公式二，公式二中，W2为试样钝化膜Cr2O3组分和Cr(OH)3组分中铬含量，单位为μg/cm2，TA为试样2钝化膜中铬被氧化时的时间起点；TB为试样2钝化膜中铬被氧化时的时间终点；Dk为电流密度，单位为μA/cm2；5)计算试样钝化膜Cr(OH)3组分中铬含量，试样钝化膜Cr(OH)3组分中铬含量根据公式三计算，W3＝W2-W1公式三，公式三中，W3为试样钝化膜Cr(OH)3组分中铬含量，单位为μg/cm2，W2为试样钝化膜Cr2O3组分和Cr(OH)3组分中铬含量，单位为μg/cm2，W1为试样钝化膜Cr2O3组分中铬含量，单位为μg/cm2。本专利技术所述的冷轧电镀锡钢板，冷轧电镀锡钢板采用的钝化工艺为铬酸盐钝化，其钝化方式为电解钝化、化学钝化中的一种或两种组合。进一步，对冷轧电镀锡钢板试样进行热处理时，加热气氛为空气、氮气、氩气、氦气中的一种或两种以上。本专利技术所述的Cr2O3和Cr(OH)3均为冷轧电镀锡钢板钝化过程中产生，其Cr(OH)3在热处理过程中发生脱水，转化生成Cr2O3。本专利技术中，热处理前冷轧电镀锡钢板测得的表面Cr量归属于钝化膜中Cr2O3组份，热处理后与热处理前的冷轧电镀锡钢板表面测定Cr量差值归属于钝化膜中Cr(OH)3组份。本专利技术理论依据是冷轧电镀锡钢板钝化膜中Cr2O3和Cr(OH)3两组份化学特征，借助热处理实现钝化膜中Cr(OH)3成份脱水缩合，转变为Cr2O3，并通过计时电位法将其Cr2O3中Cr(Ⅲ)氧化为Cr(Ⅵ)，实现钝化膜中两种成份含量的差异测定。本专利技术方法依据大量冷轧电镀锡钢板钝化膜XPS试验结果和相关实验数据，得到的关于冷轧电镀锡钢板表面膜层组份种类和含量测定方法的最新研究成果，也是近几十年来的方法完善和更新。本专利技术相比现有技术具有如下积极效果：1、本专利技术方法操作简便，成本低，重现性好，检测精度高，不改变现有冷轧电镀锡钢板检测体系和误差标准，结果对比性强，重现性好，可用于冷轧电镀锡钢板钝化膜常规检测分析和质量控制。附图说明图1为本专利技术实施例1中1#冷轧电镀锡钢板钝化膜中Cr含量测试的计时电位曲线，其热处理加热温度为120℃、保温时间为20min。图2为本专利技术实施例2中1#冷轧电镀锡钢板钝化膜组份XPS测试曲线。图3为本专利技术实施例2中1#冷轧电镀锡钢板钝化膜组份XPS测试曲线，其热处理加热温度为120℃、保温时间为40min。具体实施方式下面结合实施例1-5，对本专利技术做进一步说明，如表1—2所示。本专利技术实施例，冷轧电镀锡钢板为用甲基磺酸体系电镀液制造的电镀锡钢板，钝化液为NaCr2O7溶液，NaCr2O7溶液浓度为25g/L，钝化液的pH值为4.0-4.5，冷轧电镀锡钢板的钝化工艺参数见表1。实施例1，参见图1，一种冷轧电镀锡钢板钝化膜组份含量的检测方法，包括以下步骤：1)制备试样，在已钝化后的冷轧电镀锡钢板上截取2块尺寸相同的试样，标记为试样1和试样2，试样的长度为20cm，宽度为10cm；2)用计时电位法检测试样中铬含量，对试样1施加一个稳定的阳极电流，其电流密度为25μA/cm2，电解质为pH值为7.4的混合磷酸盐缓冲溶液，记录试样1钝化膜中铬被氧化时的时间起点TA和终点TB，试样钝化膜Cr2O3组分中铬含量根据公式一计算，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷轧电镀锡钢板钝化膜组份含量的检测方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：/n1)制备试样，在已钝化后的冷轧电镀锡钢板上截取2块尺寸相同的试样，标记为试样1和试样2，试样的长度为20-30cm，宽度为10-15cm；/n2)用计时电位法检测试样中铬含量，对试样1施加一个稳定的阳极电流，其电流密度为10-100μA/cm

【技术特征摘要】
1.一种冷轧电镀锡钢板钝化膜组份含量的检测方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：
1)制备试样，在已钝化后的冷轧电镀锡钢板上截取2块尺寸相同的试样，标记为试样1和试样2，试样的长度为20-30cm，宽度为10-15cm；
2)用计时电位法检测试样中铬含量，对试样1施加一个稳定的阳极电流，其电流密度为10-100μA/cm2，电解质为pH值为6.0-8.0的混合磷酸盐缓冲溶液，记录试样1钝化膜中铬被氧化时的时间起点TA和终点TB，试样钝化膜Cr2O3组分中铬含量根据公式一计算，W1＝Dk×(TB-TA)×10-4公式一，公式一中，W1为试样钝化膜Cr2O3组分中铬含量，单位为μg/cm2，TA为试样1钝化膜中铬被氧化时的时间起点；TB为试样1钝化膜中铬被氧化时的时间终点；Dk为电流密度，单位为μA/cm2；
3)对冷轧电镀锡钢板试样进行热处理，用高温对试样2钝化膜进行脱水缩合，将试样2由常温加热至110-220℃，保温时间为10-240min；
4)采用计时电位法检测热处理后试样中铬含量，对试样2施加一个稳定的阳极电流，其电流密度为10-100μA/cm2，电解质为pH值为6.0-8.0的混合磷酸盐缓冲溶液，记录试样2钝化膜中铬被氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志登，尚元艳，陆永亮，王孝建，许姣姣，
申请(专利权)人：上海梅山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32