测定涂层厚度的试验方法进行了调查研究,针对不同类型的彩涂板提出了合适的涂层厚度测定方法。

在GB/T 13448—2006《彩色涂层钢板及钢带试验方法》[2]中介绍了4 种彩涂板涂层厚度试验方法:磁性测厚仪法、千分尺法、金相显微镜法和钻孔破坏式显微观察法,其中金相显微镜法规定为仲裁方法。无论采用何种方法测定彩涂板的涂层厚度,彩涂板的基板和涂层都会直接影响测定结果。根据宝钢多年的试验经验,这4 种方法的适用范围、检测精度和优缺点方面等的比较如表1 所示。

目前,我国彩涂板生产企业多采用千分尺法测定涂层厚度,而欧美企业则较多采用钻孔破坏式显微观察法。造成这种差异的主要原因除国内人力成本低于欧美外,各种检测方法本身的局限性也是主要原因。

彩涂板基板一般包括冷轧钢板、电镀锌钢板、热镀锌钢板和热镀铝锌钢板。冷轧基板由于没有镀层,且生产工艺决定基板本身厚度和表面粗糙度的均匀性较好,因此无论采用哪种检测方法,其涂层厚度的测定结果都比其他基板的检测误差小。有镀层基板的厚度和表面粗糙度的波动决定了采用国标中磁性测厚仪法和千分尺法在进行单点厚度测定时,测定结果会受到较大影响。因为磁性测厚仪法先要测定涂镀层总厚度,然后测定镀层厚度;而千分尺法先要测定彩涂板总厚度,再测定基板厚度,这两种方法的两次分别测定厚度的操作无法确保测定位置在同一点上,因此都会受到基板和镀层波动的影响,造成测定结果的波动,且厚度测定结果的波动与基板的波动成正比。金相显微镜法和DJH 法虽然能确保测定位置不变,但是由于基板的波动会造成检测界面很难划分清楚,从而也会影响单点测定结果的准确性。国标规定每个试样以3 个点的平均值作为终测定结果,但是由于单点测定结果本身的波动,因此采用平均值的方式也无法消除测定误差。按照宝钢的实

际检测经验,涂层厚度测定结果的离散性与基板波动的大小成正比。

彩涂板涂层表面的粗糙度同样也会影响国标中4种检测方法的准确性,而涂层本身的弹性会影响磁性测厚仪法和千分尺法的测定准确性。这两种方法都使用检测探头,探头对涂层或基板压下的程度会影响到每次测量所得的厚度,从而影响测定结果。随着彩涂板产品品种的不断丰富,涂层表面不再是单一的光滑表面效果,出现表面有不同纹理效果的产品,这类产品用磁性测厚仪法和千分尺法根本无法测定涂层厚度。因为其纹理的深度少能达到5~10 μm,磁性测厚仪法和千分尺法测定时把纹理的深度都计为涂层厚度,产生很大的系统误差。金相显微镜法和DJH法可以用来测定这类产品,但是由于纹理的不规则波动,使判定测量界面受人为因素影响很大,测定结果波动也较大。

检测面积越大,其检测结果的代表性就越好,检测精度也会随之提高。磁性测厚仪的检测探头直径一般为1.5 mm,千分尺的检测探头直径为6.3 mm,金相显微镜法的测量长度一般不会超过1 mm,而DJH 法的测量直径一般也在1 mm 左右。因此在相同条件下,这4 种检测方法中千分尺法测定结果波动小。