CN103454297A - 识别涂液气泡造成钢板涂层缺陷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种识别涂液气泡造成钢板涂层缺陷的方法，它包括以下步骤：1）肉眼直观初步确定具有涂层缺陷的钢板；2）选择与周围涂层具有色差且并无触摸手感的缺陷区进行进一步检测，所述缺陷区包括中心圆形区域及环绕所述圆形区域的环形区域，所述圆形区域的颜色比所述环形区域的颜色深；3）利用扫描电镜对所述缺陷区进行微观形貌分析，当所述缺陷区的微观图形为规则的圆形和圆环形时，即可判定该缺陷是由于涂液气泡所产生的。实践证明，该方法操作简单，判断结论准确。
Description
技术领域
本发明涉及钢板表面涂层技术领域，具体是指一种识别涂液气泡造成钢板涂层缺陷的方法。
背景技术
为使钢板具有良好的绝缘性、冲片加工性、耐热性、耐腐蚀性以及良好的表面质量，可在钢板表面涂覆一层绝缘涂层。钢板表面的绝缘涂层主要包括无机涂层、有机涂层等类型。目前，常用的无机涂层多采用含Cr的绝缘涂层，绝缘涂层其主要通过将绝缘涂液在钢板表面涂覆并经过适当的干燥和固化处理后形成绝缘涂层。涂层质量对钢板的外观、性能及后期加工非常重要。但是，在实际生产过程中，经常由于外界环境、生产工艺以及涂液特性等因素波动或控制不当，造成涂层产生质量缺陷。此时，必须尽快采取相应补救措施，避免大批量性的涂层质量缺陷产品发生。然而，目前存在的问题是，产生涂层缺陷的原因有很多如：涂层起泡缺陷、涂层气泡缺陷等，现场的技术人员需要针对不同原因引起的气泡缺陷采取不同的有效措施以改善缺陷，因而需要对某些涂层缺陷及时准确识别其产生原因，进而采取有效改善措施防止引发更大的经济损失。特别是涂液气泡造成的涂层缺陷，其和涂层起泡缺陷状态十分相似，都造成成品板面涂层颜色上的差异，故很容易误导技术人员是由于涂层起泡所造成的缺陷，然后采取相应控制涂层起泡的措施，结果不但无法有效解决问题，还耽误了解决问题的最佳时机从而造成批量的产品缺陷。因此，亟待需要开发一种能够准确识别涂液气泡造成涂层缺陷的方法，为现场快速解决此类板面涂层质量缺陷提供指导建议。
发明内容
本发明的目的在于提供一种识别涂液气泡造成钢板涂层缺陷的方法，该方法操作简单，判断结论准确。
为了实现上述目的，本发明的识别涂液气泡造成钢板涂层缺陷的方法，其特殊之处在于，它包括以下步骤：
1）肉眼直观初步确定具有涂层缺陷的钢板；
2）选择与周围涂层具有色差且并无触摸手感的缺陷区进行进一步检测，所述缺陷区包括中心圆形区域及环绕所述圆形区域的环形区域，所述圆形区域的颜色比所述环形区域的颜色深；
3）利用扫描电镜对所述缺陷区进行微观形貌分析，当所述缺陷区的微观图形为规则的圆形和圆环形时，即可判定该缺陷是由于涂液气泡所产生的。
进一步地，所述识别涂液气泡造成钢板涂层缺陷的方法还包括以下步骤：
4）进一步利用扫描电镜对所述缺陷区成分元素的重量百分含量进行分析，当所述缺陷区中圆形区域的涂层元素含量比正常涂层中涂层元素含量高、Fe和Si元素含量比正常涂层中Fe和Si元素含量低；且缺陷区中环形区域的涂层元素含量比正常涂层中涂层元素含量低，Fe和Si元素含量比正常涂层中Fe和Si元素含量高时，则可进一步确定该缺陷是由于涂液气泡所产生的。
再进一步地，所述识别涂液气泡造成钢板涂层缺陷的方法，当所述缺陷区中圆形区域的涂层元素的含量为21～30%，Fe元素含量为0～5%，Si元素含量为0；所述环形区域中涂层元素含量为5～12%，Fe元素含量为39～53%，Si元素含量为0.05～1.5%；且所述正常涂层中涂层元素含量为15～20.5%，Fe元素含量为19～31%，Si元素含量为0时，则可完全确定该缺陷是由于涂液气泡所产生的。
更进一步地，所述识别涂液气泡造成钢板涂层缺陷的方法中所述涂层为含铬涂层，因为目前，常用的无机涂层多采用含Cr的绝缘涂层。
还进一步地，所述识别涂液气泡造成钢板涂层缺陷的方法中所述钢板为硅钢钢板。硅钢是含硅量在3～5%左右的硅铁合金，它是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金，亦是产量最大的金属功能材料，主要用作各种电机、发电机和变压器的铁心，它的生产工艺复杂，制造技术严格，国内外的企业均将其视为企业的生命，因而其应用面广，实用性强。
又进一步地，所述识别涂液气泡造成钢板涂层缺陷的方法中所述圆形区域与所述环形区域具有清晰的界线。
本发明的识别涂液气泡造成钢板涂层缺陷的方法的原理在于：对于钢板表面的涂层，其绝缘涂液在涂覆过程中，由于涂液分子的热运动以及气液分子相互间的摩擦作用等很容易产生气泡。绝缘涂液在涂覆至钢板表面时，气泡随绝缘涂液一起涂覆在钢板表面并流平。由于表面张力的作用，气泡呈规则的球体，涂液在气泡球体的圆顶处聚集。随后，气泡受热膨胀破裂，处于气泡球体圆顶处的涂液向中心塌陷收缩，从而导致形成中心区域部分涂层较厚、而环绕中心区域的环形区域涂层较薄甚至没有涂层造成基板裸露的缺陷，即形成了包括中心圆形区域及环绕所述中心圆形区域的环形区域的缺陷区域，所述缺陷区与周围涂层存在类似鱼眼状色差且并无触摸手感。如此缺陷，通过肉眼观察、手感触摸结合扫描电镜对所述缺陷区的微观形貌分析，当所述缺陷区的微观图形为规则的圆形和圆环形时，即可初步判定该缺陷是由于涂液气泡所产生的。而后，进一步地，如果通过扫描电镜对缺陷区进一步作元素含量检测，然后进行整体分析，则可进一步确定该缺陷是由于涂液气泡所产生的。实践证明，本发明的识别涂液气泡造成钢板涂层缺陷的方法对此类缺陷识别的准确度较高，而且操作简单，能为现场快速解决此类板面涂层质量缺陷提供及时指导建议。
附图说明
图1是本发明实施例1的涂层表面色差部位的微观形貌图。
图2为本发明实施例2的涂层表面色差部位的微观形貌图。
图3为对实施例2的涂层表面色差部位的Cr元素面扫描图。
图4为对实施例2的涂层表面色差部位的Fe元素面扫描图。
图5为本发明实施例3的涂层表面色差部位的微观形貌图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的识别涂液气泡造成钢板涂层缺陷的方法作进一步详细说明。
实施例1
一种识别涂液气泡造成钢板含铬镁涂层缺陷的方法，它依次包括以下步骤：
1）通过肉眼直观初步选定一块具有涂层缺陷的钢板，缺陷部位；
2）徒手触摸，选择与周围涂层具有色差且并无触摸手感的缺陷区进行进一步检测，所选缺陷区包括中心圆形区域及环绕所述圆形区域的环形区域，所述圆形区域的颜色比所述环形区域的颜色深；
3）利用扫描电镜（SEM-EDX）对所述缺陷区进行微观形貌分析，其涂层的缺陷的微观图形为规则的中心圆形和圆环形环形区域时，如附图1所示的微观形貌图，即可判定该缺陷是由于涂层气泡所产生的。
实施例2
一种识别涂液气泡造成钢板含铬镁涂层缺陷的方法，它依次包括以下步骤：
1）通过肉眼直观初步选定一块具有涂层缺陷的钢板，缺陷部位；
2）徒手触摸，选择与周围涂层具有色差且并无触摸手感的缺陷区进行进一步检测，所选缺陷区包括中心圆形区域及环绕所述圆形区域的环形区域，所述圆形区域的颜色比所述环形区域的颜色深；
3）利用扫描电镜（SEM-EDX）对所述缺陷区进行微观形貌分析，其涂层的缺陷的微观图形为规则的中心圆形和圆环形环形区域时，即可判定该缺陷是由于涂层气泡所产生的；
4）进一步利用扫描电镜对所述缺陷区进行成分元素分析；检测得到附图2所示的微观形貌图，图中涂层表面spectrum11～17部位的元素成分分析数据对应列入下表1。
表1
| 成分含量 | C(%) | O(%) | Mg(%) | Si(%) | Cr(%) | Fe(%) | 简要说明 |
| Spectrum11 | 24.31 | 44.05 | 5.42 | 0 | 26.22 | 0 | 涂层厚 |
| Spectrum12 | 24.50 | 49.12 | 5.12 | 0 | 21.26 | 0 | 涂层厚 |
| Spectrum17 | 21.14 | 43.65 | 5.31 | 0 | 25.48 | 4.42 | 涂层厚 |
| Spectrum13 | 17.15 | 22.64 | 1.70 | 0.75 | 6.22 | 51.54 | 露基板 |
| Spectrum14 | 17.88 | 23.59 | 2.58 | 1.03 | 8.20 | 46.73 | 露基板 |
| Spectrum15 | 21.52 | 36.26 | 3.24 | 0 | 15.66 | 23.31 | 正常涂层 |
| Spectrum16 | 18.50 | 36.18 | 5.20 | 0 | 20.50 | 19.56 | 正常涂层 |
通过对表1数据进行比较可见，位于缺陷中心区域的spectrum11、spectrum12、spectrum17三个检测点上，涂层元素C、O、Mg、Cr含量较正常涂层spectrum15和spectrum16的高，且Fe和Si元素含量比正常涂层中Fe和Si元素含量低；位于中心区域周围环形区域的spectrum13、spectrum14两个检测点上，涂层元素C、O、Mg、Cr含量较正常涂层spectrum15和spectrum16的低，且Fe和Si元素含量比正常涂层中Fe和Si元素含量高，即可判断出该处的缺陷是由涂液气泡所产生的缺陷。
由附图3和附图4为对实施例2的涂层表面缺陷的色差区进行的Cr、Fe元素面扫描图，通过CrKα1和FeKα1图可以看出：色差中心呈现规则的圆形，在色差区域的中间部分，Cr的浓度要明显高于圆周环形区域，说明中间部分的涂层较厚；而FeKα1图的圆周环形区域浓度要明显高于中间部分，说明圆周环形区域涂层覆盖较薄甚至出现基板裸露，由此更进一步验证了上述结论的正确。
实施例3
对一块含铬涂层的硅钢钢板涂层缺陷是否由涂液气泡造成的识别方法，它依次包括以下步骤：
1）通过肉眼直观初步选定一块具有涂层缺陷的钢板；
2）徒手触摸，选择与周围涂层具有色差且并无触摸手感的缺陷区进行进一步检测，所选缺陷区包括中心圆形区域及环绕所述圆形区域的环形区域，所述圆形区域的颜色比所述环形区域的颜色深；
3）利用扫描电镜（SEM-EDX）对所述缺陷区进行微观形貌分析，其涂层的缺陷为规则圆形，可判定该缺陷是由于涂层气泡所产生的；
4）进一步利用扫描电镜对所述缺陷区进行成分元素分析；检测得到如图5所示的微观形貌图，图中缺陷中心区域的三个点Spectrum21、Spectrum22、Spectrum23，和位于缺陷环形区域两个点Spectrum24、Spectrum25，以及位于正常区域的两个点Spectrum26、Spectrum27的结果如表2所示：
表2
| 成分含量 | C(%) | O(%) | Mg(%) | Si(%) | Cr(%) | Fe(%) | 简要说明 |
| Spectrum21 | 23.43 | 43.98 | 5.63 | 0 | 26.95 | 0 | 涂层厚 |
| Spectrum22 | 22.40 | 44.14 | 5.01 | 0 | 29.19 | 2.26 | 涂层厚 |
| Spectrum23 | 25.01 | 41.85 | 5.14 | 0 | 23.97 | 4.02 | 涂层厚 |
| Spectrum24 | 16.39 | 28.65 | 3.16 | 1.34 | 11.26 | 39.20 | 露基板 |
| Spectrum25 | 15.30 | 22.09 | 2.06 | 1.26 | 6.89 | 52.40 | 露基板 |
| Spectrum26 | 21.10 | 34.52 | 3.85 | 0 | 17.76 | 22.77 | 正常涂层 |
| Spectrum27 | 22.46 | 24.15 | 4.09 | 0 | 17.82 | 31.48 | 正常涂层 |
通过对表2数据进行比较可见，位于缺陷中心区域的spectrum21、spectrum22、spectrum23三个检测点上，涂层元素C、O、Mg、Cr含量较正常涂层spectrum26和spectrum27的高，且Fe和Si元素含量比正常涂层中Fe和Si元素含量低；位于中心区域周围环形区域的spectrum24、spectrum25两个检测点上，涂层元素C、O、Mg、Cr含量较正常涂层spectrum26和spectrum27的低，且Fe和Si元素含量比正常涂层中Fe和Si元素含量高，即可判断出该处的缺陷是由涂液气泡所产生的缺陷。
通过本发明的识别涂液气泡造成钢板涂层缺陷的方法可对硅钢绝缘涂液产生的气泡进行准确检测，能够及时发现该类缺陷并及时采取相应措施，如：往钢板绝缘涂液中加入消泡剂或者提高涂液质量，避免高温、高湿环境，减少涂液直接与水接触的机会，同时需要加强施工管理，施工时要避免高温、潮湿等不良气候环境。
Claims (6)
1.一种识别涂液气泡造成钢板涂层缺陷的方法，其特征在于：它包括以下步骤：
1）肉眼直观初步确定具有涂层缺陷的钢板；
2）选择与周围涂层具有色差且并无触摸手感的缺陷区进行进一步检测，所述缺陷区包括中心圆形区域及环绕所述圆形区域的环形区域，所述圆形区域的颜色比所述环形区域的颜色深；
3）利用扫描电镜对所述缺陷区进行微观形貌分析，当所述缺陷区的微观图形为规则的圆形和圆环形时，即可判定该缺陷是由于涂液气泡所产生的。
2.根据权利要求1所述识别涂液气泡造成钢板涂层缺陷的方法，其特征在于：它还包括以下步骤：
4）进一步利用扫描电镜对所述缺陷区成分元素的重量百分含量进行分析，当所述缺陷区中圆形区域的涂层元素含量比正常涂层中涂层元素含量高、Fe和Si元素含量比正常涂层中Fe和Si元素含量低；且缺陷区中环形区域的涂层元素含量比正常涂层中涂层元素含量低，Fe和Si元素含量比正常涂层中Fe和Si元素含量高时，则可进一步确定该缺陷是由于涂液气泡所产生的。
3.根据权利要求2所述识别涂液气泡造成钢板涂层缺陷的方法，其特征在于：当所述缺陷区中圆形区域的涂层元素含量为21～30%，Fe元素含量为0～5%，Si元素含量为0%；所述环形区域中涂层元素含量为5～12%，Fe元素含量为39～53%，Si元素含量为0.05～1.5%；且所述正常涂层中涂层元素含量为15～20.5%，Fe元素含量为19～31%，Si元素含量为0时，则可完全确定该缺陷是由于涂液气泡所产生的。
4.根据权利要求1或2或3所述识别涂液气泡造成钢板涂层缺陷的方法，其特征在于：所述涂层为含铬涂层。
5.根据权利要求1或2或3所述识别涂液气泡造成钢板涂层缺陷的方法，其特征在于：所述钢板为硅钢钢板。
6.根据权利要求1或2或3所述识别涂液气泡造成钢板涂层缺陷的方法，其特征在于：所述圆形区域与所述环形区域具有清晰的界线。
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