CN106501120A - 一种热镀锌合金化钢板粉化的快速检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热镀锌合金化钢板粉化的快速检测方法,与现有技术相比，本发明通过构建Fe含量与色差的、粉化质量与色差的线性关系，实际测量中，仅仅需要通过简单的手段测量色差即可直观的得到钢板的Fe含量及粉化质量，操作简单，而且，通过Fe含量及粉化质量2项数据确定钢板的粉化情况，准确度更高，为生产线及时调整工艺参数提供指导。

Description

一种热镀锌合金化钢板粉化的快速检测方法

技术领域

本发明属于热浸镀锌铁合金化技术领域，具体涉及一种热镀锌合金化钢板粉化的快速检测方法。

背景技术

热镀锌合金化钢板(简称GA钢板)兴起于80年代，是热镀锌钢带进一步加工的产品；钢带出锌液后通过气刀后再被加热至450℃～550℃，保温一定时间，通过基板中的铁与镀层中的锌相互扩散，形成铁-锌合金层。由于具有良好的耐蚀性、涂漆性和焊接性而被广泛的应用于汽车和家电行业。

当镀层的合金化工艺不同时，GA镀层中会形成不同的Fe-Zn金属间化合物，如Г-相(Fe₃Zn₁₀)、Г₁-相(FeZn₄或FeZn₂₁)、δ_1p-相(FeZn₇)、δ_1k-相(FeZn₁₀)及ζ-相(FeZn₁₃)等，其中，δ_1p-相是GA镀层的主要组成部分，约占镀层体积的80％。镀层中不同金属间化合物的分布、组织结构及含量对GA钢板的成形性能和镀层的抗粉化性能具有重要的影响。

热镀锌合金化钢板在汽车面板中的使用越来越多，尤其是日系的轿车，基本上全是GA钢板，也成为热镀锌钢板研究中最活跃的领域。用于汽车面板的合金化热镀锌钢板最重要的特性是其冲压加工性。

而合金化镀锌层是由Fe-Zn金属间化合物组成，他们较纯锌相硬而脆，在冲压时容易发生粉末状剥落现象。尤其是含铁量较高的Г相，当外加应力时，δ1相中的裂纹会扩展到Г相，在镀层表面的Г相上呈龟裂状。

现有的控制锌铁合金化粉化的主要方法还是控制镀层中的Fe含量，其通过辉光检测等方法过程比较复杂，反馈信息较慢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热镀锌合金化钢板粉化的快速检测方法，简单方便，可直观、量化GA产品的粉化情况，为生产线及时调整工艺参数提供指导。

本发明提供的一种热镀锌合金化钢板粉化的快速检测方法，包括以下步骤：

1)将质量为m₁的热镀锌合金化钢板样板，折弯，折弯前在弯曲部分贴上胶带；

2)将胶带撕下，利用色差仪测试胶带的明度为L_样品，与未使用的空白胶带的明度L*_标准比较，明度差异ΔL＝L_样品-L*_标准；

3)用丙酮将撕下胶带的样板进行擦拭、烘干，用天平称其重量记为m₂，粉化重量Δm＝m₂-m₁；

4)用辉光测量样板的Fe含量Y；

5)重复步骤1)—4)，记录不同样板的Δm、ΔL和Fe含量Y，构建Δm与ΔL、Fe含量Y与ΔL的线性关系；

6)重复步骤1)-2)，得到待测样板ΔL，根据步骤5)的线性关系，得到待测样板粉化质量及Fe含量Y。

步骤1)中采用的胶带为耐高温透明胶带，优选的为3M透明胶带；

步骤1)中所述的热镀锌合金化钢板样板的厚度≥1.4mm时，行90°V弯；所述的热镀锌合金化钢板样板的厚度＜1.4mm时，进行180°T弯压平。

步骤5)中Δm与ΔL的线性关系为Δm＝-0.10553-0.42493ΔL；Fe含量Y与ΔL的线性关系为Y＝9.43444-0.29257ΔL；其中，Δm单位为mg；

其中，Fe含量Y为Fe含量百分数中％前的数值。

本发明中，通过大量实验测量不同粉化程度的钢板，将色差和粉化量及Fe含量建议线性关系。色差是指颜色件与标准颜色之间在色相、明度、彩度之间存在的差异。这个定义是基于CIELAB色差理论的，CIELAB色差公式为：ΔL＝L样品-L*标准(明度差异)，Δa＝a样品-a*标准(红/绿差异)，Δb＝b样品-b*标准(黄/蓝差异)。有些时候除了ΔL、Δa、Δb之外，还使用ΔE作为色差的控制手段，其中：ΔE＝ΔL²+Δa²+Δb²。本发明中，在钢板折弯处贴上胶布，胶布上沾到钢板的粉化物，因不同重量的粉化物在胶带上表现的颜色不同，取一段空白胶带作为标准，可以利用色差仪测试颜色变化情况(明度差异ΔL)，反映粉化量的情况。并且，记录粉化重量Δm，根据不同粉化情况的钢板的实验数据，得到Δm粉化质量与ΔL色差的线性关系。在实际生产线上，通过折弯后测量样板的色差，根据线性关系得到样板的粉化重量Δm，从而确定样板的粉化情况，为生产线及时调整工艺参数提供指导。

辉光放电光谱分析通常用于镀层重量、镀层中的铁含量和镀层中的锌含量的测定，其自身无法区分镀层中的各相，不过通过辉光放电光谱可以非常直观的看到镀层中各主要元素的含量沿镀层深度的变化情况，并且辉光放电光谱分析也可以定量描述合金化镀层的深度结构，可以同时得到合金化热镀锌镀层中主要组分、微量和痕量元素随深度的变化。本发明用辉光测量锌铁合金化镀层的Fe含量，并将其与色差对应起来，构建Fe含量与色差的线性关系，在实际生产线上，通过折弯后测量样板的色差，根据线性关系得到样板的Fe含量，从而确定样板的粉化情况，为生产线及时调整工艺参数提供指导。

与现有技术相比，本发明通过构建Fe含量与色差的、粉化质量与色差的线性关系，实际测量中，仅仅需要通过简单的手段测量色差即可直观的得到钢板的Fe含量及粉化质量，操作简单，而且，通过Fe含量及粉化质量2项数据确定钢板的粉化情况，准确度更高，为生产线及时调整工艺参数提供指导。

附图说明

图1A为实施例1所用透明胶带图；

图1B-图1F依此为实施例1平行测量5次的胶带粘取粉化物图；

图2A为实施例2所用透明胶带图；

图2B-图2F依此为实施例2平行测量5次的胶带粘取粉化物图；

图3A为实施例3所用透明胶带图；

图3B-图3F依此为实施例3平行测量5次的胶带粘取粉化物图；

图4A为实施例4所用透明胶带图；

图4B-图4F依此为实施例4平行测量5次的胶带粘取粉化物图；

图5A为实施例5所用透明胶带图；

图5B-图5F依此为实施例5平行测量5次的胶带粘取粉化物图。

具体实施方式

实施例1

一种热镀锌合金化钢板粉化的快速检测方法，包括以下步骤：

1)将质量为m₁的热镀锌合金化钢板样板，折弯，折弯前在弯曲部分贴上3M胶带；所述的热镀锌合金化钢板样板的厚度≥1.4mm时，采用V弯试验机进行90°V弯；所述的热镀锌合金化钢板样板的厚度＜1.4mm时，采用T弯和压平机进行180°T弯压平。

2)将胶带撕下，利用色差仪测试胶带的明度为L_样品，与未使用的空白胶带的明度L*_标准比较，明度差异ΔL＝L_样品-L*_标准；

3)用丙酮将撕下胶带的样板进行擦拭、烘干，用天平称其重量记为m₂，粉化重量Δm＝m₂-m₁；

4)用辉光测量样板的Fe含量Y；

5)重复步骤1)—4)，记录不同样板的Δm、ΔL和Fe含量Y，构建Δm与ΔL、Fe含量Y与ΔL的线性关系；Δm与ΔL的线性关系为Δm＝-0.10553-0.42493ΔL；ΔL与Fe含量的线性关系为Y＝9.43444-0.29257ΔL；

6)重复步骤1)-2)，测量待测样板ΔL，测量5次，结果如图1B-图1F，ΔL平均值为-1.85，根据步骤5)的线性关系，得到待测样板粉化质量0.686mg及Fe含量Y为9.98％。

实际测量钢板的色差、粉化量及Fe含量结果见表1：

表1 0.8*1000规格热镀锌合金化钢板色差、粉化量及Fe含量结果

实施例2

与实施例1相同的操作，测量待测样板ΔL，测量5次，结果如图2B-图2F，ΔL平均值为-1.77，根据步骤5)的线性关系，得到待测样板粉化质量0.652mg及Fe含量Y为9.95％。

实际测量钢板的色差、粉化量及Fe含量结果见表2：

表2 1.0*1000规格热镀锌合金化钢板色差、粉化量及Fe含量结果

实施例3

与实施例1相同的操作，测量待测样板ΔL，测量5次，结果如图3B-图3F，ΔL平均值为-8.49，根据步骤5)的线性关系，得到待测样板粉化质量3.507mg及Fe含量Y为11.92％。

实际测量钢板的色差、粉化量及Fe含量结果见表3：

表3 1.4*1225规格热镀锌合金化钢板色差、粉化量及Fe含量结果

实施例4

与实施例1相同的操作，测量待测样板ΔL，测量5次，结果如图4B-图4F，ΔL平均值为-7.66，根据步骤5)的线性关系，得到待测样板粉化质量3.154mg及Fe含量Y为11.67％。

实际测量钢板的色差、粉化量及Fe含量结果见表4：

表4 1.5*1235规格热镀锌合金化钢板色差、粉化量及Fe含量结果

实施例5

与实施例1相同的操作，测量待测样板ΔL，测量5次，结果如图5B-图5F，ΔL平均值为-10.95，根据步骤5)的线性关系，得到待测样板粉化质量4.552mg及Fe含量Y为12.64％。

实际测量钢板的色差、粉化量及Fe含量结果见表5：

表5 1.8*1280规格热镀锌合金化钢板色差、粉化量及Fe含量结果

将根据线性关系得到的粉化量(mg)和Fe含量(％)的数值与实际测量的数值进行比较，结果如下表6：

表6 不同规格的粉化量与Fe含量

经代入得到的线性公式计算，粉化量计算值与实测值误差绝对值≤0.148mg，Fe含量计算值与实测值误差绝对值≤0.57％，说明拟合公式相关性较好，本专利提出的锌铁合金化镀锌板粉化的检测方法可行，误差小。

Claims (7)

1.一种热镀锌合金化钢板粉化的快速检测方法，其特征在于，所述的快速检测方法包括以下步骤：

1)将质量为m₁的热镀锌合金化钢板样板，折弯，折弯前在弯曲部分贴上胶带；

2)将胶带撕下，利用色差仪测试胶带的明度为L_样品，与未使用的空白胶带的明度L*_标准比较，明度差异ΔL＝L_样品-L*_标准；

3)用丙酮将撕下胶带的样板进行擦拭、烘干，用天平称其重量记为m₂，粉化重量Δm＝m₂-m₁；

4)用辉光测量样板的Fe含量Y；

5)重复步骤1)—4)，记录不同样板的Δm、ΔL和Fe含量Y，构建Δm与ΔL、Fe含量Y与ΔL的线性关系；

6)重复步骤1)-2)，得到待测样板ΔL，根据步骤5)的线性关系，得到待测样板粉化质量及Fe含量Y。

2.根据权利要求1所述的热镀锌合金化钢板粉化的快速检测方法，其特征在于，步骤1)中采用的胶带为耐高温透明胶带。

3.根据权利要求1或2所述的热镀锌合金化钢板粉化的快速检测方法，其特征在于，步骤1)中采用的胶带为3M透明胶带。

4.根据权利要求1所述的热镀锌合金化钢板粉化的快速检测方法，其特征在于，步骤1)中所述的热镀锌合金化钢板样板的厚度≥1.4mm时，进行90°V弯。

5.根据权利要求1所述的热镀锌合金化钢板粉化的快速检测方法，其特征在于，步骤1)中所述的热镀锌合金化钢板样板的厚度＜1.4mm时，进行180°T弯压平。

6.根据权利要求1所述的热镀锌合金化钢板粉化的快速检测方法，其特征在于，步骤5)中Δm与ΔL的线性关系为Δm＝-0.10553-0.42493ΔL，Δm单位为mg。

7.根据权利要求1所述的热镀锌合金化钢板粉化的快速检测方法，其特征在于，步骤5)中Fe含量Y与ΔL的线性关系为Y＝9.43444-0.29257ΔL，Fe含量Y为Fe含量百分数中％前的数值。