[发明专利]测量镀锌板表面三价铬钝化剂涂覆量的方法

说明书

技术领域

本发明属于分析化学领域，涉及一种测量方法，具体涉及一种测量镀锌板表面三价铬钝化剂涂覆量的方法。

背景技术

在带钢热处理热镀锌板表面进行钝化处理，可提高镀锌层的耐蚀性能及使用寿命，有效防止热镀锌板在贮运、使用过程中出现锈蚀。镀锌板传统的钝化工艺是采用Cr⁶⁺钝化，Cr⁶⁺与镀锌板表面Zn反应在镀锌板表面生成稳定、致密的ZnCrO₄和Cr(OH)CrO₄的钝化膜，起到防腐性能。而且Cr⁶⁺钝化膜一旦遭破坏，膜内的六价铬会渗出与锌表面作用再次生成钝化膜，即该膜具有自修复功能，抗蚀性能好。但是Cr⁶⁺属剧毒物，对环境与人体危害极大，近年来各国相继出台了一系列限制Cr⁶⁺使用的强制性法规，而且欧洲一些客户明确要求镀锌板采用不含Cr⁶⁺的钝化剂处理。为满足国际市场及我国家电行业对无公害镀锌板的急迫需要，同时为了减少Cr⁶⁺对环境及人体的危害，目前国内镀锌板多采用Cr³⁺钝化和无Cr钝化两种。由于钝化剂钝化效果Cr⁶⁺钝化剂＞Cr³⁺钝化剂＞无Cr钝化剂，目前国内大多采用Cr³⁺钝化剂，Cr³⁺钝化剂与镀锌板表面Zn反应，最终生成ZnCrF2PO₄钝化膜，增加了镀锌板的耐腐蚀性能。并且三价铬的毒性只有六价铬毒性的1％，属低毒，而且在许多性能方面与六价铬类似，目前使用三价铬替代六价铬钝化。

钝化剂的涂覆量直接影响抗腐蚀性能，所以准确测量钝化剂的涂覆量具有重要意义。目前的测量方法主要有以下几种：

1.X荧光光谱仪

方法：使用前必须由供货商提供所用钝化剂的镀锌板标准样板；此样板由供货商事先在镀锌板上涂覆已知涂覆量的钝化剂(多组试片)，使用X荧光光谱仪测量Cr元素的含量，在仪器中建立标准含量曲线。实际测量过程中测量镀锌板表面Cr元素含量以转换成镀锌板钝化剂涂覆量。

此方法存在的问题：首先，由于X射线的穿透厚度为70μm，而镀锌板单面锌层厚度都小于70μm，可以说锌层都被X射线击穿，并且不同厂家或不同炉次的Cr都不相同，这样基体中的Cr含量对钝化剂膜的Cr含量的影响很大，从而导致了测量结果的不准确性。其次，钝化剂的涂覆不可能十分均匀，X荧光光谱仪的测量面积都很小，一般为直径3.5mm的面积，这样小的面积也不具有代表性，这两种原因导致X荧光光谱仪不能准确测量Cr³⁺钝化剂涂覆量。

2.Cr³⁺比色管

方法：该比色管是一种通过目视比色法进行测定三价铬含量的仪器，特点是不用配制标准溶液，简单快捷。

此方法存在的问题：这种办法是测量配液槽的Cr³⁺含量的方法，根据颜色的深浅来判断Cr含量多少，并且是目测对比，虽然简单、快捷，但是由于材料规格不可能统一，所以钝化挤干辊的压力有变化，而且每只钝化挤干辊硬度也不一样，导致钝化剂的涂覆率不一样，并且目测也有误差，单单靠测量配液槽的Cr³⁺含量不足以说明镀锌板上实际涂覆量是多少。

3.通过控制配液槽钝化液的总酸点控制涂覆量

方法：钝化膜的涂覆量，可通过调整钝化液的浓度(以钝化液的总酸点计)，钝化挤干辊的压力、硬度等参数来控制，为了便于稳定膜厚，在实际生产中，认为控制挤干辊压力和挤干辊材质硬度不变，通过调整钝化液总酸点来控制涂覆量。

此方法存在的问题：用测量配液槽钝化液的总酸点的方法来控制钝化剂的涂覆量是不准确的。总酸点是钝化液入厂验收的一个指标，是取一定量体积的钝化剂用滴定的方法消耗OH^-的一个数值，虽然钝化液按一定体积的配比，酸点是变化的，但是由于材料规格不可能是统一的，所以钝化挤干辊的压力有变化，而且每只钝化挤干辊硬度也是不一样，导致钝化剂的涂覆率不一样，靠测量配液槽的总酸点不能说明镀锌板上钝化剂Cr³⁺实际涂覆量是多少。

4.用挤干辊的压力控制钝化膜的涂覆量