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【簡(jiǎn)介】
移植QHQ型涂膜鉛筆劃痕硬度儀用來(lái)測(cè)試電鍍錫板的抗劃傷性。用此方法研究了軟熔處理以及不同軟熔方式對(duì)電鍍錫板抗劃傷性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：軟熔處理對(duì)薄鍍錫板可以提高鍍錫板表面抗劃傷性，在電阻軟熔基礎(chǔ)上增加感應(yīng)軟熔后，在一定條件下可進(jìn)一步提高電鍍錫板的抗劃傷性，并從理論上進(jìn)行了初步探討。通過(guò)對(duì)電鍍錫板表面形貌結(jié)果表明，表面抗劃傷性與鍍層晶粒大小和致密性有關(guān)。
關(guān) 鍵 詞：電鍍錫板;電阻軟熔;感應(yīng)軟熔;抗劃傷性;劃痕硬度
中圖分類號(hào)：TQ153.13
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1 前 言
電鍍錫后的帶鋼表面，錫對(duì)帶鋼的附著力比較弱，表面也缺乏光澤，鍍出的鋼板表面還有一些微孔。生產(chǎn)上通過(guò)軟熔處理可以使鍍錫層與鋼板間生成FeSn 金屬間化合物，從而增加鍍層的結(jié)合力和抗腐蝕性。同時(shí)熔融的錫因流平作用而消除表面微孔，使電鍍錫板表面出現(xiàn)光澤。軟熔一般分為電阻軟熔、感應(yīng)軟熔以及這兩種方法同時(shí)采用的聯(lián)合軟熔。
軟熔處理應(yīng)用在電鍍錫板上目前主要是用來(lái)獲得良好的結(jié)合力和耐蝕性，可是我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中卻發(fā)現(xiàn)軟熔處理在一定程度上會(huì)影響到電鍍錫板表面抗劃傷性，而關(guān)于軟熔處理對(duì)于電鍍錫板抗劃傷性影響的研究迄今為止還未見(jiàn)報(bào)道。本文作者通過(guò)鉛筆硬度法測(cè)試電鍍錫板表面抗劃傷性來(lái)較系統(tǒng)地研究了軟熔工藝對(duì)電鍍錫板表面抗劃傷性的影響。
2 實(shí)驗(yàn)方法
實(shí)驗(yàn)所用電鍍錫板樣品是采用弗洛斯坦工藝制備，冷軋鋼板經(jīng)過(guò)除油一酸活化一電鍍一軟熔一淬水一鈍化一涂油等工序完成。取樣規(guī)格為120 mm×50 mm。試驗(yàn)溫度：(23±2) C;相對(duì)濕度(50±5) 。各個(gè)試樣的游離錫厚度和Sn—Fe合金層厚度用美國(guó)EG&G公司配有專門厚度測(cè)試電解槽的M273電化學(xué)測(cè)試儀測(cè)量。所用溶液是1.0 tool/L的鹽酸溶液，電流密度是10 mA/cm 。該方法可以同時(shí)測(cè)出游離錫和Sn—Fe合金層厚度。為了消除不同油膜對(duì)抗劃傷性的影響，測(cè)試前先用丙酮把表面油膜去除。
采用天津建筑儀器試驗(yàn)機(jī)公司生產(chǎn)的QHQ 型涂膜鉛筆劃痕硬度儀進(jìn)行測(cè)試。在參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，我們進(jìn)行了一些改進(jìn)，以擴(kuò)展應(yīng)用范圍，并統(tǒng)一以Hp表示，共分21級(jí)，Hp數(shù)值愈小，表示硬度愈高，抗劃傷性愈好;反之，愈差。用放大10倍的放大鏡觀察表面是否有犁傷痕和犁傷痕數(shù)目，測(cè)試所用鉛筆為日本三菱牌鉛筆，已在文獻(xiàn)[1]中報(bào)道。通過(guò)PHILIPS XL30 D6716掃描電鏡來(lái)觀察電鍍錫板的表面形貌。
3 結(jié)果與討論
3·1 軟熔處理對(duì)電鍍錫板表面抗劃傷性的影響
用OHO 型涂膜鉛筆劃痕硬度儀首先對(duì)在寶山鋼鐵股份有限公司鋼鐵研究所模擬電鍍錫設(shè)備上生產(chǎn)的電鍍錫樣板進(jìn)行了鉛筆硬度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。
電鍍工藝條件如下：
鍍液組成：Sn 26.7 g/L;苯酚磺酸16.6 g/L;添加劑適量。
鍍液溫度：46 C。電流密度：20 A/din 。
軟熔參數(shù)：電壓380 V;電流0.8 kA;軟熔時(shí)間0.5 S。
從表1可以看出，在其它條件相同時(shí)，經(jīng)過(guò)電阻軟熔處理和未經(jīng)過(guò)電阻軟熔處理相比較：在鍍錫量都為2.8 g/m 的情況下，經(jīng)過(guò)電阻軟熔處理后，電鍍錫板表面抗劃傷性得到一定提高，鉛筆硬度從軟熔前的11 Hp提高到軟熔后的9～10 Hp;當(dāng)鍍錫量為5.6 g/m 時(shí)，電阻軟熔處理對(duì)電鍍錫板表面抗劃傷性基本無(wú)影響;但當(dāng)鍍錫量增加到11.2 g/m 時(shí)，電阻軟熔處理在一定程度上反而會(huì)使電鍍錫板表面抗劃傷性下降，鉛筆硬度從軟熔前的13～ 14 Hp下降到軟熔后的17～ 18 Hp。關(guān)于這一點(diǎn)可用合金層形成及軟熔再結(jié)晶對(duì)鍍層硬度的影響來(lái)解釋。一般情況下，由于Sn—Fe合金是金屬間化合物，硬度很高。從理論上講增加合金層的厚度，將會(huì)提高抗劃傷性(耐磨性)。但在使用電阻軟熔時(shí)，發(fā)現(xiàn)合金層對(duì)抗劃傷性(耐磨性)的影響較為復(fù)雜。根據(jù)分析，這可能是因?yàn)檐浫凵郎貢r(shí)表面純錫層晶體中原子發(fā)生重排，消除了內(nèi)應(yīng)力，從而降低了表面硬度，它對(duì)抗劃傷性(耐磨性)的影響是負(fù)面的。而軟熔形成合金層，有利于增加表面硬度。最終結(jié)果則要視合金在鍍層中所占比例而定。當(dāng)總錫量為2.8 g/m 時(shí)，軟熔后純錫大部分都轉(zhuǎn)為Sn—Fe合金，因而表面硬度大大提高。總錫量為5.6 g/m 左右時(shí)，雖然由于合金層的產(chǎn)生，提高了表面硬度，但熔融卻降低了純錫層表面硬度，兩種影響相互抵消，所以變化不大。當(dāng)鍍錫量為11.2 g/m ，合金層對(duì)其影響已不明顯，因而總的結(jié)果是軟熔淬水過(guò)程降低了表面硬度。
