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孫悅慶,朱國和 ,楊潔
（1．寶鋼股份冷軋薄板廠，上海200431;2．上海三益建筑設(shè)計有限公司，上海200050）
摘要：通過對鍍錫板表面產(chǎn)生的小白點進行掃描電鏡和能譜分析，觀察小白點缺陷處的微觀形貌和存在的元素種類，初步確定小白點形成的原因。’模擬電鍍試驗表明：帶鋼表面的氧化物、油污以及黏附的橡膠是產(chǎn)生小白點缺陷的原因。
關(guān)鍵詞：鍍錫板；小白點；氧化物；油污；橡膠
中圖分類號：TQ 153 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1000-4742(2012)04-0004-03
O前言
鍍錫板具有良好的耐蝕性、一定的強度和硬度、成型性好、易焊接、錫層無毒無味、能防止鐵溶進被包裝物、表面光亮、印制圖畫可以美化商品等特點，目前已在食品罐頭工業(yè)和包裝材料中得到廣泛的應(yīng)用。所謂小白點缺陷，就是指在鍍錫板表面出現(xiàn)灰白色、不光亮的斑狀缺陷。小白點的產(chǎn)生，不僅影響了鍍錫板表面的美觀，而且對鍍錫板的性能也存在影響，在小白點位置，鍍錫板的耐蝕性大大降低。
1金屬表面臟物的影響
帶鋼在前處理過程中會受到各種污染，在其表面上會殘留各種類型的油脂、金屬粉屑、灰塵、粉垢以及操作者的手汗、指紋等[1]。這些臟物對電鍍的影響往往有以下幾個方面：(1)使鍍層結(jié)合力不良，常出現(xiàn)脫皮、起泡、發(fā)花等現(xiàn)象；(2)使鍍層出現(xiàn)凹洞、斑點和斑紋等，造成鍍層不光亮或光亮不均勻；(3)影響鍍層的性能，使鍍層的脆性增加，耐蝕性下降；(4)使制品表面局部或全部無鍍層。
2 小白點微觀形貌及能譜分析
小白點內(nèi)部錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，大多存在漏鍍現(xiàn)象。由于局部鍍錫部位絕緣導(dǎo)致錫層不能順利地沉積于帶鋼表面，宏觀看來就形成了小白點。對不同形貌的小白點分別進行掃描電鏡和能譜分析。
2.1點狀小白點
圖1和圖2分別為點狀小白點的SEM形貌和EDS譜圖。由圖1可知：點狀小白點呈散點狀分布在帶鋼表面。由圖2可知：點狀小白點處除了有鐵元素和錫元素存在外，還有大量的氧元素存在，說明該處存在鐵的氧化物。
模擬帶鋼在軋制過程中軋入氧化物的情況。樣品經(jīng)堿洗、酸洗和水洗后進行電鍍，所得鍍層的SEM形貌和EDS譜圖，分別如圖3和圖4所示。
由圖3和圖4可知：鍍層表面產(chǎn)生缺陷，缺陷內(nèi)部存在大量的鐵元素和氧元素，而錫元素很少。可見該缺陷部位存在大量的鐵的氧化物，使得該部位很難鍍上錫。
一種情況是帶鋼在酸洗過程中發(fā)生欠酸洗，其表面殘留有少量的氧化物，在軋制過程中氧化物被軋人鋼板表面，降低了該區(qū)域的電導(dǎo)率，使得該局部區(qū)域無法鍍上錫[2]。另一種情況是帶鋼在存放過程中被銹蝕，而在清洗時由于清洗能力的不足，無法將這些氧化物徹底清除，從而導(dǎo)致小白點的形成。
2.2塊狀小白點
圖5和圖6分別為塊狀小白點的SEM形貌和EDS譜圖。由圖5可知：塊狀小白點呈塊狀分布在帶鋼表面，其形狀不規(guī)則。由圖6可知：塊狀小白點處除了鍍錫量明顯不足外，還存在碳元素，說明此處存在有機物。該有機物可能與鍍錫板表面被油污污染有關(guān)。
模擬帶鋼表面存在油污的情況。樣品經(jīng)堿洗、酸洗、吹干后，在其表面擦拭少量機油，然后對樣品進行電鍍，所得鍍層的SEM形貌和EDS譜圖，分別如圖7和圖8所示。
由圖7和圖8可知：小白點處錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)很低，并且存在碳元素。試驗結(jié)果與之前的分析結(jié)果相吻合，由此可以確定帶鋼表面油污是產(chǎn)生小白點缺陷的原因之一。
分析油污的來源，主要有三種情況：(1)鍍液中的添加劑在極板附近高電流的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成油脂狀的物質(zhì)[3]；(2)機械設(shè)備中的各種潤滑油在使用過程中進入鍍液，污染帶鋼表面；(3)帶鋼在冷軋過程中，冷軋乳化液中的油污在軋輥的作用下進入鋼板表面，若在堿洗除油時未清洗干凈，將使帶鋼表面帶油。
2.3長條狀小白點
圖9和圖10分別為長條狀小白點的SEM形貌和EDS譜圖。由圖9可知：長條狀小白點在帶鋼表面呈長條狀分布，其長短和寬窄不一。由圖10可知：長條狀小白點處除了有鐵元素和少量錫元素存在外，沒有其他元素存在。將鍍層脫除后，再次進行能譜分析，試驗結(jié)果，如圖11所示。由圖11可知：長條狀小白點脫錫后，出現(xiàn)了氯元素。通過對現(xiàn)場生產(chǎn)情況的了解，氯元素來源于生產(chǎn)中的膠輥材料。
膠輥經(jīng)過一段時間的使用，被氧化腐蝕，表面發(fā)黏、開裂。在傳送帶鋼的過程中，帶鋼表面黏附輥印或者與膠輥摩擦，使其表面局部絕緣。在實驗室中模擬此種情況。樣品經(jīng)堿洗、酸洗、吹干后，從已經(jīng)失效發(fā)黏的膠輥上取出一塊橡膠，將其與清洗后的樣品摩擦，然后對樣品進行電鍍，所得鍍層的SEM形貌和EDS譜圖，分別如圖12和圖13所示。
由圖12和圖13可知：在擦拭了膠輥材料的部位，鍍錫量明顯不足，同時有氯元素存在。發(fā)黏的膠輥材料黏附在試樣表面，導(dǎo)致小白點的產(chǎn)生。小白點的形貌與摩擦膠輥的位置有關(guān)，大部分呈現(xiàn)出沿傳送方向的長條形狀。
3結(jié)論
由于帶鋼表面黏附了某些絕緣物質(zhì)，導(dǎo)致錫層不能順利地沉積于帶鋼表面，宏觀看來就形成了小白點。在生產(chǎn)過程中，影響錫層沉積的絕緣物質(zhì)主要有氧化物、油污以及黏附的橡膠。為了防止小白點的產(chǎn)生，應(yīng)該加強鍍前堿洗和酸洗的力度，以及對鍍液和輥系的管理。
參考文獻：
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