多功能镀锡板表面特性测试系统的研制.pdf

2013年第5期
宝钢技术
多功能镀锡板表面特性测试系统的研制
阮军杰,朱子平,张晓超
(上海宝钢工业技术服务有限公司,上海201900)
摘要:镀锡钢板生产过程中,板材表面锡/合金锡等特性指标的测试是出厂质量检验的重
要项目。目前生产企业大多采用电化学工作站加自制简易测试夹持台来完成镀锡板表面特性
测试,存在步骤繁琐、效率低、检測时间长等问题,无法保证产品出厂质量。多功能镀锡板表面
特性测试系统的研制成功,实现了对钢板试样多个表面指标的连续批量全自动测试,提高了测
试效率,产品出厂质量得到了有效保障
关键词:镀锡钢板;表面锡/合金锡;电解法
中图分类号:TH83文献标志码:B文章编号:1008-0716(2013)05-0059-06
doi:10.3969/j.isn.1008-0716.2013.05.011
Development of a multi-function testing system for tinplate surface
RUAN unjie, ZHU Ziping and ZHANG Xiaochao
( Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co, Ltd, Shanghai 201900, China
Abstract In the production process of tinplate, testing of important surface characteristics
such as Tsn/Asn of tin layer, is vital to product quality inspection. Currently, most tinplate
manufacturers use electrochemical workstations and simple self-made holding tables to test tinplate
surface characteristics. Such a method has disadvantages of complicated operation, low efficiency
Ind long testing time, therefore product quality cannot be guaranteed. The multi-function testing
system for tinplate surface developed by Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co., Ltd
can conduct continuous and automatic batch testing of various tinplate surface characteristics. With
this system, testing efficiency can be improved and product quality can be guaranteed
Key words: tinplate; Tsn/Asn; electrolytic process
在镀锡钢板的生产过程中,板材表面锡/合金时提高测试效率,宝钢工业技术服务有限公司自
锡等重点特性指标测试是产品出厂质量检验的重主研发了BGM-100型多功能镀锡板表面特性测
要项目。目前宝钢检化验中心采用的是比色法进试系统,实现了对钢板试样的多个指标的连续批
行测量,而新版的国家标准中规定采用电解法来量全自动测试,提高了测试效率,保证了宝钢镀锡
测定板材表面锡/合金锡镀锡量等指标。目前生钢板出厂质量
产企业大多采用通用的电化学工作站加上自制的1电解法(库仑法)测试方法简介
简易测试夹持台来完成镀锡板表面特性的测试。
这样就存在着步骤繁琐、效率低、检测时间长等问
BCM-100型多功能镀锡板表面特性测试系
题。试样无法实现连续批量测试,从而无法保证统采用电解法对表面锡/合金锡、氧化膜、钝化膜
镀锡钢板出厂质量。为了对应新的国家标准,同等指标进行测试。电解法测定板材表面锡/合
金
锡镀锡量等指标是在实验室最常用的方法之
阮军杰工程师1975年生1998年毕业于上海师范大学
具有效率高、成本低、便于自动化测试等优
现从事电子仪器设备开发电话264408
其基本原理如下:将钢板试样装入简易测试
E-mailruanjunjie@baosteel.com
装置中(图1),完全浸入盐酸电解液中并通过恒
宝钢技术
2013年第5期
定电流使镀锡层溶解。由于镀锡层、合金层和钢tin)、国际锡研究所镀锡板表面氧化膜厚度测量
基相对于参考电极的电位不同,因此通过记录溶方法。
解过程中试样电位随时间的变化(图2),可以分
(2)可同时对镀锡钢板双面进行测试。放入
别得到纯锡层和合金层完全溶解所用的时间,计试片后,所有机械动作、测试溶液的加注及测试计
算出各自完全溶解所消耗的电量;根据法拉第电算均自动完成。
解定律求出纯锡量和合金锡量。纯锡量和合金锡
(3)高精度、高稳定性可程控恒电流直流源
量的和为镀锡量
及电位测量系统,所有电流输出精度和电位测试
试样夹
精度必须≤1%。程控恒电流必须实现闭环控制,
碳电极参考电极
自动修正输出误差,从而提高精度,减少设备校正
脱槽试样脱锡溶液
记录仪
工时,提高设备使用率。
(4)适应生产线、实验室现场高腐蚀性的操
作环境。
恒电流直流电源
(5)智能化测试数据分析系统,实现测量终
点智能判断并自动计算出最终测试指标值。
(6)完善的数据记录、查询、数据分析、网络
传输功能。
图1测试装置示意图
2.2设备的研制
Fig 1 Schematic of testing device
测试系统如图3所示,主要由测试电解槽模
组、专用电化学工作站(由程控恒电流直流源及
合金层溶解完毕
电位测量系统组成)、PLC动作控制单元、标准测
试溶液、PC及自主开发的上位机软件等组成。
纯锡层溶解完毕
钢板样片插入电解槽后,启动软件开始测试。
系统自动进行电解槽关闭、测试溶液加注、激励电
源设定并输出、电位数据測试采集传送、软件进行
电位一时间曲线计算等工作步骤,并最终完成表
时间/s
面锡/合金锡、氧化膜、钝化膜指标的计算,得到结
图2镀锡层溶解的电位一时间曲线
果,并记录到数据库。測试完成后进行电极清洗,
Fig 2 Potential-time curve for tin layer electrostripping
所有机械动作复位并排出测试溶液。
其他镀锡钢板氧化膜2、钝化膜厚等指标
测试电极1
的测试原理同上,但其在溶液的选择、电解电流的
······试样
设定、电极的选择及电位一时间曲线的规律上有
测试电极2
参比电极1参比电极2
较大的差异。
电解槽
溶液
2设备研制
测试模絮/(进液
动作器
2.1设备的功能需求
通过深入现场调研,和测试技术人员进行详细
电化学工作站
程控恒流直流电源
交流探讨,同时研究了相关