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| 标准编号 | GB/T 13448-2019 (GB/T13448-2019) | | 中文名称 | 彩色涂层钢板及钢带试验方法 | | 英文名称 | Test methods for prepainted steel sheet and strip | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | H25 | | 国际标准分类 | 77.060 | | 字数估计 | 42,464 | | 发布日期 | 2019-03-25 | | 实施日期 | 2020-02-01 | | 起草单位 | 宝山钢铁股份有限公司、冶金工业信息标准研究院、山东冠洲股份有限公司、鞍钢股份有限公司 | | 归口单位 | 全国钢标准化技术委员会(SAC/TC 183) | | 提出机构 | 中国钢铁工业协会 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 13448-2019
彩色涂层钢板及钢带试验方法
Test methods for prepainted steel sheet and strip
1 范围
本标准规定了彩色涂层钢板及钢带试验的术语和定义及相关试验方法、试验报告等。
本标准适用于彩色涂层钢板及钢带(以下简称彩涂板)涂层性能的测定和评价。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 1410 固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法
GB/T 1766 色漆和清漆 涂层老化的评级方法
GB/T 1839 钢产品镀锌层质量试验方法
GB/T 10125 人造气氛腐蚀试验 盐雾试验
GB/T 12754 彩色涂层钢板及钢带
GB/T 30693 塑料薄膜与水接触角的测量
3 术语和定义
GB/T 12754界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
镜面光泽
镜面反射方向上试样的相对光反射率。
3.2
相对光反射率
在相同的几何条件下,由试样反射的光通量值与标准面反射的光通量值之间的比值。
3.3
三刺激值
在三色系统中,与待测光达到色匹配所需的三种原刺激的量。
3.4
色度坐标
任一三刺激值在三刺激值总和中所占的比例。
3.5
T弯值
依次以被测试样厚度的n(n=0、1、2)倍值为曲率半径进行180°反向弯曲试验,以涂层不产生脱
落或开裂的最小n值为T弯值。
3.6
铅笔硬度
用一组规定铅芯尺寸、形状和硬度的铅笔划过涂层表面,判断涂层抗犁破的能力。
3.7
杯突高度
试验终点时所冲压形变杯体的高度。
3.8
试验用盲板
当试样架上未挂满试样时,为防止漏光而用于遮盖试样架空档的与试样尺寸相同的平板。
4 涂层厚度测定
4.1 通则
4.1.1 本方法适用于彩涂板涂层厚度的测定。
4.1.2 可采用下列方法测定彩涂板涂层厚度:
a) 磁性测厚仪法:适用于以冷轧板、镀锌板为基板的彩涂板涂层厚度的测定。若涂层厚度低于
3μm时则本方法不适用。若涂层为特殊不平整表面效果则本方法不适用。
b) 千分尺法:适用于各种材料为基板的彩涂板涂层厚度的测定。在千分尺测量装置负荷下容易
变形的涂层则本方法不适用。若涂层为特殊不平整表面效果则本方法不适用。
c) 金相显微镜法:适用于以各种材料为基板的彩涂板涂层厚度的测定。
d) 钻孔破坏式显微观测法:适用于各种材料为基板的彩涂板涂层厚度的测定。当各涂层界面可
清晰分辨时,亦可适用于各涂层(初涂层、精涂层)厚度的分别测定。
e) 磁性-涡流测厚仪法:适用于各种材料为基板的彩涂板涂层厚度的测定。若涂层为特殊不平整
表面效果则本方法不适用。
4.2 原理
4.2.1 磁性测厚仪法
利用电磁场磁阻原理,以流入彩涂基板的磁通量大小来测定涂层厚度。
4.2.2 千分尺法
通过测定彩涂板涂层去除前后厚度的差值来测定涂层厚度。
4.2.3 金相显微镜法
利用彩涂板断面涂层和金属基板的光反射率不同,测量彩涂板涂层厚度。
4.2.4 钻孔破坏式显微观测法
利用钻孔机在彩涂板表面钻出一定锥度的圆孔,通过光学显微镜观测涂层,对涂层界面进行定位,
测量出水平距离并根据锥度换算成涂层的厚度。
4.2.5 磁性-涡流测厚仪法
利用磁性-涡流复合探头在铁基体表面产生的磁通量和在非磁性金属镀层表面产生的涡流场变化,
从而同时测定彩涂板镀层和涂层厚度。
4.3 试验装置和材料
4.3.1 磁性测厚仪
4.3.1.1 仪器的最大示值误差为±(1+3%标准片厚度)μm。
4.3.1.2 已知厚度的标准片(非磁性薄膜),其厚度应与被测涂层相近。
4.3.2 千分尺
4.3.2.1 数显型,仪器示值误差为±0.001mm。
4.3.2.2 测量头为圆形平面状。
4.3.2.3 记号笔。
4.3.3 金相显微镜
4.3.3.1 仪器的测量准确性应优于2μm。
4.3.3.2 适当牌号的金相砂纸。
4.3.3.3 固定试样用材料(如树脂),应对涂层无损害作用,其颜色明显区别于涂层。
4.3.4 钻孔破坏式显微测厚仪
4.3.4.1 仪器的测量准确性应优于涂层厚度的10%。
4.3.4.2 显微测厚仪,主要由一个自动钻孔装置和一个显微视频图像系统组成。
4.3.5 磁性-涡流测厚仪
4.3.5.1 仪器的最大示值误差为±(1+3%标准片厚度)μm。
4.3.5.2 已知厚度的标准片(非磁性薄膜),其厚度应与被测涂层相近。
4.4 试样制备和试验环境
4.4.1 试样尺寸不小于75mm×150mm,试样表面应平整、无油污、无损伤、边缘无毛刺。
4.4.2 试验在试验室环境下进行。如有争议时,应将待测试样在温度为23℃±2℃,相对湿度为50%
±5%的环境中至少放置24h后再进行试验。
4.5 试验步骤
4.5.1 磁性测厚仪法
4.5.1.1 仪器校准
4.5.1.1.1 用与待测试样化学成分和厚度相同的无涂层基板作为调零板,在其表面几个不同位置进行仪器调零。当基板为镀锌板时,应在去除锌层的基板上调零,零位误差不应大于1μm。
4.5.1.1.2 选择与被测涂层厚度相近的标准片校准仪器,使其准确指示出标准片的厚度。反复进行调零和校准的操作,直至获得稳定的零位和标准片厚度读数。
4.5.1.1.3 在测量期间应经常进行仪器调零和校准的操作。
4.5.1.2 测定
4.5.1.2.1 当彩涂板基板为冷轧板时,选取距试样边缘距离大于25mm的5个不同位置,用磁性测厚
仪直接进行涂层厚度测量,并记录厚度值。
4.5.1.2.2 当彩涂板基板为镀锌板时,选取距试样边缘距离大于25mm的5个不同位置,用磁性测厚
仪测量镀锌层和涂层的总厚度。用对镀锌层无腐蚀作用的脱漆剂将涂层去除,在同样的地方测量镀锌层厚度(或用已知锌层单位面积重量换算成锌层厚度),总厚度与镀锌层厚度之差即为涂层厚度。
4.5.2 千分尺法
4.5.2.1 在距试样边缘不小于10mm的区域内选取3个不同部位做上标记,用千分尺测量标记处的厚
度并做记录。操作时注意不能使涂层有可见的变形,否则会影响测量结果。
4.5.2.2 用适当的溶剂或脱漆剂和磨料去除标记处的涂层,然后用千分尺测量去除涂层处的基板厚度,记录厚度值。
4.5.3 金相显微镜法
4.5.3.1 用适当的材料固定试样,制样过程应使试样与观测面保持垂直。
4.5.3.2 打磨抛光制备的试样,使其足够平滑,以便在显微镜下观察涂层断面。操作中注意保持试样与砂纸面成直角。
4.5.3.3 用显微镜上的标尺测量试样断面上5个不同部位的涂层厚度并记录其值。
4.5.4 钻孔破坏式显微观测法
4.5.4.1 将试样放在钻孔台上,调整自动钻孔装置的钻孔深度控制轮,使钻头刚好穿入基板,在试样上2个不同部位钻出圆形浅角缩孔。
4.5.4.2 将试样放在测量台上,调节显微视频图像系统,使缩孔处涂层各界面均可清晰成像于视频上。
利用显微视频图像系统的标尺即可直接读出各涂层厚度。
4.5.5 磁性-涡流测厚仪法
4.5.5.1 仪器校准和准确度验证
4.5.5.1.1 可由设备供应商在设备出厂前采用厚度标准片进行校准;也可由设备使用者按照设备说明书的规定,采用厚度标准片进行仪器的校准。
4.5.5.1.2 采用厚度标准片或已知涂层厚度的自制标准样板,对校准后的仪器进行准确度的验证试验。
验证试验的准确度和试验频度可根据实际需要制订。制订验证试验的准确度要求时,需同时考虑设备和标准片的准确度。采用本方法进行设备校准的厚度标准样板的单位要求为微米(μm),可采用附录A的方法制作得到镀层厚度标准样板,并其将镀层质量(g/m2)换算为厚度(μm)。
4.5.5.2 测定
4.5.5.2.1 选取距试样边缘距离大于25mm的至少5个不同位置进行测量。为提高测定结果的代表
性,可适当增加测量次数。
4.5.5.2.2 本方法测定彩涂板涂层厚度的准确度会受到以下因素影响:
a) 试样的弯曲:应确保待测试样平整无弯曲。
b) 外来颗粒物:应确保试样表面和探头表面清洁,防止外来颗粒物影响试验结果。
c) 外部磁场:因磁性探头测定结果会受到外部磁场的影响,因此应确保测定过程中无外部磁场的
影响。
d) 有金属填充料的涂层:当彩涂板涂层中含有金属填充料时,由于涡流场会受到金属填充料的影
响,因此测定结果会受到涂层中金属填充物成分和含量的影响,测定时应考虑该影响。
e) 基板的电性能:涡流探头测定结果会受到基板导电性能的影响,设备应采用补偿方式减少
影响。
f) 探头压力:磁性-涡流复合测头测定时的压力会影响测定结果,设备所带探头应有保持探头压
力恒定的装置,测定时应注意此影响。
4.6 结果的表示
4.6.1 磁性测厚仪法
5个不同测量部位涂层厚度的算术平均值,即为该试样的涂层厚度,以微米(μm)表示。
4.6.2 千分尺法
每个测量部位两次厚度读数之差为该部位涂层厚度。3个不同测量部位涂层厚度的算术平均值,
即为该试样的涂层厚度,以微米(μm)表示。
4.6.3 金相显微镜法
5个不同测量部位涂层厚度的算术平均值,即为该试样的涂层厚度,以微米(μm)表示。
4.6.4 钻孔破坏式显微镜观测法
在每个缩孔中至少取3个不同测量部位的算术平均值,2个缩孔涂层厚度测量值的平均值即为该
试样涂层厚度,以微米(μm)表示。
4.6.5 磁性-涡流测厚仪法
在所测量面上至少取5个不同测量部位的算术平均值,即为该试样的涂层厚度,以微米(μm)表示。
4.7 试验报告
试验报告应包括下列内容:
a) 采用的试验标准和协商条款;
b) 仪器型号;
c) 试样信息;
d) 试验结果;
e) 试验日期和试验人员。
5 镜面光泽测定
5.1 通则
本方法适用于彩涂板涂层镜面光泽的测定。
5.2 原理
通过测定涂层镜面相对光反射率即可测出试样的镜面光泽,测量单位为GU。
5.3 试验装置和材料
5.3.1 60°光泽仪或多角度光泽仪,设备测量示值误差不大于1.0GU。
5.3.2 校准板:通常为仪器自带的抛光玻璃板或陶瓷板,用于仪器校准。
5.4 试样制备和试验环境
5.4.1 试样尺寸不小于75mm×150mm,试样应平整、无油污、无损伤、边缘无毛刺。
5.4.2 试验在试验室环境下进行。如有争议时,应将待测试样在温度为23℃±2℃,相对湿度为50%
±5%的环境中至少放置24h后再进行试验。
5.5 试验步骤
5.5.1 仪器校准和准确度验证
按照设备说明书的规定,进行光泽仪校准,校准结果应符合设备说明书的要求。采用光泽标准板或
自制光泽标准样板,对校准后的仪器进行准确度的验证试验。验证试验的准确度和试验频度可根据实际需要制定。制定验证试验的准确度要求时,需同时考虑设备和标准板的准确度。
5.5.2 测量
5.5.2.1 通常采用60°光泽仪。如供需双方协商一致,也可采用20°、85°或其他角度光泽仪。
5.5.2.2 将光泽仪平行于彩涂板轧制方向(光泽仪的入射角和反射角的轴线平行于彩涂板轧制方向)测定试样的镜面光泽。至少在试样表面3个不同部位进行测定,分别记录光泽读数。如供需双方协商一致,也可采用其他测量方向。
5.6 结果的表示
3个不同测量部位涂层镜面光泽的算术平均值,即为该试样的光泽,单位为GU。
5.7 试验报告
试验报告应包括下列内容:
a) 采用的试验标准和协商条款;
b) 仪器型号,选择的入射角;
c) 试样信息;
d) 试验结果;
e) 试验日期和试验人员;
f) 测量方向。
6 色差测定
6.1 通则
本方法适用于彩涂板色差的仪器方法测定。
6.2 原理
通过色差仪在国际照明协会(CIE)标准光源和标准观测条件下,测得参照样和试样的光谱数据,采
用CIE颜色系统计算得到参照样和试样的三刺激值并采用选定的色度坐标计算得到试样与参照样的色差结果。
6.3 试验装置和材料
6.3.1 色差仪
6.3.1.1 色差仪通常采用的几何结构分为定向型和积分球型两种。其中定向型几何结构通常分为45°/0°、0°/45°和多角度色差仪等多种,积分球型几何结构通常分为d/8°和8°/d两种。
6.3.1.2 色差仪应能满足在CIE标准光源和标准观测条件下,测定试样在400nm~700nm范围内的
光谱数据。色差仪的几何机构、标准光源、标准色度观察者、颜色系统、计算用的色度坐标和检测面积不同,测得的色差值均会有差异。色差仪的几何结构与设备选型有关,一旦选定色差仪的几何结构则不可变化;而标准光源、标准色度观察者、颜色系统、计算用的色度坐标等检测参数可通过色差仪数据处理系统进行切换。
6.3.2 色差仪校准板/样
由色差仪供应商提供。
6.3.3 参照样
为供需双方认可的标准色板。参照样应在避光和试验室环境下保存,以避免颜色发生较大变化而
影响测定结果。
6.4 试样制备和试验环境
6.4.1 试样尺寸应满足能覆盖色差仪测量孔径的要求,试样表面应平整、无油污、无损伤、边缘无毛刺。
6.4.2 试验在试验室环境下进行。如有争议时,应将待测试样在温度为23℃±2℃,相对湿度为
50%±5%的环境中至少放置24h后再进行试验。
6.5 试验步骤
6.5.1 按照色差仪说明书的要求,开启色差仪,用色差仪校准板对仪器进行校准。
6.5.2 选择标准光源、标准色度观察者、颜色系统、颜色计算标尺和观察孔径等检测参数。在选定的检测参数条件下测定参照样的三刺激值,然后在同样的检测参数条件下测定试样三刺激值,色差仪的数据处理系统即可按照选定的色度坐标计算得到色差值。
6.5.3 色差仪几何结构、检测参数条件的选择应供需双方协商一致。
6.6 结果的表示
试样与参照样的色差值可用式(1)计算:
6.7 试验报告
试验报告应包括下列内容:
a) 采用的试验标准和协商条款;
b) 仪器型号,使用的几何构造,选择使用的仪器条件(标准光源、标准色度观察者、颜色系统、色度坐标和观察孔径);
c) 试样信息;
d) 试验结果;
e) 试验日期和试验人员。
7 弯曲试验
7.1 通则
本方法适用于评定彩涂板弯曲时涂层抗脱落或抗开裂的能力。通常采用180°弯曲试验;在彩涂板
较厚、强度较高,难以进行180°弯曲时,也可采用90°弯曲试验。
7.2 原理
180°弯曲:将试样绕自身弯曲180°,判断弯曲面是否出现涂层脱落或开裂,确定使涂层不产生脱落
或开裂的试样的最小厚度倍数值。
90°弯曲:将试样绕自身弯曲90°,判断弯曲面是否出现涂层脱落或开裂。
7.3 试验装置和材料
7.3.1 弯曲试验机:可将试样弯曲成锐角。
7.3.2 压平机或台钳:用于压平试样。
7.3.3 透明胶带:宽度约为25mm,其黏结强度为(10±1)N/25mm宽。也可使用供需双方协商的
胶带。
7.3.4 放大镜:放大倍数由供需双方协商决定,一般为5倍~10倍放大镜。
7.4 试样制备和试验环境
7.4.1 试样尺寸为宽度不小于100mm,长度约为宽度的两倍,试样应平整、无油污、无损伤、边缘无毛刺。
7.4.2 试验在试验室环境下进行。如有争议时,应将待测试样在温度为23℃±2℃,相对湿度为50%
±5%的环境中至少放置24h后再进行试验。
7.5 试验步骤
7.5.1 180°弯曲
7.5.1.1 把试样的一端插入弯曲试验机中约10mm,压紧试样,转动手柄将试样弯曲到锐角,然后取出
试样插入压平机,将试样的弯曲部分压紧,即为“0T”弯曲(见图1)。
7.5.1.2 沿着弯曲面贴上透明胶带,边去除气泡边将胶带粘贴平整,然后沿弯曲面以60°方向迅速用力撕下胶带,检查胶带上是否有脱落的涂层。也可用目视或放大镜检查弯曲部分的涂层是否出现开裂。
7.5.1.3 试样绕“0T”弯曲部分继续作180°弯曲,折叠中央有一个试样厚度则为“1T”弯曲(见图1)。继
续用胶带检查涂层是否脱落,目视或用放大镜检查涂层是否出现开裂。
7.5.1.4 重复7.5.1的操作步骤,进行2T、3T弯曲,直到涂层未出现脱落或开裂为止。试样经弯曲
后,重叠部分不应有明显的空隙存在。
7.5.2 90°弯曲
7.5.2.1 把试样的一端插入弯曲试验机中约10mm,压紧试样,转动手柄将试样弯曲90°。
7.5.2.2 沿着弯曲面贴上透明胶带,边去除气泡边将胶带粘贴平整,然后沿弯曲面以60°方向迅速用力撕下胶带,检查胶带上是否有脱落的涂层。也可用目视或放大镜检查弯曲部分的涂层是否出现开裂。
7.5.3 协商内容
采用180°还是90°弯曲试验,以及用胶带剥离还是目视或放大镜观察开裂的方式判定弯曲试验结
果,应供需双方协商一致后执行。
7.6 结果的表示
180°弯曲试验使试样不产生涂层脱落,目视或放大镜可见开裂的试样厚度的最小倍数为T弯值。
90°弯曲试验结果表示为通过/不通过。
7.7 试验报告
试验报告应包括下列内容:
a) 采用的试验标准和协商条款;
b) 仪器型号;
c) 试样信息;
d) 说明是180°弯曲或90°弯曲,判定方法是胶带剥离还是观察开裂;
e) 试验结果;
f) 试验日期和试验人员。
8 反向冲击试验
8.1 通则
本方法适用于评定彩涂板承受快速形变时涂层抗脱落或抗开裂的能力。
8.2 原理
让自由落体的重锤冲击试样,使试样快速变形,形成凸形区域,检查凸形区域的涂层是否有脱落或
开裂,从而评定涂层抗脱落或抗开裂的能力。
8.3 试验装置和材料
8.3.1 冲击试验仪:通常由基座,垂直导管、重锤和端部为半球形的冲头组成。冲头直径为12.7mm或15.9mm或采用其他直径的冲头,通常采用15.9mm直径的冲头。
8.3.2 透明胶带:宽度约为25mm,其黏结强度为(10±1)N/25mm宽。也可使用供需双方协商的
胶带。
8.3.3 放大镜:放大倍数由供需双方协商决定,一般为5倍~10倍放大镜。
8.4 试样制备和试验环境
8.4.1 试样尺寸不小于75mm×150mm,试样应平整、无油污、无损伤、边缘无毛刺。
8.4.2 试验在试验室环境下进行。如有争议时,应将待测试样在温度为23℃±2℃,相对湿度为
50%±5%的环境中至少放置24h后再进行试验。
8.5 试验步骤
8.5.1 规定冲击吸收能量试验
8.5.1.1 将试样的被检测面向下(反冲)放在冲模上。
8.5.1.2 按规定的冲击吸收能量,将重锤升到所需的高度,并从此高度自由落下,使冲头打在试样上形成凹陷。
8.5.1.3 可将胶带贴于被冲击后的凸形区域,用手指将其压紧,边去除气泡边将胶带粘贴平整,然后与试样面成60°角迅速撕下胶带,检查胶带上是否有脱落的涂层。也可用目视或放大镜直接观察被冲击后的凸形区域是否有开裂。
8.5.1.4 在试样的另两个部位重复上述试验。若其中至少两次试验均不产生涂层脱落或开裂,则试样通过了该规定冲击吸收能量试验。
8.5.2 测定涂层不产生开裂或脱落的最大冲击吸收能量
8.5.2.1 按照步骤8.5.1.1~8.5.1.4进行试验。
8.5.2.2 涂层如无脱落或开裂,则固定重锤重量,适当增加重锤落下的高度,重复8.5.2.1的试验过程,
直到找出涂层不产生脱落或开裂的最大落下高度,此时该高度和锤重的乘积则为最大冲击吸收能量,以焦耳(J)表示。
8.5.2.3 涂层如无脱落或开裂,也可固定落下高度,适当增加锤重,重复8.5.2.1的试验过程,直到找出
涂层不产生脱落或开裂的最大锤重,此时该高度和锤重的乘积则为最大冲击吸收能量,以焦耳(J)表示。
8.6 结果的表示
8.6.1 在规定冲击吸收能量试验时,结果应表示为规定冲击吸收能量试验下试样涂层是否有脱落或
开裂。
8.6.2 在测定涂层不产生脱落或开裂的最大冲击吸收能量试验时,结果应表示为高度和重锤重量的乘积(J)。
8.6.3 规定冲击吸收能量试验或最大冲击吸收能量试验,试验条件参数(冲头直径、冲击吸收能量大小、结果评定涂层脱落或开裂)。
8.7 试验报告
试验报告应包括下列内容:
a) 采用的试验标准和协商的试验条件参数;
b) 设备型号、冲头直径(mm);
c) 试样信息;
d) 试验结果;
e) 冲击吸收能量;
f) 试验日期和试验人员。
9 铅笔硬度试验
9.1 通则
本方法适用于彩涂板涂层铅笔硬度的测定。
本方法规定了手工铅笔法和仪器铅笔法两种试验方法。
9.2 原理
用一组已知硬度的铅笔测定彩涂板涂层表面相对硬度。
9.3 试验装置和材料
9.3.1 一组经校验的木质铅笔或活动铅笔,其标号为6H、5H、4H、3H、2H、H、F、HB、B、2B、3B、4B、5B、6B,其中6H最硬,6B最软,由6H到6B硬度递减。通常情况下,由于不同品牌铅笔或铅芯硬度值不同,会导致测量结果不一致。推荐使用中华牌505卷钢涂层硬度测试专用铅笔或铅芯(标号为5H、4H、3H、2H、H、F、HB、B)。也可由供需双方商定采用其他品牌的铅笔。各标号中华牌505卷钢涂层硬度测试专用铅笔或铅芯的努氏硬度范围及其与中华牌101绘图铅笔的硬度对应关系参见附录B。
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