ICS77.140.01 H25 中华人民共和国国家标准 GB/T28290—2012 电 镀锡钢板表面铬量的试验方法 Methodsfordeterminationofsurfacechromiumonelectrolytictinplate 2012-05-11发布 2013-02-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准中的比色法参考ASTMA623M—08《镀锡板标准规范总则》附录A7制定,增加了电解法。 本标准中的比色法与ASTMA623M—08附录A7比较,主要变化是: ———增加了术语和定义; ———增加了原理; ———增加了试样; ———对分光光度计的校准部分补充了校准曲线的技术内容; ———对试验结果的计算补充了数值修约的内容。 本标准由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。 本标准起草单位:武汉钢铁(集团)公司、冶金工业信息标准研究院。 本标准主要起草人:单凯军、李小杰、刘宝石、黄柏华、侯捷、余文莉、陈晓红。 ⅠGB/T28290—2012 电镀锡钢板表面铬量的试验方法 1 范围 本标准规定了用比色法、电解法测定电镀锡板表面铬量的原理、试剂、试验装置、试样、试验条件和 步骤、试验结果的计算、试验报告等。 本标准适用于电镀锡板表面铬量的测定。比色法作为仲裁法。电解法作为快速测定方法,推荐用 于不小于2mg/m2的表面铬量测定。 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/T8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 电镀锡板表面的铬 surfacechromiumonelectrolytictinplate 为了提高电镀锡板的耐腐蚀性能,镀锡后进行钝化处理时,在电镀锡板表面沉积的铬。 4 比色法 4.1 原理 用氢氧化钠和磷酸钠混合溶液使电镀锡板表面的钝化膜溶解;用高锰酸钾溶液使钝化膜中的铬氧 化为六价;用二苯基碳酰二肼溶液显色,用比色法测出铬量,除以试样表面积,即得出单位面积上的 铬量。 4.2 试剂 4.2.1 试剂和水的纯度:本试验采用分析纯试剂和蒸馏水,或纯度相当的水。 4.2.2 氢氧化钠(NaOH)-磷酸钠(Na3PO4)溶液:称取40.0g氢氧化钠和50.0g磷酸钠溶入水中,稀 释至1.0L。 4.2.3 硫酸(H2SO4)溶液(1+3):取100mL浓硫酸(ρ1.84g/mL)缓慢加入300mL水中,摇匀。 4.2.4 高锰酸钾(KMnO4)饱和溶液。 4.2.5 盐酸(HCl,ρ1.19g/mL)。 4.2.6 二苯基碳酰二肼(C13H14N4O)溶液:称取0.2g二苯基碳酰二肼,溶入10.0mL丙酮,10.0mL 乙醇(95%)10.0mL磷酸(85%),10.0mL水的混合液中。临用前配制;一旦变色应重新配制。 4.2.7 铬标准溶液A(含铬量0.5mg/mL):称取1.4140g重铬酸钾(K2Cr2O7)溶入水中,稀释到1.0L。 4.2.8 铬标准溶液B(含铬量0.01mg/mL):用移液管吸取20mL标准溶液A移入容量瓶中,用水稀 1GB/T28290—2012 释到1.0L。 4.3 试样 4.3.1 取样 从镀锡板生产线或镀锡板包中切取或抽取平直的样张,取样时注意保护试验板表面不受损伤和 污染。 4.3.2 样品制备 冲取直径约60mm的试样圆片。冲取位置在试验板宽度方向的中部。 4.4 试验条件和步骤 4.4.1 钝化膜的溶解 将圆形试样沿任一直径轻微弯曲,放入盛有沸腾的25mL氢氧化钠-磷酸钠溶液(4.2.2)的烧杯 (250mL)中,煮沸1.5min,取出样片至烧杯口正上方,用少量蒸馏水冲洗,然后将冲洗后的样片放入另 一只已盛有沸腾的25mL硫酸溶液(4.2.3)的烧杯(250mL)中,煮沸时间严格控制在1min,取出样片 至烧杯口正上方,用少量蒸馏水冲洗,最后将第二只烧杯中的试验液倒入第一只烧杯中,用少量蒸馏水 冲洗第二只烧杯壁至少3次,将冲洗液倒入第一只烧杯中。溶液煮沸过程中应防止溶液溅出。 若要进行一面铬量的测量,可以用方便适用的方式将试样的另一面封住,然后按上述步骤进行。 4.4.2 铬的氧化 加热试样溶液至沸腾;加入(1~2)滴高锰酸钾饱和溶液(4.2.4),高锰酸钾溶液的加入量应能保持 溶液为粉红色;煮沸3min~4min,使铬完全氧化;加入5滴盐酸(4.2.5),继续煮沸3min~5min,直至 粉红色消散为止。如不褪色可以增加盐酸的加入量。溶液煮沸过程中应防止溶液溅出。 4.4.3 试样溶液的显色 将试样溶液转入100mL容量瓶,在水中冷却至室温。加入二苯基碳酰二肼溶液(4.2.6)3mL,用 水稀释至刻度。在对每一片试样进行试验的同时,应配备一份空白溶液,空白溶液的成分、每种成分的 加入顺序和加入量、加热和冷却过程应与试样溶液相同,不同的是空白溶液没有处理过试样。 4.4.4 吸光度的测定 二苯基碳酰二肼溶液加入试验溶液后30min内,用分光光度计在波长540nm处测量吸光度,可选 用2cm的比色皿。 4.4.5 分光光度计的校准 从铬标准溶液B吸取0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL(对于低铬钝化 镀锡板分别取0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL、1.0mL、1.2mL、1.4mL)分别加入七只250mL烧 杯中。按照试验步骤4.4.1~4.4.3进行试验,同时配备空白溶液。标准溶液系列和空白溶液都没有处 理过试样。按照4.4.4的条件测定吸光度,以标准溶液的含铬量为横坐标,以标准溶液吸光度与空白溶 液吸光度之差为纵坐标绘制校准曲线。标准溶液系列的含铬量范围应覆盖待测试样溶液的含铬量。 4.5 结果计算 镀锡板表面的铬量按公式(1)计算: 2GB/T28290—2012 M=m A×104……………………………(1) 式中: M———镀锡板表面的铬量,单位为毫克每平方米(mg/m2); A———试样总面积,单位为平方厘米(cm2); m———试样溶液中的含铬量,单位为毫克(mg)。 在校准曲线上确定一点,该点的纵坐标表示试样溶液吸光度与空白溶液吸光度差值,该点的横坐标 即为m的值。 试验结果按GB/T8170修约,保留小数点后一位。 5 电解法 5.1 原理 在磷酸盐缓冲溶液中,试样作为阳极,通过恒定电流电解,使试样表面的铬氧化成六价铬,测量电解 曲线,利用校准系数计算铬的量,用以表征电镀锡板的表面铬量。 5.2 试剂 5.2.1 蒸馏水或去离子水。 5.2.2 磷酸盐缓冲溶液:6.06gNa2HPO4+1.61gNaH2PO4溶解于1L蒸馏水或去离子水中。 5.3 试验装置 5.3.1 试验装置由直流稳流电源、电解槽、记录仪和试样夹等部分组成,见图1。也可采用无纸化记录 设备。 说明: 1———记录仪; 2———直流稳流电源; 3———搅拌器; 4———试样夹; 5———参比电极; 6———试验液; 7———电解槽; 8———碳棒; 9———试样。 注1:图中参比电极5应与碳棒8保持适当距离。 注2:参比电极可采用甘汞电极。 图1 电解法测量铬量装置示意图 3GB/T28290—2012 5.4 试样 5.4.1 按4.3.1要求取样。 5.4.2 冲取直径约60mm的试样圆片,有效试验面积应不小于1500mm2。 5.5 试验条件和步骤 5.5.1 碳棒、参比电极按图1接线。接通搅拌器,使试验液保持运动状态。调定记录仪,电位范围为 1V,走纸速度为20mm/min,作好记录准备。 5.5.2 将待测试样夹入试样夹具,放入电解槽内,接通记录仪后,立即接通电解电流,试样为阳极,电流 密度为50μA/cm2。此时记录仪上记录出电解曲线(见图2)。 图2 测量铬量电解曲线示意图 5.5.3 根据电解曲线,当电位超过200mV后,即可停止测量,关断记录仪、搅拌器、稳流电源,取出试 样夹。 5.5.4 用水将试样夹冲洗干净,取出试样,翻面装入试样夹,重复5.5.2和5.5.3步骤,即可测得试样 另一面的电解曲线。 5.5.5 从所记录的电解曲线上求得起始点A,自点A起取200mV的水平距离,得到点B,自点B平行 于时间轴引直线,与曲线相交,得到点C,测量线段BC的长度。 5.5.6 推荐电解液的测量周期为每150次进行更换;非经常检测时,电解液每周进行更换。 5.6 校准 5.6.1 沿镀锡板轧制方向的同一部位依次制取试样,分为奇数组和偶数组。其中一组的每片试样用比 色法测定表面铬量,另一组的每片试样用电解法记录电解曲线,按5.5.5测量线段BC的长度。每组求 得平均值。 5.6.2 对表面铬量不同的镀锡板,按5.6.1进行试验。至少得到表面铬量不同的3组试验结果;所取 试样的表面铬量应复盖待测试样表面铬量的范围。 5.6.3 根据5.6.1和5.6.2的试验结果,求出线段BC的单位长度代表的表面铬量,作为校准系数C。 测定方法见附录A。 4GB/T28290—2012 5.7 试验结果计算 试验结果按公式(2)计算: M=C×L …………………………(2) 式中: M———表面铬量,单位为毫克每平方米(mg/m2); C———校准系数,单位为毫克每平方米每毫米(mg/m2·mm-1); L———线段BC的长度,单位为毫米(mm)。 试验结果