TWI582402B - 鋼捲軋延缺陷的檢測方法 - Google Patents

Description

鋼捲軋延缺陷的檢測方法

本發明是有關於一種鋼捲軋延缺陷的檢測方法，且特別是有關於一種使用輝光放電裝置於鋼捲除銹前的檢測方法。

影響熱軋鋼捲品質好壞及產率的影響因素有近八成來自於生產軋延製程因素，其中又以氧化銹皮控制不當引起的軋延缺陷佔最大宗。鋼捲表面常見之缺陷型態有帶狀、散砂狀、紅銹、紡錘狀、片狀等等。這些缺陷肉眼可見的部分存在於表面，但有些則必須等到鋼捲酸洗後才能看出，即缺陷存在於內部，無法以目視進行檢測。

熱軋黑皮鋼捲表面缺陷檢驗主要是利用人工目視或影像辨識法來達成，但存在於銹皮與底材間的內部缺陷則無法檢出。若要在熱軋黑皮鋼捲酸洗前先得知或檢測有無存在表面與底材界面間的缺陷，習知技術之一可利用機械研磨裝置平行研磨表面，以進行逐層移除，直到到達包含特徵結構之特定階層為止，但缺點是手工研磨施加的壓力及砂紙的機械破壞力太太，故在研磨特定點(層)的位置上不容易掌 握。習知技術之二或可利用聚焦離子束技術進行定點蝕刻，離子束蝕刻雖可精準地做出剖(斷)面或平行樣本，但製備區域往往較小(微米級μm)，且所需時間較長，較不符合需求。

因此，本發明之一態樣是提供一種使用輝光放電裝置於鋼捲除銹前的檢測方法。

根據本發明之上述態樣，提供一種鋼捲軋延缺陷的檢測方法，其包含以下步驟。在一鋼捲上裁出一平整試片，其長、寬各為4~7公分。將平整試片放入一輝光放電裝置，並將平整試片接於負極，通入氬氣，使解離的氬氣離子經電壓加速後撞擊平整試片的表面。調整輝光放電裝置的參數條件為壓力600~800Pa、功率20~40W、氬氣離子撞擊時間30~300秒，以去除平整試片的銹皮。取出平整試片進行檢測分析。

依據本發明之一實施例，輝光放電裝置之壓力設定為650Pa。

依據本發明之一實施例，輝光放電裝置之功率設定為30W。

依據本發明之一實施例，輝光放電裝置之氬氣離子撞擊時間設定為150秒。

依據本發明之一實施例，平整試片之長、寬各為4公分。

應用本發明之鋼捲軋延缺陷的檢測方法，使用 輝光放電裝置的技術去除鋼捲試片的表面銹皮，供後續缺陷的檢出及分析。此去除鋼捲試片表面銹皮的方式，與習知使用機械研磨去除銹皮的方式比較，更為精準且對試片破壞力較小；與習知使用離子束蝕刻去除銹皮的方式比較，則更為經濟且能製備尺寸較大的試片，更有利於後續缺陷的檢出及分析。

100‧‧‧方法

102‧‧‧步驟

104‧‧‧步驟

106‧‧‧步驟

108‧‧‧步驟

110‧‧‧步驟

112‧‧‧步驟

200‧‧‧平整試片

200’‧‧‧平整試片

202‧‧‧底材

204‧‧‧銹皮層

206‧‧‧銹皮層

208‧‧‧銹皮層

210‧‧‧氬氣離子流

212‧‧‧區域

從以下結合所附圖式所做的詳細描述，可對本發明之態樣有更佳的了解。需注意的是，根據業界的標準實務，各特徵並未依比例繪示。事實上，為了使討論更為清楚，各特徵的尺寸都可任意地增加或減少。

[圖1]係繪示根據本發明之一實施例所述之鋼捲軋延缺陷檢測方法的步驟。

[圖2、3]係繪示根據本發明之一實施例所述之鋼捲試片的濺射前後的剖面示意圖。

本案發明是結合一種可產生輝光放電裝置的技術，藉以把鋼捲試片的表面銹皮進行去除，來製備出一平整的表面，供後續缺陷的檢出及分析。本發明所建立之新方法，在於使用一適合的濺射銹皮的參數條件，對銹皮進行逐層蝕刻，來呈現出銹皮與底材界面間的表面，以利缺陷的檢出及進一步觀察與分析，並調整後續酸洗製程的參數。

請同時參照[圖1、2、3]，[圖1]係繪示根據本發明之一實施例所述之鋼捲軋延缺陷檢測方法的步驟，[圖2、3]係繪示根據本發明之一實施例所述之鋼捲試片的濺射前、後的剖面示意圖。方法100係鋼捲軋延缺陷檢測方法，其包含步驟102~112。

步驟102係從一鋼捲上裁出一平整試片，其長、寬各為4~7公分，較佳的平整試片為長、寬各為4公分左右(即4公分X4公分)。此平整試片的尺寸係配合輝光放電裝置的較佳尺寸，亦是較適合肉眼或影像辨識檢測的尺寸。

步驟104係將平整試片放入一輝光放電裝置內，施加電壓產生輝光(glow)並將平整試片接於負極，通入氬氣，使解離的氬氣離子(帶正電)撞擊平整試片(接於負極，故帶負電)表面的銹皮。輝光放電裝置的參數條件調整為壓力600~800Pa及功率20~40W，始能處理各種鋼捲之表面銹皮的去除。在一較佳的實施例中，輝光放電裝置的壓力為650Pa，而功率為30W，以處理上述長、寬各為4公分的平整試片。參數調整之目的在於控制一適合氬氣離子濺射試片的條件，來獲得一均勻平坦表面，以利後續缺陷的檢出。

本發明所使用的輝光放電裝置(glow discharge apparatus)係一般市售的輝光放電的裝置，上述參數係於Horiba Jobin Yvon所生產的輝光放電裝置上所採用。

從步驟106到步驟108之間的氬氣離子撞擊時間約為30~300秒。在一較佳的實施例中，氬氣離子撞擊時間約需150秒，才能將平整試片200表面的銹皮有效去除。

請參照[圖2、3]，平整試片200的剖面包含底材202以及氧化程度不同的銹皮層204、206、208。銹皮層204例如可以是FeO，銹皮層206例如可以是Fe₃O₄，銹皮層208例如可以是Fe₂O₃。上述銹皮層的上、下順序亦可互換，氧化程度不同的銹皮層也具有不同的外觀及物理性質，因此鋼捲表面的缺陷種類也可能包含許多不同的種類，需要檢測及分析。

在步驟106中，氬氣離子流210開始撞擊(或稱濺射)試片的表面，將平整試片200的銹皮層逐層去除。

在步驟108中，當氬氣離子流210濺射試片結束時，平整試片200’部份之區域212的銹皮層已完全被去除，而裸露出底材202的表面。

在步驟110及112中，可以藉肉眼、影像辨識或光學、電子顯微鏡進行平整試片200’裸露之區域212的表面缺陷檢測及物性分析，並於後續酸洗製程做出適當的參數調整，例如增加酸洗時間、酸洗濃度、酸洗溫度、酸洗槽次搭配等等，進而解決鋼捲軋延的相關缺陷，使軋延後的最終產品能符合品質的需求。

應用本發明之鋼捲軋延缺陷的檢測方法，使用輝光放電裝置的技術去除鋼捲試片的表面銹皮，供後續缺陷 的檢出及分析。此去除鋼捲試片表面銹皮的方式，與習知使用機械研磨去除銹皮的方式比較，更為精準且對試片破壞力較小；與習知使用離子束蝕刻去除銹皮的方式比較，則更為經濟且能製備尺寸較大的試片，更有利於後續缺陷的檢出及分析。

雖然本發明已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧方法

102‧‧‧步驟

104‧‧‧步驟

106‧‧‧步驟

108‧‧‧步驟

110‧‧‧步驟

112‧‧‧步驟

Claims (2)

1. 一種鋼捲軋延缺陷的檢測方法，包含：在一鋼捲上裁出一平整試片，其長、寬各為4~7公分，其中該平整試片包含：一底材；一氧化鐵層，設於該底材上；四氧化三鐵層，設於該一氧化鐵層上；以及三氧化二鐵層，設於該四氧化三鐵層上；將該平整試片放入一輝光放電裝置，並將該平整試片接於負極，通入氬氣，使解離的氬氣離子撞擊該平整試片的表面；調整該輝光放電裝置的參數條件為壓力650Pa、功率30W、氬氣離子撞擊時間150秒，以去除該平整試片的銹皮；以及取出該平整試片進行檢測分析，其中經該解離的氬氣離子撞擊之該平整試片具有一均勻平坦表面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鋼捲軋延缺陷的檢測方法，其中該平整試片之長、寬各為4公分。