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色差仪管控铝合金带材的色差程度

摘自：发七人仪器网 | 2023-10-11 | 作者：Faqiren

文章摘要：铝合金带材表面色差指的是，同一铝材表面出现不同的表面亮度、光泽情况，表现为局部偏暗、偏亮等现象。由于表面色差的存在，导致铝材表面通过肉眼或显微放大后，经过光源反射到肉眼，进而产生不同的视觉效果。由于表面色差的产生，当铝合金带材被用作于外观件时，会影响使用者的感光，导致用户的体验感下降。

铝合金带材在生产的过程中，由于铸锭、热轧、冷轧、退火、清洗矫直等生产工艺的不稳定，就会导致同一铝材表面出现不同的程度的色差瑕疵。由于表面色差的产生，当铝合金带材被用作于外观件时，会影响使用者的感光，导致用户的体验感下降。为了管控铝合金带材的色差程度，就可以使用色差仪。本文介绍了色差仪在铝合金带材色差检测中的应用。

铝合金带材.jpg

铝合金带材色差产生原因：

铝合金带材的生产工艺流程包括：铸锭→热轧→冷轧→退火→清洗矫直等，在这些过程中，多种因素会导致铝合金带材表面出现不同程度的色差瑕疵。归结起来主要有以下几个因素：

1.铸锭成分的影响

铸锭对表面色差的影响，主要体现为化学成分差异、化学成分偏析两方面的影响。铸锭成分的影响，主要是基于不同铝合金铸锭内部化学成分的差异，当铸锭内部Fe、Si等杂质元素含量较高时，铸锭内部初生相Al-Fe-Si、Al-Fe及含Si的其他金属化合物较多，导致后续轧制生产及阳极氧化时，易出现色差。

2.轧辊粗糙度的影响

轧辊粗糙度对铝材表面色差的影响，主要是由于轧制过程中，铝合金带材的表面粗糙度跟随着轧辊粗糙度的变化而变化。一般而言，轧辊粗糙度越大，铝合金带材表面粗糙度也越大，而材料表面粗糙度的不同，会引起人的视觉差异。

3.压下制度及润滑条件的影响

合理的压下制度有利于轧制过程的润滑，润滑的均匀性对铝合金带材表面的色差产生重要影响。不论热轧还是冷轧过程，都离不开润滑介质的保护。润滑介质在轧制过程中，充当保护膜作用，保护膜的强度及厚度决定了其保护效果。对于同一固定润滑介质而言，该保护膜强度相对稳定，厚度依轧制条件变化而变化。当出现膜厚度不均或膜破损时，这取决于润滑介质喷射量及压下制度的合理性，易出现表面色差现象。

4.退火工艺的影响

为达到一定性能，生产中需要对卷材在退火炉内进行控温退火。退火过程中，应严格控制氧含量，避免高温下铝材被氧化，从而形成表面色差。由于退火时，铝材以卷材的形式存在，卷材中部几乎为真空状态，无氧气渗入，而卷材边部由于层间间隙的存在，容易与退火炉内的氧气发生氧化反应，从而出现边部与中部色差不均的现象。

色差仪管控铝合金带材的色差程度：

传统铝合金带材色差的评定方法，就是依靠观察者的主观目视评价，由于不同观察者的颜色感知能力上的差别，就会导致对同一铝合金带材颜色评定结果出现偏差。为了更加客观、准确地评定铝合金带材的颜色差异，就可以色差仪来进行颜色测试。

色差仪作为光电仪器，可以用光电测定的方法，迅速、准确、方便地测出各种试样被测位置的颜色，并且通过计算机直接换算成L*、a*、b*值，对颜色进行数值化表示，还能自动记忆和处理测定数值，得到两点间颜色的差别，以△Eab表示。

色差仪在测量样品的颜色时，采用的是国际上通用的CIELAB色空间，它是利用L*，a*，b*三个不同的坐标轴，指示颜色在几何坐标图中的位置及代号。它是基于一种颜色不能同时既是绿又是红、既是蓝又是黄这种理论而建立起来的。一种颜色用CIE L*，a*，b*表示时，L*轴表示明度，黑在底端，白在顶端；+a*表示红色，-a*表示绿色；+b*表示黄色，-b*表示蓝色。任何颜色的色彩变化可以用a*，b*数值来表示，任何颜色的层次变化可以用L*数值来表示，用L*，a*，b*三个数值就可以描述自然界中的任何色彩。若两个彩色样品都按L*，a*，b*标定颜色，则两者之间的总色差ΔE*ab以及各单项色差可用下列公式计算：

总色差：ΔE*ab=[（ΔL*）2+（Δa*）2+（Δb*）2]1/2

明度差：ΔL*=L1*-L2*（明度差异），△L*为正值，样品颜色偏浅色方向；为负值，样品偏深色方向。

色度差：Δa*=al*-a2*（红/绿差异），△a*为正值，样品颜色偏红；△a*为负值，样品偏绿。

Δb*=bl*-b2*（黄/蓝差异），Δb*为正值，样品颜色偏黄；△b*为负值，样品偏蓝。

其中△L*，△a*，△b*，为参考样品和被测样品之间明度L*和色度指数a*，b*的差值。色差值用ΔE* 来表示，为综合总色差，具体计算方法和亮度差△L、红绿差△a、黄蓝差△b都有关系。

一般情况下色差仪都会给出相应的L*，a*，b*值和比色后的ΔL*、△a、△b、ΔE*四组色差数据。用ΔE来评价色差时，△E越小表示样品与标准颜色越接近，反之则表示两种颜色相差越远。

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