CN102041533B - 冷轧板镀锡导电辊表面滚镀铜和铬的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冷轧板镀锡导电辊表面滚镀铜和铬的方法,其特征在于步骤依次为:(1)镀前预处理:用除锈液擦拭使其活化,再用氰化镀铜槽电解液擦拭辊面防生锈;(2)预镀铜:铜镀层厚度达20μm停止;(3)滚镀厚铜:用硫酸盐电解液镀铜;直至镀层厚度达1~3mm;(4)毛化、削峰处理:常温下用削峰液在毛化层上擦拭除毛刺,(5)镀硬铬。本发明的有益效果是:采用预镀铜和滚镀厚铜二步法镀铜工艺,改进镀铜液配方,使铜层与钢体结合良好,不疏松、不起泡,镀层结晶细致、均匀,硬度从HV60提高到HV120;铜层经削峰处理后再镀硬铬,镀铬与基体铜结合牢固,硬度高HV≥950,无毛刺,耐磨、耐腐蚀,生产的导电辊质量稳定,使用寿命长,达6个月以上。
Description
技术领域
本发明属冶金工业中镀锡生产线导电辊技术领域,涉及冷轧板镀锡导电辊表面滚镀铜和铬的方法。
背景技术
冷轧板镀锡是冷轧钢板的一种再加工方法,镀锡钢板广泛用于食品工业,如各种罐头等。成千上万米钢板电镀锡时,在主动辊引导下自动地进入除油、除锈、电镀、软熔、淬水以及冷却、成卷、剪切、包装等工序。电镀时,每个镀槽二侧均挂有阳极板,上端槽口装一个导电辊,槽液下端装一个沉没辊,电镀时,钢板经过导电辊辊面进入沉没辊过渡到下一个导电辊,直流电通过辊二端集电环传送到辊面,贴着辊面运动的钢板带电通过电解液二阳极中间时,在电流作用下钢板沉积上锡。10多个电镀槽连续电镀,直至镀到需要的厚度。导电辊工作时最大电流可达45000A,产生的热量单靠钢辊和辊内通冷却水难以保证电解液能正常运转。导电辊传送钢带向前运动,所以表面要镀硬铬,耐磨,镀铬前,先“毛化”,有一定的粗糙度,便于传递能量。
但国产导电辊耐磨性不够稳定,粘锡引起镀层剥落,有毛刺易产生次品,而且使用寿命短,有的仅用了二个月就要换新的,更换导电辊需停机停产,相应地降低了生产效率和增加了生产成本,以致我国冶金工业中镀锡生产线上使用的导电辊φ475×1200mm、φ610×1300mm等大型设备,长期依赖进口。
改善镀层结构,改进表面滚镀铜和铬的工艺,满足冷轧钢板镀锡生产线的需要,是业内科技人员长期努力的目标。
发明内容
本发明的目的是:提供一种冷轧板镀锡导电辊表面滚镀铜和铬的方法,提高导电辊质量,延长使用寿命,使每根导电辊的使用时间达六个月以上。
为达到上述目的,采用的技术方案是:冷轧板镀锡导电辊表面滚镀铜和铬的方法,包括导电辊表面抛光、除油去绣、镀铜后的抛光毛化,其特征在于步骤依次为:
(1)镀前预处理:常规抛光使表面Ra 0.8~1.0、除油,用涤纶布蘸除锈液擦拭已除油的辊面,使其活化;清洗后再用氰化镀铜槽电解液擦拭辊表面防生锈;所述除锈液的配制方法为:将3克十二烷基硫酸钠R12SO4Na溶解于1000ml水中,再依次加入750ml H2SO4、750mlHCl;所述氰化镀铜槽电解液组成为氰化亚铜CuCN 36g/L、氰化钠NaCN 55g/L、碳酸钠Na2CO3 25g/L、酒石酸钾钠KNaC4H4O6·4H2O35g/L;
(2)预镀铜:将导电辊吊装在氰化镀铜槽阴极集电环内,槽内输入连续过滤的氰化镀铜槽电解液,控制温度为40-45℃,电流密度为2.5A/dm2,电极面积比SA∶SK=1∶2,导电辊转速30转/分,在镀槽内滚动5分钟再送电镀铜,铜镀层厚度达20μm停止;
(3)滚镀厚铜:用去离子水清洗辊面,辊直接吊装到电解槽两端集电环内,在贮液槽内配制调整电解液浓度、温度,用输液过滤泵将溶液泵入电解槽内,用液位控制器控制液位在导电辊直径的五分之三处,贮液槽和电解槽内均设有无油空气搅拌系统、加温和冷却调节系统;电解液成分为硫酸铜CuSO4·5H2O 250g/L、硫酸H2SO4 55g/L、氯离子Cl- 80mg/L、添加剂TZ-DTA A和B各10ml;控制电解槽温度为37±1℃,电流密度为8.3A/dm2,电极面积比SA∶SK=1∶(2~3),阳极钛篮装市售磷铜(含P 0.2~0.4%),沉积速度100μm/H,Hv为120,导电辊转速35转/分,三分钟后通电用硫酸盐电解液镀铜;
(4)毛化、削峰处理:铜层镀到需要厚度1~3mm后,抛光到Ra 0.8~1.0,再在一定压力和合适砂粒(Al2O3)对铜层喷砂,获得需要的粗糙度后,常温下用涤纶布蘸削峰液在毛化层上擦拭8分钟除去毛刺,削峰液的配方为:将0.1g十二烷基磺酸钠R12SO4Na溶于863ml水中,再缓慢加入100ml硫酸H2SO4、37ml过氧化氢H2O2(注意严禁将水加入H2SO4中);清洗后刷一层钝化液(CrO3 5g/L);
(5)镀硬铬:经削峰处理的铜层上镀硬铬,电解液的配方为:铬酐CrO3 250g/L,CrO3/H2SO4的重量比为100∶(1.1~1.2),三价铬Cr+3 3g/L,硬铬添加剂CR-Light 40ml/L;镀硬铬操作条件为:电镀槽温度52±1℃,电流密度28A/dm2,沉积速度30μm/H,镀层厚度50~100μm,Hv≥950。
本发明的有益效果是:本发明采用预镀铜和滚镀厚铜二步法镀铜工艺,改进镀铜液配方,使铜层与钢体结合良好,不疏松、不起泡,滚镀厚铜工序的贮液槽和电解槽内均设有无油空气搅拌系统、加温和冷却自动调节系统,保证了加添加剂(TZ-DTA)的电解液工艺条件稳定,镀层结晶细致、均匀,硬度从Hv60提高到Hv120;经削峰处理的铜层上镀硬铬,与基体铜结合牢固,硬度高Hv≥950,又经削峰没有毛刺,耐磨、耐腐蚀,沉积速度提高了一倍,劳动生产率高。
本发明生产的导电辊质量稳定,使用寿命长,可达6个月或更长一些时间。
具体实施方式
冷轧板镀锡导电辊表面和铬的方法,包括导电辊表面抛光、除油去绣、镀后的抛光毛化,其特征在于步骤依次为:
(1)镀前预处理:常规抛光使表面Ra 0.8~1.0、除油,用涤纶布蘸除锈液擦拭已除油的辊面8分钟,使其活化,直至用水洗至辊面水不裂开止,再用氰化镀铜槽电解液擦拭表面防生锈。所述除锈液的配制方法为:将3克十二烷基硫酸钠R12SO4Na溶解于1000ml水中,再依次加入750ml H2SO4、750ml HCl;所述氰化镀铜槽电解液组成为氰化亚铜CuCN 36g/L、氰化钠NaCN 55g/L、碳酸钠Na2CO3 25g/L、酒石酸钾钠KNaC4H4O6·4H2O 35g/L;
(2)预镀铜:为保证铜和钢结合良好,防止疏松,起泡,要预镀铜。预镀时,将导电辊吊装在氰化镀铜槽阴极集电环内,槽内输入连续过滤的氰化镀铜槽电解液,控制温度为40-45℃,电流密度为2.5A/dm2,电极面积比SA∶SK=1∶2,导电辊旋转速度30转/分,在镀槽内滚5分钟再送电,铜镀层厚度达20μm停止;
(3)滚镀厚铜:预镀铜结束后,用去离子水清洗辊面,辊直接吊装到电解槽两端集电环内,在贮液槽内配制调整电解液浓度、温度,用输液过滤泵将电解液泵入电解槽内,用液位控制器控制液位在导电辊直径的五分之三处,贮液槽和电解槽内均设有无油空气搅拌系统、加温和冷却系统,可自动进行调节。硫酸盐电解液成分为硫酸铜CuSO4·5H2O 250g/L、硫酸H2SO4 55g/L、氯离子Cl-80mg/L(加入82.25mg HCl)、添加剂市售(TZ-DTA)A和B各10ml;控制酸铜槽温度为37±1℃,电流密度为8.3A/dm2,电极面积比SA∶SK=1∶(2~3),沉积速度100μm/H,HV为120,导电辊转速35转/分,转动三分钟后通电用硫酸盐电解液镀铜;保证了加添加剂(TZ-DTA)的电解液是在规定的操作条件内工作,不仅镀层结晶细致、均匀,硬度、沉积速度都提高了一倍,提高了劳动生产率,增加了耐磨性,为镀硬铬打下了基础。
(4)毛化、削峰处理:铜层镀到需要厚度1~3mm后,吊装到专用机床上抛光到Ra 0.8~1.0,再将辊安放在喷砂机工位上,在一定压力和用合适砂粒(Al2O3)对铜层喷砂,以获得需要的粗糙度。如喷枪距工件0.5m,压力为0.3~0.5MPa时,选用Al2O3粒度120~100μm得到的辊筒镀层粗糙度Ra 0.5~1.5;选用Al2O3粒度46~36μm则得到辊筒镀层粗糙度Ra为6~7。而需要的粗糙度与带钢行进速度有关,毛化时要保证粗糙度,以利于规定速度下带钢的正常运转。喷砂时,导电辊铜表面挤压效应引起的倾斜薄边,碎屑镀铬后会形成毛刺,损伤镀锡层表面,如划伤、白点等,所以常温下用涤纶布蘸削峰液在毛化层上擦拭8分钟除去毛刺。削峰液的配方为:将0.1g十二烷基磺酸钠R12SO4Na溶于863ml水中,再缓慢加入100ml硫酸H2SO4、37ml过氧化氢H2O2(注意严禁将水加入H2SO4中)。然后水清洗,再刷一层钝化液(CrO3 5g/L)后即可镀硬铬。
(5)镀硬铬:镀硬铬电解液的配方为:铬酐CrO3 250g/L,铬酐与硫酸的重量比CrO3/H2SO4=100∶(1.1~1.2),三价铬Cr+33g/L(加入2.5g H2C2O4草酸可产生1g Cr+3),硬铬添加剂市售CR-Light40ml/L;镀硬铬操作条件为:温度52±1℃,电流密度28A/dm2,沉积速度30μm/H,镀层厚度50~100μm,Hv≥950。经削峰处理的铜层上镀硬铬,结合牢固,硬度高,又没有毛刺,耐磨、耐腐蚀,生产的导电辊质量稳定,寿命大大提高,可使用6个月或更长一些时间。
加入镀铬添加剂市售CR-Light,提高了电流效率,速度提高一倍;镀铬电解液电阻大,电能大都损耗在电解液中,需要三倍量的贮液槽控制和调节好温度,连续向电镀槽循环输送镀液才能控制好温度。控制好电解液比值、温度和电流密度才能控制好硬度。
Claims (6)
1.冷轧板镀锡导电辊表面滚镀铜和铬的方法,包括导电辊表面抛光、除油去绣、镀后的抛光毛化,其特征在于步骤依次为:
(1)镀前预处理:常规抛光使表面Ra 0.8~1.0μm、除油,用涤纶布蘸除锈液擦拭已除油的辊面,使其活化;再用氰化镀铜槽电解液擦拭辊表面防生锈;
(2)预镀铜:将导电辊吊装在氰化镀铜槽阴极集电环内,槽内输入连续过滤的氰化镀铜槽电解液,控制温度40-45℃,电流密度为2.5A/dm2,电极面积比SA∶SK=1∶2,导电辊转速30转/分,在镀槽内滚动5分钟再送电镀铜,铜镀层厚度达20μm停止;
(3)滚镀厚铜:用去离子水清洗辊面,辊直接吊装到电解槽两端集电环内,电解槽内电解液液位控制在导电辊直径的五分之三处,无油空气搅拌;控制电解槽温度为37±1℃,电流密度为8.3A/dm2,电极面积比SA∶SK=1∶(2~3),沉积速度100μm/H,HV为120,导电辊转速35转/分,三分钟后通电镀铜;
(4)毛化、削峰处理:铜层镀到需要厚度1~3mm后,抛光到Ra0.8~1.0μm,再对铜层喷砂,获得需要的粗糙度后常温下用涤纶布蘸削峰液在毛化层上擦拭8分钟除去毛刺,清洗后刷一层5g/L CrO3钝化液;
(5)镀硬铬:经削峰处理的铜层上镀硬铬,控制镀槽温度52±1℃,电流密度28A/dm2,沉积速度30μm/H,镀层厚度50~100μm,HV≥950。
2.根据权利要求1所述冷轧板镀锡导电辊表面滚镀铜和铬的方法,其特征在于:步骤(1)所述除锈液的配制方法为:将3克十二烷基硫酸钠溶解于1000ml水中,再依次加入750ml H2SO4、750ml HCl。
3.根据权利要求1所述冷轧板镀锡导电辊表面滚镀铜和铬的方法,其特征在于:步骤(1)所述氰化镀铜槽电解液组成为氰化亚铜36g/L、氰化钠55g/L、碳酸钠25g/L、酒石酸钾钠KNaC4H4O6·4H2O35g/L。
4.根据权利要求1所述冷轧板镀锡导电辊表面滚镀铜和铬的方法,其特征在于:步骤(3)所述电解液成分为硫酸铜CuSO4·5H2O250g/L、硫酸55g/L、氯离子Cl- 80mg/L、添加剂TZ-DTA A和B各10ml。
5.根据权利要求1所述冷轧板镀锡导电辊表面滚镀铜和铬的方法,其特征在于:步骤(4)所述削峰液的配方为:将0.1g十二烷基磺酸钠溶于863ml水中,再缓慢加入100ml硫酸、37ml过氧化氢。
6.根据权利要求1所述冷轧板镀锡导电辊表面滚镀铜和铬的方法,其特征在于:步骤(5)所述镀硬铬电解液的配方为:铬酐CrO3250g/L;CrO3/H2SO4的重量比为100∶(1.1~1.2);三价铬Cr3+3g/L;硬铬添加剂市售CR-Light 40ml/L。
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