CN102041533B

CN102041533B - 冷轧板镀锡导电辊表面滚镀铜和铬的方法

Info

Publication number: CN102041533B
Application number: CN 200910197405
Authority: CN
Inventors: 黄岳
Original assignee: Tongle Metallurgical Appts Engineering Co Ltd Shanghai
Current assignee: Tongle Metallurgical Appts Engineering Co Ltd Shanghai
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2029-10-20
Also published as: CN102041533A

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

冷轧板镀锡导电辊表面滚镀铜和铬的方法

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S_A∶S_K＝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S_A∶S_K＝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S_A∶S_K＝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S_A∶S_K＝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

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S_A∶S_K＝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S_A∶S_K＝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。