CN102534700A

CN102534700A - 一种连续生产电镀镍锌耐指纹板的工艺方法

Info

Publication number: CN102534700A
Application number: CN2012100488783A
Authority: CN
Inventors: 袁华; 刘庆堂; 孙存于; 张辉; 沈明波
Original assignee: SHANDONG HENGDA PRECISION SHEET TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: SHANDONG HENGDA PRECISION SHEET TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: CN102534700B

Abstract

本发明公开了一种能连续生产电镀镍锌耐指纹板的工艺方法，将基层钢板先进行碱性电镀镍，再进行酸性电镀锌，把电镀段工艺有机地加入到生产线中连续生产得到电镀镍锌耐指纹板，应用此工艺方法得到的产品表面平整光滑、镀层结晶均匀细致、结合强度高、附着力强、抗蚀性强、具有优良的力学性能，特别适用于高热、高寒、强湿、强热等恶劣环境中。

Description

一种连续生产电镀镍锌耐指纹板的工艺方法

技术领域

本发明属于电镀技术领域，涉及一种耐指纹板的工艺方法，具体涉及一种能连续生产电镀镍锌耐指纹板的工艺方法。

背景技术

目前，国内外的耐指纹卷板都是采用硫酸锌单盐电镀锌板作为基板（如上海宝钢、江阴长发），这种锌板的电镀工艺是硫酸锌（ZnSO₄·7H₂O）单盐镀锌，工艺流程一般是除油→水洗→酸洗→水洗→电镀→镀后处理→烘干，这种工艺具有锌层沉积速度快、电流效率高的优点。但锌层晶体粗大，呈层状结构、结晶粗糙、疏松、孔隙率高、均镀能力差（当电流密度在两点上相差20倍时，其厚度相差8倍），造成这些缺点原因是硫酸锌单盐电镀工艺决定的。硫酸锌单盐电镀锌工艺在电镀史上是原始工艺配方，一般不使用络合剂，很难控制电镀过程中的极化反应，锌层一般是直接堆砌在工件上，故此粗糙、疏松。同时，表面锌层厚度不均匀，也就直接影响涂层的均匀度，进而影响其使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能连续生产电镀镍锌耐指纹板的工艺方法，将基层钢板先进行碱性电镀镍，再酸性电镀锌，同时在酸性电镀锌过程中使用添加剂，把电镀段工艺有机地加入到生产线中连续生产得到电镀镍锌耐指纹板，应用此工艺方法得到的产品表面平整光滑、镀层结晶均匀细致、结合强度高、附着力强、抗蚀性强，而且符合环保要求。

本发明提供的一种连续生产电镀镍锌耐指纹板的工艺方法，是先在基层钢板上碱性电镀镍，碱性电镀镍槽液有极强的分散能力和深镀能力，对基层钢板有整平的作用，能极大地提高板面的精整度；然后再酸性电镀锌，将碱性电镀镍和酸性电镀锌工序有机地加入到生产线中进行连续生产，这样得到的电镀镍锌层由于和基层钢板的电极电位缩小，所以腐蚀速率降低，与单纯锌层相比，具有优良的耐蚀性，特别适用于高热、高寒、强湿、强热等恶劣环境中。

该工艺方法具体步骤包括：

（1）基层钢板在生产线上顺次经过开卷、夹送、剪切、夹送、缝合、压平工序后，将基层钢板进行除油处理，用水清洗至pH值为中性；

（2）将除油和水洗后的钢板浸入体积比为8%～12%的盐酸溶液中活化除锈；

（3）对步骤（2）处理后的钢板水洗至pH值为中性后，进行碱性电镀镍，碱性电镀镍溶液的组成为：硫酸镍15～40g/L，SF-880U 50～100mL/L，SF-880M 50～100mL/L，氨水 5～20mL/L，KOH 40～80 g/L；碱性电镀镍过程中的温度为20℃～60℃，pH值控制在8～11，电流密度为1～4A/dm²，碱性电镀镍的时间控制在3秒，碱性电镀镍的镀镍量为0.1g/m²～0.2 g/m²；

（4）将步骤（3）得到的钢板水洗至pH值为中性后，进行酸性电镀锌，酸性电镀锌溶液的组成为：硫酸锌（ZnSO₄·H₂O）：350～450g/L，SF-808M： 30～40mL/L，SF-808R：20～30mL/L；酸性电镀锌过程中的温度为40～60℃，pH值控制在1.5～2.0，电流密度为40～50A/dm²，酸性电镀锌的镀锌量为15～25 g/m²；

（5）将电镀锌后得到的钢板经纯水清洗至pH值为中性，即为电镀镍锌钢板，烘干；

（6）将步骤（5）得到的电镀镍锌钢板经辊涂机辊涂耐指纹处理液，烘干后收卷得到电镀镍锌耐指纹板。

其中，步骤（2）中对除油和水洗后的钢板进行活化除锈使用的是体积比为8%～12%的盐酸溶液，主要是根据盐酸与铁锈的反应机理，盐酸溶液对铁锈具有较强的浸蚀能力，然后再与基层钢板反应，对基层钢板溶解缓慢，不易发生过腐蚀和严重氢脆；若用硫酸除锈，则其先与铁反应生成氢气，而微小的氢气气泡可以使氧化物变得疏松而达到除锈目的，但易对基板形成腐蚀和产生氢脆现象；硝酸是氧化性酸，侵蚀能力较强，易挥发有强烈的刺激性气味。所以选用体积比为8%～12%的盐酸溶液对钢板进行活化除锈，使基层钢板表面产生轻微腐蚀，露出结晶组织，以保证镀层与基材的结合强度。

基层钢板在生产过程中存在着一些微观缺陷，碱性电镀镍的镀液分散能力和深镀能力比较强，镍镀层在极化作用下，对基层钢板有整平的作用，能极大地提高板面的精整度，有效地掩盖这些微观缺陷，并且在电镀过程中，Fe²⁺会沉积在镀层中，造成结晶沉积不均匀，易形成色差、条纹等缺陷，Fe²⁺对镀层造成一定的干扰，碱性电镀镍工序有一定的清洗能力，兼容性比较好，有效地覆盖这些微观缺陷，极大地提高板面的精整度；此时经过碱性电镀镍工序，钢板已经达到表面结晶细致，无需其他热处理工序，以防止破坏镀层。

碱性电镀镍的目的主要是掩盖基板表面的微观缺陷，使之表面结晶细致，而酸性电镀锌过程中的电流效率高，只有在细致的表面上才能得到细致的镀层；碱性电镀镍溶液中的SF-880U和SF-880M、酸性电镀锌溶液中的SF-808R和SF-808M都是已知物质，可以由南京四方表面技术有限公司购得，本发明中所用原料除了特殊说明的之外，均为市售产品。SF-880U和SF-880M在碱性电镀镍溶液中，主要对镍离子进行络合，使镍能够均匀细致的沉积在基板上，酸性电镀锌溶液中的SF-808M为导电盐，用来增强镀液的导电性，提高分散能力，SF-808R为光亮剂，快速电镀使得镀层光亮，显著改善镀层的性质。

碱性电镀镍溶液中的氨水对镍离子进行络合，使镍能够均匀细致的沉积在基层钢板上，同时保持镀液的pH值为8～11；KOH溶液中的K⁺导电能力比较好，且对镀液影响比较小，而NaOH溶液中的Na⁺对镀液影响较大，过多时会使镀层烧焦，对产品不良，过少时会使镀液分散能力变差；碱性电镀镍的时间最好控制在3秒，即单位体积的电镀件在电镀液中所停留的时间为3秒，镀镍量为0.1g/m²～0.2 g/m²，少于3秒，镀层薄，对基层钢板的掩盖能力不强，多于3秒，镀层厚，会造成镀层的浪费且形成的产品成色差；按现有技术一般将酸性电镀锌的时间控制在30～40秒，酸性电镀锌的镀锌量为15～25 g/m²，锌层厚了会增加基板厚度，影响冲压，锌层薄了对基板的覆盖不够好，影响产品的使用。

选择步骤（3）组成的碱性电镀镍溶液，可以使得镍均匀细致的沉积在基层钢板上，掩盖基板表面的微观缺陷，使基层钢板的表面达到结晶细致，极大地提高板面的精整度。碱性电镀镍过程中的温度为20℃～60℃，在此温度下，镀镍的沉积速度和效果都能达到最佳状态；为了保证镀液的碱性环境，pH值控制在8～11范围内，pH过高易生成Ni(OH)₂沉淀，夹杂在镀层中造成结晶粗糙，产品边部易烧焦；为了控制镀镍层的厚度，电流密度控制在1～4A/dm²范围内。基层钢板经过碱性电镀镍工序后，基层钢板的表面已经达到结晶细致，掩盖了基板表面的微观缺陷，无需进行其他热处理工序，以防止破坏镀层，此时选择步骤（4）组成的酸性电镀锌溶液进行电镀锌，得到的电镀镍锌层有优良的耐蚀性，由于其和铁的电极电位的缩小，所以腐蚀速率降低，与单纯锌层相比，其抗蚀性提高6～10倍，特别当用于高热、高寒、强湿、强热带地区时，其耐蚀性能比相同厚度的锌层高7～10倍以上，选择在40～60℃条件下进行酸性电镀锌，镀层沉积快，温度过高，镀液分散能力下降，温度过低，镀层脆性大，镀层沉积慢；pH值为1.5～2.0，pH过低，锌层沉积慢，析氢严重；电流密度为40～50A/dm²，在此范围内电流效率较高，单位体积内达到一定的镀层，镀层沉积均匀细致。

将步骤（5）得到的电镀镍锌钢板经辊涂机辊涂耐指纹处理液后，烘干形成耐指纹膜，收卷得到电镀镍锌耐指纹板。耐指纹处理液由纳路涂料（上海）有限公司购得，耐指纹处理一次性完成，因为是连续投入生产，并且加强了生产线上各道水洗工序，将残留在镀层表面的镀液洗净，避免污染电镀溶液的成分和性能，消除腐蚀介质，保证电镀质量，使得电镀镍锌层均匀紧密，表面呈现洁净、活泼的晶体，pH值呈中性，表面未形成丝毫界面，无需用铬酸进行表面转化处理，直接经辊涂机辊涂耐指纹处理液后，烘干形成耐指纹膜，收卷得到无铬化电镀镍锌耐指纹板。

本发明提供的一种连续生产电镀镍锌耐指纹板的工艺方法，是先在基层钢板上碱性电镀镍，碱性电镀镍槽液有极强的分散能力和深镀能力，对基层钢板有整平的作用，能极大地提高板面的精整度；然后再进行酸性电镀锌，将碱性电镀镍和酸性电镀锌工序有机地加入到生产线中进行连续生产得到电镀镍锌耐指纹板，表面平整光滑、镀层结晶均匀细致、结合强度高、附着力强、抗蚀性强、具有优良的力学性能，而且符合环保要求；应用此工艺方法得到的电镀镍锌层由于和基层钢板的电极电位缩小，所以腐蚀速率降低，与单纯锌层相比，具有优良的耐蚀性，特别适用于高热、高寒、强湿、强热等恶劣环境中。

附图说明

图1是利用本发明所生产的电镀镍锌耐指纹板的结构示意图；

1是基层钢板，2是电镀镍层，3是电镀锌层，4是耐指纹膜。

具体实施方式

试样采用冷轧基层钢板，钢板规格为厚度1.2 mm；宽度1250 mm。

实施例一

连续生产电镀镍锌耐指纹板的工艺方法，制备步骤包括：

（2）将除油和水洗后的钢板浸入体积比为8%的盐酸溶液中活化除锈；

（3）对步骤（2）处理后的钢板水洗至pH值为中性后，进行碱性电镀镍，碱性电镀镍溶液的组成为：硫酸镍（NiSO₄）：15g/L，SF-880U：50mL/L，SF-880M：50mL/L，氨水：5mL/L，KOH：40 g/L；碱性电镀镍过程中的温度：20℃，pH值控制在11，电流密度：1A/dm²，碱性电镀镍时间控制在3秒，碱性电镀镍的镀镍量为0.1g/m²。

（4）将步骤（3）得到的钢板水洗至pH值为中性后，进行酸性电镀锌，酸性电镀锌溶液的组成为：硫酸锌（ZnSO₄·H₂O）：350g/L，SF-808M： 40mL/L，SF-808R：20mL/L；酸性电镀锌过程中的温度为40℃，pH值控制在1.5，电流密度为40A/dm²，酸性电镀锌的时间为30秒，酸性电镀锌的镀锌量为15 g/m²；

（5）将电镀锌后得到的钢板经纯水清洗至pH值为中性，即为电镀镍锌钢板，90℃烘干；

（6）将步骤（5）得到的电镀镍锌钢板经辊涂机辊涂耐指纹处理液，110℃烘干后收卷得到电镀镍锌耐指纹板。

实施例二

连续生产电镀镍锌耐指纹板的工艺方法，制备步骤包括：

（2）将除油和水洗后的钢板浸入体积比为12%的盐酸溶液中活化除锈；

（3）对步骤（2）处理后的钢板水洗至pH值为中性后，进行碱性电镀镍，碱性电镀镍溶液的组成为：硫酸镍40g/L，SF-880U 100mL/L，SF-880M 100mL/L，氨水20mL/L，KOH 45g/L；碱性电镀镍过程中的温度为60℃，pH值控制在8，电流密度为4A/dm²，碱性电镀镍时间控制在3秒，碱性电镀镍的镀镍量为0.2 g/m²；

（4）将步骤（3）得到的钢板水洗至pH值为中性后，进行酸性电镀锌，酸性电镀锌溶液的组成为：硫酸锌（ZnSO₄·H₂O）：400g/L，SF-808M： 30mL/L，SF-808R：30mL/L；酸性电镀锌过程中的温度为60℃，pH值控制在2.0，电流密度为50A/dm²，，酸性电镀锌的时间为40秒，酸性电镀锌的镀锌量为25 g/m²；

（5）将电镀锌后得到的钢板经纯水清洗至pH值为中性，即为电镀镍锌钢板，100℃烘干；

（6）将步骤（5）得到的电镀镍锌钢板经辊涂机辊涂耐指纹处理液， 149℃烘干后收卷得到电镀镍锌耐指纹板。

实施例三

连续生产电镀镍锌耐指纹板的工艺方法，制备步骤包括：

（2）将除油和水洗后的钢板浸入体积比为10%的盐酸溶液中活化除锈；

（3）对步骤（2）处理后的钢板水洗至pH值为中性后，进行碱性电镀镍，碱性电镀镍溶液的组成为：硫酸镍25g/L，SF-880U 80mL/L，SF-880M 80mL/L，氨水 10mL/L，KOH 50g/L；碱性电镀镍过程中的温度为40℃，pH值控制在9，电流密度为3A/dm²，碱性电镀镍时间控制在3秒，碱性电镀镍的镀镍量为0.15 g/m²；

（4）将步骤（3）得到的钢板水洗至pH值为中性后，进行酸性电镀锌，酸性电镀锌溶液的组成为：硫酸锌（ZnSO₄·H₂O）：420g/L，SF-808M： 35mL/L，SF-808R：25mL/L；酸性电镀锌过程中的温度为50℃，pH值控制在1.7，电流密度为45A/dm²，，酸性电镀锌的时间为35秒，酸性电镀锌的镀锌量为20 g/m²；

（5）将电镀锌后得到的钢板经纯水清洗至pH值为中性，即为电镀镍锌钢板，95℃烘干；

（6）将步骤（5）得到的电镀镍锌钢板经辊涂机辊涂耐指纹处理液，132℃烘干后收卷得到电镀镍锌耐指纹板。

实施例四

连续生产电镀镍锌耐指纹板的工艺方法，制备步骤包括：

（2）将除油和水洗后的钢板浸入体积比为9%的盐酸溶液中活化除锈；

（3）对步骤（2）处理后的钢板水洗至pH值为中性后，进行碱性电镀镍，碱性电镀镍溶液的组成为：硫酸镍30g/L，SF-880U 70mL/L，SF-880M 80mL/L，氨水 15mL/L，KOH 65g/L；碱性电镀镍过程中的温度为45℃，pH值控制在10，电流密度为2A/dm²，碱性电镀镍时间控制在3秒，碱性电镀镍的镀镍量为0.12 g/m²；

（4）将步骤（3）得到的钢板水洗至pH值为中性后，进行酸性电镀锌，酸性电镀锌溶液的组成为：硫酸锌（ZnSO₄·H₂O）：380g/L，SF-808M：37mL/L，SF-808R：23mL/L；酸性电镀锌过程中的温度为55℃，pH值控制在1.8，电流密度为42A/dm²，，酸性电镀锌的时间为32秒，酸性电镀锌的镀锌量为18g/m²；

（5）将电镀锌后得到的钢板经纯水清洗至pH值为中性，即为电镀镍锌钢板，92℃烘干；

（6）将步骤（5）得到的电镀镍锌钢板经辊涂机辊涂耐指纹处理液，127℃烘干后收卷得到电镀镍锌耐指纹板。

实施例五

连续生产电镀镍锌耐指纹板的工艺方法，制备步骤包括：

（2）将除油和水洗后的钢板浸入体积比为11%的盐酸溶液中活化除锈；

（3）对步骤（2）处理后的钢板水洗至pH值为中性后，进行碱性电镀镍，碱性电镀镍溶液的组成为：硫酸镍35g/L，SF-880U 90mL/L，SF-880M 90mL/L，氨水 8mL/L，KOH 80 g/L；碱性电镀镍过程中的温度为30℃，pH值控制在10，电流密度为3A/dm²，碱性电镀镍时间控制在3秒，碱性电镀镍的镀镍量为0.19 g/m²；

（4）将步骤（3）得到的钢板水洗至pH值为中性后，进行酸性电镀锌，酸性电镀锌溶液的组成为：硫酸锌（ZnSO₄·H₂O）：430g/L，SF-808M：32mL/L，SF-808R：26mL/L；酸性电镀锌过程中的温度为45℃，pH值控制在1.6，电流密度为48A/dm²，，酸性电镀锌的时间为37秒，酸性电镀锌的镀锌量为23g/m²；

（5）将电镀锌后得到的钢板经纯水清洗至pH值为中性，即为电镀镍锌钢板，97℃烘干；

（6）将步骤（5）得到的电镀镍锌钢板经辊涂机辊涂耐指纹处理液，138℃烘干后收卷得到电镀镍锌耐指纹板。

比较例

将以上五个实施例所得的电镀镍锌耐指纹板的平均值与一般耐指纹板进行性能比较，以此说明本发明所得产品的品质。

电镀镍锌耐指纹板与一般耐指纹板的性能比较

由于本发明的碱性电镀镍溶液和酸性电镀锌溶液具有极强的分散能力和深镀能力，所以从上表可以看出，与一般耐指纹板相比，电镀镍锌耐指纹板无条纹，色彩均匀、亮丽、鲜艳饱满；利用本发明连续生产的电镀镍锌耐指纹板T弯性能和耐指纹性优于一般耐指纹板，具有优良的耐蚀性，特别适用于高热、高寒、强湿、强热等恶劣环境中。

Claims

1.一种连续生产电镀镍锌耐指纹板的工艺方法，其特征在于：先在基层钢板上碱性电镀镍，然后再酸性电镀锌。

2.根据权利要求1所述的一种连续生产电镀镍锌耐指纹板的工艺方法，其特征在于：具体步骤包括：

（3）对步骤（2）处理后的钢板水洗至pH值为中性后，进行碱性电镀镍；

（4）将步骤（3）得到的钢板水洗至pH值为中性后，进行酸性电镀锌；

3.根据权利要求2所述的一种连续生产电镀镍锌耐指纹板的工艺方法，其特征在于：步骤（3）中碱性电镀镍溶液的组成为：硫酸镍15～40g/L，SF-880U 50～100mL/L，SF-880M 50～100mL/L，氨水 5～20mL/L，KOH 40～80 g/L。

4.根据权利要求2或3所述的一种连续生产电镀镍锌耐指纹板的工艺方法，其特征在于：步骤（3）中碱性电镀镍过程中的温度为20℃～60℃，pH值控制在8～11，电流密度为1～4A/dm²。

5.根据权利要求2所述的一种连续生产电镀镍锌耐指纹板的工艺方法，其特征在于：步骤（4）中酸性电镀锌溶液的组成为：硫酸锌（ZnSO₄·H₂O）：350～450g/L，SF-808M：30～40mL/L，SF-808R：20～30mL/L。

6.根据权利要求2或5所述的一种连续生产电镀镍锌耐指纹板的工艺方法，其特征在于：步骤（4）中酸性电镀锌过程中的温度为40～60℃，pH值控制在1.5～2.0，电流密度为40～50A/dm²。

7.根据权利要求2或3所述的一种连续生产电镀镍锌耐指纹板的工艺方法，其特征在于：步骤（3）中碱性电镀镍的时间控制在3秒。

8.根据权利要求2所述的一种连续生产电镀镍锌耐指纹板的工艺方法，其特征在于：步骤（3）中碱性电镀镍的镀镍量为0.1～0.2 g/m²，步骤（4）中酸性电镀锌的镀锌量为15～25 g/m²。