CN102773432A - 一种镍磷合金镀层连铸结晶器铜板及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连铸结晶器铜板镀层及其制备工艺，镍磷结晶器铜板镀层，包括结晶器铜板基体，所述结晶器铜板基体表面镀有Ni-P合金层，所述Ni-P合金层含有占质量95%～99.7%的镍和0.3%～5%的磷。一种连铸结晶器铜板镀层及其制备工艺，包括下述步骤：a.基体的镀前处理；b.在电镀槽中配制含有Ni-P材料的复合电镀液；c.电镀Ni-P合金层。采用上述方案可克服连铸结晶器铜板过钢量低、磨损大、修复次数多的不足，而获得一种致密均匀、结合力良好、热裂倾向低、获得内应力小、耐磨性能优越、使用周期长的连铸结晶器铜板镀层。

Description

一种镍磷合金镀层连铸结晶器铜板及其制备工艺
技术领域
本发明属于冶金用结晶器技术领域，特别是一种镍磷合金镀层连铸结晶器铜板及其制备工艺。
技术背景
伴随着钢铁工艺的飞速发展，连铸结晶器已向高拉速、高机械强度、良好导热性，高硬度，耐磨性和耐蚀性方向发展。然而常规的镀Cr、镀Ni、镀Ni–Fe、镀Ni–Co、镀Co–Ni层，在高拉速连铸结晶器的适用过程中，存在着磨损大，耐热易疲劳，造成铜板非计划下线，结晶器铜板修复次数增加，寿命缩短的问题。显然常规的镀层已不再能满足钢铁企业的需求。尽管一些高新技术应运而生，但投资大，成本高，工艺条件控制要求苛刻，未能满足企业生产发展需求。
发明内容
本发明的目的在于：克服连铸结晶器铜板过钢量低，磨损大，修复次数多的不足，而提供一种获得内应力小，热裂倾向低，耐磨性能优越，使用周期长的镍磷合金镀层连铸结晶器铜板及其制备工艺。
本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种镍磷合金镀层结晶器铜板，包括结晶器铜板基体，所述结晶器铜板基体表面镀有Ni-P合金层，所述Ni-P合金层含有质量95%～99.7 %的镍和0.3%～5%的磷。
一种连铸结晶器铜板镀层及其制备工艺，包括下述步骤：
a.基体的镀前处理：将所述基体进行脱脂处理、机械喷砂拉毛、电解脱脂、超声波脱脂、酸喷淋活化；
b. 在电镀槽中配制含有Ni-P材料的复合电镀液：复合电镀液由以下组分制成：氨基磺酸镍：250-600g/L；亚磷酸：1-25g/L； 氯化镍：5-20g/L； 硼酸：28-35g/L；十二烷基硫酸钠：0.1-1g/L；应力消除剂（LC）：3-15ml/L；PH：1～2.5；T：50～65℃；搅拌条件：循环泵或空气搅拌；
 c. 电镀Ni-P合金层：用氨基磺酸调节电镀液PH值为1～2.5，再将电镀液加热至 50～65℃，将铜板作为阴极，阴极电流密度控制在1～15A/dm2，阳极材料：含硫镍饼——含S 0.015%-0.027%（质量）,至所述合金层的电镀层厚度达到设定厚度时停止电镀。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1.运用该电镀液在连铸结晶器铜板工作面电镀镍磷合金层后，经热处理，可获得致密均匀，结合力良好，热裂倾向低，硬度高，耐蚀性能优越，耐磨性能极强的镀层；
2．运用该电镀液在连铸结晶器铜板工作面电镀镍磷合金层后，有效地解决了连铸结晶器铜板非计划下线的问题，提高了结晶器铜板的使用寿命，减少了修复次数，适应了高效连铸结晶器的特殊要求；
3. 运用该电镀液在连铸结晶器铜板工作面电镀镍磷合金层后，有利于企业顺应钢铁工艺发展，在保证产品质量的前提下达到降本增效的目的，可持续发展。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
一种镍磷合金镀层结晶器铜板，包括结晶器铜板基体1，所述结晶器铜板基体1外面镀有Ni-P合金层2，所述Ni-P合金层2含有质量95%～99.7 %镍和0.3%～5%的磷。下面结合实施例对镍磷合金镀层结晶器铜板及其制备工艺做进一步说明。
实施案例一
本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种连铸结晶器铜板镀层，由镍磷合金构成，其中，按质量百分比镍含量为95%，磷含量为5%。
所述一种连铸结晶器铜板镀层及其制备工艺，包括下述步骤：
1）基体的镀前处理：将所述基体进行脱脂处理、机械喷砂拉毛、电解脱脂、超声波脱脂、酸喷淋活化；
2）在电镀槽中配制含有电镀Ni-P合金层材料的复合电镀液：复合电镀液由以下组分制成：氨基磺酸镍：250g/L；亚磷酸：1g/L； 氯化镍：5g/L； 硼酸：28g/L；十二烷基硫酸钠：0.1g/L；应力消除剂（LC）：3ml/L；PH：1.2、T：49℃；搅拌条件：循环泵搅拌；
3）电镀Ni-P合金层；用氨基磺酸调节电镀液PH值为1.1，再将电镀液加热至50℃，将铜板作为阴极，阴极电流密度控制在1A/dm2，阳极材料：含硫镍饼——含S 0.015%（质量），至所述合金层的镀层厚度达到设定厚度时停止电镀。
按本发明施镀的方法制备的镍磷合金镀层，镀态显微硬度达到500HV，经过热处理后，硬度达到700HV以上，可获得致密均匀，结合力良好，热裂倾向低，硬度高，耐蚀性能优越，耐磨性能极强的镀层。
实施案例二
本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种连铸结晶器铜板镀层，由镍磷合金构成，其中，按质量百分比镍含量为97.3%，磷含量为2.7%。所述一种连铸结晶器铜板镀层及其制备工艺，包括下述步骤：
1）基体的镀前处理：将所述基体进行脱脂处理、机械喷砂拉毛、电解脱脂、超声波脱脂、酸喷淋活化；
2）在电镀槽中配制含有电镀Ni-P合金层材料的复合电镀液：复合电镀液由以下组分制成：氨基磺酸镍：425g/L；亚磷酸：13g/L； 氯化镍：12g/L； 硼酸：31g/L；十二烷基硫酸钠：0.6g/L；应力消除剂（LC）：9ml/L；PH：1.8、T：56℃；搅拌条件：空气搅拌；
3）电镀Ni-P合金层；用氨基磺酸调节电镀液PH值为1.7，再将电镀液加热至57℃，将铜板作为阴极，阴极电流密度控制在8A/dm2，阳极材料：含硫镍饼——含S 0.015%（质量），至所述合金层的镀层厚度达到设定厚度时停止电镀。
按本发明施镀的方法制备的镍磷合金镀层，镀态显微硬度达到700HV，经过热处理后，硬度达到1000HV以上，可获得致密均匀，结合力良好，热裂倾向低，硬度高，耐蚀性能优越，耐磨性能极强的镀层。
实施案例三
本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种连铸结晶器铜板镀层，由镍磷合金构成，其中，按质量百分比镍含量为99.7%，磷含量为0.3%。一种连铸结晶器铜板镀层及其制备工艺，包括下述步骤：
1）基体的镀前处理：将所述基体进行脱脂处理、机械喷砂拉毛、电解脱脂、超声波脱脂、酸喷淋活化；
2）在电镀槽中配制含有电镀Ni-P合金层材料的复合电镀液：复合电镀液由以下组分制成氨基磺酸镍：600g/L；亚磷酸：25g/L； 氯化镍：20g/L； 硼酸：35g/L；十二烷基硫酸钠：1g/L；应力消除剂（LC）：15ml/L；PH：2.5、T：64℃；搅拌条件：循环泵搅拌；
3）电镀Ni-P合金层；用氨基磺酸调节电镀液PH值为2.4，再将电镀液加热至65℃，将铜板作为阴极，阴极电流密度控制在15A/dm2，阳极材料：含硫镍饼——含S 0.015%（质量），至所述合金层的镀层厚度达到设定厚度时停止电镀。
按本发明施镀的方法制备的镍磷合金镀层，镀态显微硬度达到900HV，经过热处理后，硬度达到1300HV。所述镀层致密均匀，结合力良好，热裂倾向低，硬度高，耐蚀性能优越，耐磨性能极强。
采用氨基磺酸盐—亚磷酸体系电镀液：氨基磺酸盐体系，其优点是氨基磺酸盐在水溶液中的溶解度大，电镀时可以在高电流下操作，镀液沉积速度快，分散能力好，电镀液稳定性好，易于生产管理，而且获得的镀层均匀、细致、内应力低，能很好满足镀厚的要求；用亚磷酸时，电镀液稳定，电镀层与基体的结合力好。在该电镀液中施镀，可以高速沉积出致密均匀、结合力良好、机械性能优越、含磷量为0.3%～5 %的功能性镍磷合金镀层。

Claims (3)

1.一种镍磷合金镀层结晶器铜板，包括结晶器铜板基体，其特征在于：所述结晶器铜板基体表面镀有Ni-P合金层，所述Ni-P合金层含有质量95%～99.7 %的镍和0.3%～5%的磷。
2.如权利要求1所述的镍磷合金镀层结晶器铜板，其特征在于：所述Ni-P合金层含有质量99.3%的镍和2.7%的磷。
3.一种用于权利要求1所述镍磷合金镀层结晶器铜板的制备工艺，其特征在于：
a.基体的镀前处理：将所述基体进行脱脂处理、机械喷砂拉毛、电解脱脂、超声波脱脂、酸喷淋活化；
 b. 在电镀槽中配制含有Ni-P材料的复合电镀液：复合电镀液由以下组分制成：氨基磺酸镍：250-600g/L；亚磷酸：1-25g/L； 氯化镍：5-20g/L； 硼酸：28-35g/L；十二烷基硫酸钠：0.1-1g/L；应力消除剂（LC）：3-15ml/L；PH：1～2.5、T：50～65℃；搅拌条件：循环泵搅拌或空气搅拌；
 c. 电镀Ni-P合金层：用氨基磺酸调节电镀液PH值为1～2.5，再将电镀液加热至 50～65℃，将铜板作为阴极，阴极电流密度控制在1～15A/dm2，阳极材料：含硫镍饼——含S 0.015%-0.027%（质量）,至所述合金层的镀层厚度达到设定厚度停止电镀。
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