CN103233251A - 连铸结晶器用铜板Co-Ni合金镀层电铸方法 - Google Patents

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张大吉
李鹏
朱岩
陈中辉
卞伟
齐力军
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Abstract

本发明公开了一种连铸结晶器用铜板Co-Ni合金镀层电铸方法，经打磨、除油、水洗、反刻、Co-Ni电镀。本发明具有电铸层均匀细腻，镀层硬度高，且热硬性更好，由于高硬度与良好的热硬性，大大的提高了铜板在高温情况下的耐磨能力，可以使铜板的过钢量达到15-20万吨。另外，由于电铸液分散能力好，覆盖能力强，整平性能好。此外，铜合金电解刻蚀液是弱碱性溶液，通过阳极电解刻蚀，铬锆铜合金零件表面能获得色泽均匀有砂粒状的珍珠光泽，从而提高镀层结合力，电铸层不易结瘤，高低区电铸层较均匀，减少了镀层的机加工浪费，提高原料的利用率。适用于连铸结晶器铜板Co-Ni合金镀层的电铸。

Description

连铸结晶器用铜板Co-Ni合金镀层电铸方法
技术领域
本发明属于电镀工艺，涉及一种连铸结晶器用铜板Co-Ni合金镀层电铸方法。 
背景技术
以往应用于连铸机结晶器铜板、铜管电铸较为常见的电镀层为：Ni-Co合金镀层、Cr镀层、Ni-Fe镀层等，其中主流为Ni-Co合金镀层，大致的工艺流程基本相同，区别就在于电镀工艺配方不同，这几种工艺现在已经相当成熟，镀层性能稳定，在连铸机使用时过钢量以Ni-Co合金镀层为最优，可达到10万吨以上。但是Ni-Co电铸工艺存在的问题是： 
1、由于电铸所需时间一般都比较长（最短在70小时），所以电铸时镀层结晶比较粗，结瘤比较多，机械加工量大，造成了原料的浪费；
2、Ni-Co合金电铸技术相当成熟且稳定，这是优点也是缺点，因为该技术在提高镀层过钢量上已经达到瓶颈，镀层的硬度与耐磨性的提升空间小。
发明内容
鉴于上述现状，本发明Co-Ni合金电铸方法是基于传统Ni-Co镀层的基础上发展而来，本发明的一个目的是为了解决Ni-Co合金电铸工艺的不足，具有细化镀层的结晶，减小结瘤现象，使镀层更加平整、细致，减小机械加工量，提高原料的利用率。 
本发明的另一个目的是提供一种硬度与耐磨性能大大超过Ni-Co合金镀层的新镀层。使连铸机结晶器铜板的过钢量大大提高，超过15万吨甚至达到20万吨。 
本发明的Co-Ni合金工艺方法是： 
1、打磨：取叶片对铜板基体进行打磨，去掉表面氧化膜及油污；
2、除油：选用碱性的除油液，温度在30-40℃，将打磨后的铜板基体浸泡在除油液中，浸泡5min，除掉铜板基体表面的油污；
3、水洗：将上述除去油污的铜板基体使用去离子水进行水洗；
4、反刻：反刻工艺参数：
铜合金电解刻蚀液：40-60%v/v
温度：30-50℃
电流密度：10-15A/dm2
时间：10-15min
阴极：不锈钢板
阳阴极面积比：1：1~2；
5、Co-Ni电镀：电镀工艺参数：
Co离子含量（g/L）
电镀工艺参数：80-85
Ni离子含量（g/L）：25-30
pH值：4.4~4.6
温度℃：55±1
表面张力mN/m：24-26
电流密度A/dm：2.5~3.0
辅助剂：300-400 ml/KA·h
湿润剂：0.5-4 ml/KA·h
阳极材料：纯钴角：含硫梅花镍角= 3.5~4:1。
在本发明中，所涉及的反刻工艺参数为： 
铜合金电解刻蚀液：50%v/v
温度：40℃
电流密度：10A/dm2
时间：10min
阴极：不锈钢板
阳阴极面积比：1：1。
在本发明中，所涉及的电镀工艺参数为： 
Co离子含量（g/L）：83
Ni离子含量（g/L）：28
pH值：4.5
温度℃：55
表面张力mN/m：25
电流密度A/dm：2.5
辅助剂：300-400 ml/KA·h
湿润剂：0.5-4 ml/KA·h
阳极材料：纯钴角：含硫梅花镍角= 3.5:1。
本发明的铜合金电解刻蚀液是弱碱性溶液，通过阳极电解刻蚀，铬锆铜合金零件表面能获得色泽均匀有砂粒状的珍珠光泽，从而提高镀层结合力。 
本发明具有的积极效果是： 
1、电铸层均匀细腻，镀层硬度高，且热硬性更好，由于高硬度与良好的热硬性，大大的提高了铜板在高温情况下的耐磨能力，可以使铜板的过钢量达到15-20万吨；
2、电铸液分散能力好，覆盖能力强，整平性能好；
3、电铸层不易结瘤，高低区电铸层较均匀。减少镀层的机加工浪费，提高原料的利用率。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明作进一步说明。 
本发明的Co-Ni合金工艺方法是： 
1、打磨：选取60#、80#、120#的叶片对铜板基体进行打磨，使铜板基体均匀磨去0.07mm，去掉表面氧化膜与油污；
2、除油：选用碱性的除油液，温度在30-40℃，将打磨后的铜板基体浸泡在除油液中，浸泡5min，除掉铜板基体表面的油污；
3、水洗：将上述除去油污的铜板基体使用去离子水进行水洗，避免带入其他杂质，污染药液；
4、反刻：反刻工艺参数：
铜合金电解刻蚀液：40%v/v±
温度：30℃
电流密度：10A/dm2
时间：10min
阴极：不锈钢板
阳阴极面积比：1：1
抽风：需要抽风装置
5、Co-Ni电镀：电镀工艺参数包括：
Co离子含量（g/L）：80
Ni离子含量（g/L）：25
pH值：4.4
温度℃：55±1
表面张力mN/m：24
电流密度A/dm：2.5
辅助剂：300ml/KA·h，仅用于补充
湿润剂：0.5ml/KA·h，仅用于补充
工作液搅拌方式：阴极移动搅拌或镀液循环流通搅拌
工作液净化方式：同步连续活性炭吸附过滤净化
阳极材料：纯钴角：含硫梅花镍角= 3.5:1
槽体：耐热PVC
加热管：蒸汽加热或不锈钢加热管。

Claims (3)

1.连铸结晶器用铜板Co-Ni合金镀层电铸方法，其工艺方法如下：
（1）打磨：选取叶片对铜板基体进行打磨，去掉表面氧化膜及油污；
（2）除油：选用碱性的除油液，温度在30-40℃，将打磨后的铜板基体浸泡在除油液中，浸泡5min，除掉铜板基体表面的油污；
（3）水洗：将上述除去油污的铜板基体使用去离子水进行水洗；
（4）反刻：反刻工艺参数：
铜合金电解刻蚀液：40-60%v/v
温度：30-50℃
电流密度：10-15A/dm2
时间：10-15min
阴极：不锈钢板
阳阴极面积比：1：1~2
（5）Co-Ni电镀：电镀工艺参数：
Co离子含量（g/L）：80-85
Ni离子含量（g/L）：25-30
pH值：4.4~4.6
温度℃：55±1
表面张力mN/m：24-26
电流密度A/dm：2.5~3.0
辅助剂：300-400 ml/KA·h
湿润剂：0.5-4 ml/KA·h
阳极材料：纯钴角：含硫梅花镍角= 3.5~4:1。
2.根据权利要求1所述的连铸结晶器用铜板Co-Ni合金镀层电铸方法，其特征是，反刻工艺参数为：
铜合金电解刻蚀液：50%v/v
温度：40℃
电流密度：10A/dm2
时间：10min
阴极：不锈钢板
阳阴极面积比：1：1。
3.根据权利要求1所述的连铸结晶器用铜板Co-Ni合金镀层电铸方法，其特征是，电镀工艺参数为：
Co离子含量（g/L）：83
Ni离子含量（g/L）：28
pH值：4.5
温度℃：55
表面张力mN/m：25
电流密度A/dm：2.5
辅助剂：300-400 ml/KA·h，仅用于补充
湿润剂：0.5-4 ml/KA·h，仅用于补充
阳极材料：纯钴角：含硫梅花镍角= 3.5:1。
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