CN103358614B

CN103358614B - 含锡镀层钢板及其制备方法

Info

Publication number: CN103358614B
Application number: CN201310333784.5A
Authority: CN
Inventors: 柳长福; 涂元强; 白会平; 宋乙峰
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-08-02
Filing date: 2013-08-02
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2033-08-02
Also published as: CN103358614A

Abstract

本发明公开了一种含锡镀层钢板及其制备方法。该方法包括如下步骤：1）将优质低碳冷轧钢板进行除油、除锈、洗净处理，并用酸溶液进行活化和水洗；2）进行电镀，镀液的组成为：氟硼酸亚锡[Sn(BF₄)₂]：35～45g/L，氟硼酸亚锌[Zn(BF₄)₂]：95～105g/L，聚乙二醇：1.5～2.5g/L；pH值：1.5～2.5；3）将电镀后的钢板用水清洗干净，然后对钢板进行软熔、淬水、苏打清洗、铬酸盐阴极钝化处理；4）钝化完毕的钢板用水洗净、吹干即得成品。本发明制备的含锡镀层钢板中锡锌合金量为0.8～16g/m²、且锡锌合金镀层中含锡重量百分比为75～85%，既减少了锡用量，又解决了板材的耐腐蚀性能。

Description

含锡镀层钢板及其制备方法

技术领域

本发明属于电镀技术领域，具体涉及一种含锡镀层钢板及其制备方法。

背景技术

由于锡无毒，对人体没有危害，所以镀锡板常被用于制作食品罐和饮料罐。最早的镀锡板是采用热镀锡的方法，即将锡用高温熔化后涂覆于钢板表面制备而得，当这种方法制作的镀锡板不仅均匀性较差，而且由于锡层较厚，成本很高。随着科学技术的进步，人们开始采用电镀的方法将锡层通过电沉积的方法沉积到钢板的表面制备镀锡板。由于电镀法制备的镀锡板的锡层均匀，锡的厚度与热镀锡相比大幅减薄，因此成本大幅降低。随着镀锡板用户对成本的控制越来越严，为了进一步降低生产成本，镀锡板的钢板厚度和镀锡层厚度不断向薄型化方向发展；尤其是降低镀锡层厚度、减少锡的使用量对降低镀锡板的生产成本更为明显。但是，镀锡层厚度减薄以后镀锡板的耐腐蚀性能必然会下降，为了保证镀锡板的耐腐蚀性能，必须采取相应的措施来提高其耐腐蚀性。

在本发明之前，人们已发明了很多节省贵金属锡，提高钢板耐腐蚀性能的食品、饮料罐用钢板的表面处理方法，例如柳长福等发明的锌锡双层电镀钢板的制造方法（专利号：ZL201110115544.9）中，先在钢板表面电镀一层锌，再在镀锌层的表面电镀一层锡，从而制备出具有较好的耐腐蚀性能的锌锡双层电镀钢板，达到了减少锡用量和提高食品、饮料罐用钢板的耐腐蚀性能的目的。但这种方法由于既要电镀锌，又要电镀锡，因此电镀的工艺流程长，制造过程中的设备、厂房和人工投入成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含锡镀层钢板及其制备方法，该方法制备的含锡镀层钢板能够降低贵金属锡的使用，而且简化了工艺，并且制备的钢板具有较好的耐腐蚀性能。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种含锡镀层钢板，所述含锡镀层为锡锌合金镀层，所述锡锌合金镀层中的锡锌合金量为0.8～16g/m²、且锡锌合金镀层中含锡重量百分比为75～85%。

上述含锡镀层钢板的制备方法，包括如下步骤：

1）将厚度为0.16～0.55mm的优质低碳冷轧薄钢板进行除油、除锈、洗净处理，并用重量百分比为20～25%的酸溶液进行活化；

2）将活化后的钢板用水冲洗干净后进行电镀锡锌合金，镀液的组成为：氟硼酸亚锡[Sn(BF₄)₂]：35～45g/L，氟硼酸亚锌[Zn(BF₄)₂]：95～105g/L，聚乙二醇：1.5～2.5 g/L；pH值：1.5～2.5；

3）将镀完锡锌合金的钢板用水清洗干净，然后用电阻软熔炉在300～400℃对钢板进行软熔，再进行淬水、苏打清洗、铬酸盐阴极钝化，钝化液成份为：重铬酸钠20～25g/L，硫酸：1～3 g/L，pH值：1～2；

4）将钝化完毕的钢板用水洗净、吹干即得成品。

进一步地，所述步骤1）中的酸溶液为盐酸溶液或硫酸溶液。

进一步地，所述步骤2）中电镀锡锌合金的阳极材料为含锡75～85%的锡锌合金板材。

进一步地，所述步骤2）中电镀锡锌合金的温度为室温；阴极电流密度：12～18A/dm²。

进一步地，所述步骤3）中进行软熔的助熔剂成份：氯化锌44%，氯化铵56%，且氯离子浓度1.5～4.5g/L，溶液pH值3～6；溶液温度为60～80℃。

进一步地，所述步骤3）中铬酸盐阴极钝化的温度为65～70℃，电化学阴极钝化电量不小于2.5 C/dm²。

进一步地，所述步骤3）中铬酸盐阴极钝化的钝化膜中含铬总量为15～20mg/m²。

本发明具有如下的有益效果：

1）本发明方法由于能够较好的使锡锌两种金属在阴极上进行共沉积，仅需一步电镀过程制备的含锡镀层钢板中还含有15～25%的锌，因此，既能有效减少锡用量，又能解决板材的耐腐蚀性能，大幅降低人力物力成本。

2）本发明通过对含锡镀层钢板进行软熔处理，合金镀层中的锡通过软熔后在钢板表面与合金锌结合更紧密，形成具有银白色漂亮的锡锌合金镀层，同时通过软熔在镀层与钢基结合处形成相互渗透且致密的铁锡锌合金层，使镀层的耐腐蚀性能更好。

3）本发明制备的含锡镀层钢板具有良好的焊接性能。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明的含锡镀层钢板包括镀锡层，所述镀锡层为锡锌合金镀层，所述锡锌合金镀层中的锡锌合金量为0.8～16g/m²、且锡锌合金镀层中含锡重量百分比为75～85%。

上述含锡镀层钢板的制备方法，包括如下步骤包括如下步骤：

1）将厚度为0.16～0.55mm的优质低碳冷轧薄钢板进行除油、除锈、洗净处理，并用重量百分比为20～25%的酸溶液活化；

2）将活化后的钢板用水洗净后进行电镀锡锌合金，镀液的组成为：氟硼酸亚锡[Sn(BF₄)₂]：35～45g/L，氟硼酸亚锌[Zn(BF₄)₂]：95～105g/L，聚乙二醇：1.5～2.5g/L；pH值：1.5～2.5；电镀用的阳极材料为含锡75～85%的锡锌合金板材。

3）将镀完锡锌合金的钢板用水清洗干净，然后用电阻软熔炉在300～400℃对钢板进行软熔，再进行淬水、苏打清洗、铬酸盐阴极钝化，钝化液成份为：重铬酸钠20～25g/L，硫酸：1～3g/L，pH值1～2；

4）将钝化完毕的钢板用水洗净、吹干，即得成品。

实施例1

试样采用优质低碳冷轧薄钢板，试样尺寸（厚×宽×长）：0.16×80×80mm，制备步骤如下；

1）钢板先除油、除锈，洗净处理；

2）再将钢板用重量百分比为20%的盐酸活化；

3）将活化后的钢板用水洗净后送入电镀槽进行电镀锡锌合金，镀液的组成为：氟硼酸亚锡[Sn(BF₄)₂]：35g/L，氟硼酸亚锌[Zn(BF₄)₂]：105g/L，聚乙二醇：1.5 g/L；pH值：1.5～2.5；电镀温度：室温；阴极电流密度：12A/dm²。所得镀层中的锡锌合金量为0.8g/m²。

4）将镀完锡锌合金的钢板用水清洗干净，然后用电阻软熔炉在300～400℃对钢板进行软熔（助熔剂成份：氯化锌44%，氯化铵56%，且氯离子浓度1.5～4.5g/L，溶液pH值3；溶液温度60℃），以便钢板和镀层结合处形成一层致密的铁锡锌合金层，再进行淬水、苏打清洗、铬酸盐阴极钝化，钝化液成份为：重铬酸钠20g/L，硫酸：1g/L，pH值：1～2，钝化液温度为70℃，电化学阴极钝化电量不小于2.5 C/dm²；电化学阴极钝化时钝化膜中含铬总量为15mg/m²，将钝化完毕的锡锌合金电镀钢板水洗、吹干即得成品。经检测，所得含锡镀层钢板合金层中含锡重量百分比在75～85%范围内。

实施例2

试样采用优质低碳冷轧薄钢板，试样尺寸（厚×宽×长）：0.24×80×80mm，制备步骤如下；

1) 钢板先除油、除锈，洗净处理；

2) 再将钢板用重量百分比为22%的硫酸活化；

3）将活化后的钢板用水洗净后送入电镀槽进行电镀含锡75～85%的锡锌合金，镀液的组成为：氟硼酸亚锡[Sn(BF₄)₂]：40g/L，氟硼酸亚锌[Zn(BF₄)₂]：100g/L，聚乙二醇：2.0 g/L；pH值：1.5～2.5；电镀温度：室温；阴极电流密度：16A/dm²。所得镀层中的锡锌合金量为5g/m²。

4）将镀完含锡75～85%的锡锌合金镀层后的钢板用水清洗干净，然后用电阻软熔炉在300～400℃对钢板进行软熔（助熔剂成份：氯化锌44%，氯化铵56%，且氯离子浓度1.5～4.5g/L，溶液pH值4；溶液温度70℃），以便钢板和镀层结合处形成一层致密的铁锡锌合金层，再进行淬水、苏打清洗、铬酸盐阴极钝化，钝化液成份为：重铬酸钠22g/L，硫酸：1.5 g/L，pH值1～2，钝化液温度为65℃，电化学阴极钝化电量不小于2.5 C/dm²；电化学阴极钝化时钝化膜中含铬总量为18mg/m²，将钝化完毕的含锡75～85%的锡锌合金电镀钢板水洗、吹干即得成品。经检测，所得含锡镀层钢板合金层中含锡重量百分比在75～85%范围内。

实施例3

试样采用优质低碳冷轧薄钢板，试样尺寸（厚×宽×长）：0.30×80×80mm，制备步骤如下；

1）钢板先除油、除锈，洗净处理；

2) 再将钢板用重量百分比为24%的盐酸活化；

3）将活化后的钢板用水洗净后送入电镀槽进行电镀含锡75～85%的锡锌合金，镀液的组成为：氟硼酸亚锡[Sn(BF₄)₂]：42g/L，氟硼酸亚锌[Zn(BF₄)₂]：102g/L，聚乙二醇：2.2 g/L；pH值：1.5～2.5；电镀温度：室温；阴极电流密度：17A/ dm²。所得镀层中的锡锌合金量为10g/m²。

4）将镀完含锡75～85%的锡锌合金镀层后的钢板用水清洗干净，然后用电阻软熔炉在300～400℃对钢板进行软熔（助熔剂成份：氯化锌44%，氯化铵56%，且氯离子浓度1.5～4.5g/L，溶液pH值3～6；溶液温度60～80℃），以便钢板和镀层结合处形成一层致密的铁锡锌合金层，再进行淬水、苏打清洗、铬酸盐阴极钝化，钝化液成份为：重铬酸钠23g/L，硫酸：2 g/L，pH值：1～2，钝化液温度为67℃，电化学阴极钝化电量不小于2.5 C/dm²；电化学阴极钝化时钝化膜中含铬总量为17mg/m²，将钝化完毕的含锡75～85%的锡锌合金电镀钢板水洗、吹干即得成品。经检测，所得含锡镀层钢板合金层中含锡重量百分比在75～85%范围内。

实施例4

试样采用优质低碳冷轧薄钢板，试样尺寸（厚×宽×长）：0.55×80×80mm，制备步骤如下；

1）钢板先除油、除锈，洗净处理；

2) 再将钢板用重量百分比为25%的盐酸活化；

3）将活化后的钢板用水洗净后送入电镀槽进行电镀含锡75～85%的锡锌合金，电镀含锡75～85%的锡锌合金镀层的镀液配方组成为：氟硼酸亚锡[Sn(BF₄)₂]： 45g/L，氟硼酸亚锌[Zn(BF₄)₂]：95g/L，聚乙二醇：2.5 g/L；pH值：1.5～2.5；电镀温度：室温；阴极电流密度：18A/dm²。所得镀层中的锡锌合金量为16g/m²。

4）将镀完含锡75～85%的锡锌合金镀层后的钢板用水清洗干净，然后用电阻软熔炉在300～400℃对钢板进行软熔（助熔剂成份：氯化锌44%，氯化铵56%，且氯离子浓度1.5～4.5g/L，溶液pH值5；溶液温度75℃），以便钢板和镀层结合处形成一层致密的含锡75～85%的铁锡锌合金层，再进行淬水、苏打清洗、铬酸盐阴极钝化，钝化液成份为：重铬酸钠25g/L，硫酸：3 g/L，pH值：1～2，钝化液温度为68℃，电化学阴极钝化电量不小于2.5 C/dm²；电化学阴极钝化时钝化膜中含铬总量为20mg/m²，将钝化完毕的含锡75～85%的锡锌合金电镀钢板水洗、吹干即得成品。经检测，所得含锡镀层钢板合金层中含锡重量百分比在75～85%范围内。

Claims

1.一种含锡镀层钢板的制备方法，所述含锡镀层为锡锌合金镀层，所述锡锌合金镀层中的锡锌合金量为0.8～16g/m²、且锡锌合金镀层中含锡重量百分比为75～85％，其特征在于：包括如下步骤：

1)将厚度为0.16～0.55mm的优质低碳冷轧薄钢板进行除油、除锈、洗净处理，并用重量百分比为20～25％的酸溶液进行活化；

2)将活化后的钢板用水冲洗干净后进行电镀锡锌合金，镀液的组成为：氟硼酸亚锡[Sn(BF₄)₂]：35～45g/L，氟硼酸亚锌[Zn(BF₄)₂]：95～105g/L，聚乙二醇：1.5～2.5g/L；pH值：1.5～2.5；

3)将镀完锡锌合金的钢板用水清洗干净，然后用电阻软熔炉在300～400℃对钢板进行软熔，再进行淬水、苏打清洗、铬酸盐阴极钝化，钝化液成份为：重铬酸钠20～25g/L，硫酸：1～3g/L，pH值：1～2；

4)将钝化完毕的钢板用水洗净、吹干即得成品。

2.根据权利要求1所述含锡镀层钢板的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中的酸溶液为盐酸溶液或硫酸溶液。

3.根据权利要求1或2所述含锡镀层钢板的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中电镀锡锌合金的阳极材料为含锡75～85％的锡锌合金板材。

4.根据权利要求1或2所述含锡镀层钢板的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中电镀锡锌合金的温度为室温；阴极电流密度：12～18A/dm²。

5.根据权利要求1或2所述含锡镀层钢板的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中进行软熔的助熔剂成份：氯化锌44％，氯化铵56％；且氯离子浓度1.5～4.5g/L，溶液pH值3～6；溶液温度为60～80℃。

6.根据权利要求1或2所述含锡镀层钢板的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中铬酸盐阴极钝化的温度为65～70℃，铬酸盐阴极钝化电量不小于2.5C/dm²。

7.根据权利要求1或2所述含锡镀层钢板的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中铬酸盐阴极钝化的钝化膜中含铬总量为15～20mg/m²。