CN104790005A - 一种受限空间用超薄高性能Zn-Ni-Cr复合镀层捆带的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种受限空间用超薄高性能Zn-Ni-Cr复合镀层捆带的生产步骤：冷轧、常规脱脂及退火；制带：开卷后分条并去毛刺；常温条件下电镀Zn；第一次水洗并烘干；常温条件下电镀Ni；第二次水洗并烘干；常温条件下电镀Cr；第三次水洗并烘干；常规卷取。本发明产生产的品厚度0.15mm，抗拉强度为840~870MPa，延伸率为8.5~9.5%。表面生成了一层均匀致密、附着力强的Zn-Ni-Cr复合镀层。产品表面硬度为60~65HRC，反复擦拭1000次后，镀层厚度损失率不超过1%；室内大气环境下900天后腐蚀面积不超过1%；置于400~450°C高温环境下240h后，表面硬度变化率不超过1%。

Description

一种受限空间用超薄高性能Zn-Ni-Cr复合镀层捆带的生产方法

技术领域

本发明涉及一种捆带的生产方法，具体地属于一种受限空间用超薄高性能Zn-Ni-Cr复合镀层捆带的生产方法。

背景技术

高性能捆带是一种具有高附加值和广阔市场前景的冷轧深加工产品，主要用于极端工作环境或对非常规物品进行捆扎包装，一般应同时具有优良的力学性能、耐蚀性能、耐磨性能和耐热性能。

市面上常见的高性能捆带主要存在两个问题：一是为获得良好的使用性能，往往在原料钢种中添加大量的Nb、V、Ti、Cr、Ni、Mo等合金元素，导致原料成本大幅上升，冶炼和轧制难度也成倍增加。二是产品厚度一般不低于1.0 mm，尺寸较大、强度较高，只适用于比较开阔的工作环境和体积硕大的物品。

但是，对于捆扎诸如家用电烤箱、电磁炉、滚筒洗衣机、分体式空调等受限空间内的零部件时，上述大尺寸、高强度的高性能捆带就无能为力，这是因为其容易破坏工作环境，只有力学性能适中的超薄高性能捆带才可能满足需要。

中国专利公开号为CN104018093A的文献，其公开了一种高性能冷轧捆带的生产方法。原料钢种采用如下成分设计：C：0.10~0.15%，Mn：0.50~1.10%，Si：≤0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Cr：0.60~1.20%，Ni：0.80~1.30%，RE：0.10~0.30%，Als：0.050~0.080%。通过二次冷轧+二次退火工艺生产出1.3 mm厚抗拉强度≥1000 MPa的高性能冷轧捆带，产品的力学性能、耐蚀性能、耐磨性能及高温抗氧化性能良好。但是，原料钢种添加了大量的Cr、Ni和RE等合金元素，导致原料成本和工艺难度大幅上升。同时，由于原料是热轧酸洗卷，采用二次冷轧+二次退火工艺，延长了工艺流程，降低了工作效率。此外，产品厚度为1.3 mm，完全无法适用于受限空间的作业环境。

通过对现有技术进行分析，本发明认为如果以高性价比的碳素钢作为原料钢种，采用合适的轧制工艺，并通过连续电镀工艺，使捆带表面形成具有高性能的复合镀层，就有可能生产出满足受限空间内进行捆扎包装需要的捆带，解决当前该技术领域存在的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种具有超薄厚度、适当力学性能、优良耐蚀性能、耐磨性能和高温抗氧化性能的Zn-Ni-Cr复合镀层捆带及生产方法，以满足受限空间内进行捆扎包装的需要。

本申请为了实现上述目的，进行了大量的试验及分析，经过优化选择，采用Q235B冷轧钢板作为原料坯，并通过连续分段电镀Zn、Ni、Cr的工艺进行生产。之所以这样选择，是因为：一方面，以碳素钢Q235B的冷轧钢板替代通常的热轧酸洗卷作为原料坯，通过一次冷轧+一次退火工艺生产冷轧原料，既可以保证产品的力学性能，又可以缩短工艺流程，降低原料成本。另一方面，在捆带基材上先电镀Zn，再电镀Ni，最后电镀Cr，以生成有一定厚度、附着力强、均匀致密的Zn-Ni-Cr复合镀层。这里，用较薄的Ni-Cr镀层来替代原料钢种中添加的大量Ni和Cr，在能保证产品使用性能的前提下，大幅减少合金用量，降低生产成本。同时，与传统的Cu-Ni-Cr复合镀层相比，用Zn来替代Cu作为镀层基底。由于Zn和Ni之间的结合力较强，可以解决因Cu易氧化而导致镀层稳定性差的问题，并且可以增强基材的耐蚀性能。

实现上述目的的措施：

一种受限空间用超薄高性能Zn-Ni-Cr复合镀层捆带的生产方法，其步骤：

1) 进行冷轧：

A、采用常规的Q235B冷轧钢板作为原料坯，钢板厚度为1.2±0.1 mm；

   B、冷轧原料坯进行7道次冷轧轧制，控制总压下率为85~90%，最终冷轧原料厚度为0.15±0.01 mm；

   C、进行常规脱脂；

   D、进行退火，退火温度为680~720 °C，保温时间为10~20 min；

2) 进行制带：

A、脱脂冷轧原料开卷后进行分条及去毛刺；

B、进行电镀Zn，在常温条件下采用ZnCl₂酸性镀液进行，[ZnCl₂]为2~4 mol/L，电流密度为1~2 A/dm²；

C、进行第一次水洗，并将钢带表面烘干至无水分；

D、进行电镀Ni，在常温条件下采用NiCl₂酸性镀液进行，[NiCl₂]为3~5 mol/L，电流密度为0.5~1.5 A/dm²；

E、进行第二次水洗，并将钢带表面烘干至无水分；

F、进行电镀Cr，在常温条件下采用CrO₃酸性镀液进行，[CrO₃]为1~2 mol/L，电流密度为5~15 A/dm²；

G、进行第三次水洗，并将钢带表面烘干至无水分；

H、进行常规卷取。

本发明的主要创新之处在于：一方面，以碳素钢Q235B的冷轧钢板替代通常的热轧酸洗卷作为原料坯，通过一次冷轧+一次退火工艺生产冷轧原料，以缩短工艺流程，降低原料成本。另一方面，在捆带基材上先电镀Zn，再电镀Ni，最后电镀Cr，以生成有一定厚度、附着力强、均匀致密的Zn-Ni-Cr复合镀层。这里，用较薄的Ni-Cr镀层来替代原料钢种中添加的大量Ni和Cr，在能保证产品使用性能的前提下，大幅减少合金用量，降低生产成本。同时，与传统的Cu-Ni-Cr复合镀层相比，用Zn来替代Cu作为镀层基底。由于Zn和Ni之间的结合力较强，可以解决因Cu易氧化而导致镀层稳定性差的问题，并且可以增强基材的耐蚀性能。

按照本发明所提出的原料钢种及工艺进行生产，生产的产品的厚度为0.15 mm，抗拉强度为840~870 MPa，延伸率为8.5~9.5%。表面生成了一层均匀致密、附着力强、厚度为5~7 μm的Zn-Ni-Cr复合镀层。产品的表面硬度值为60~65 HRC，反复擦拭1000次后，镀层厚度损失率不超过1%，耐磨性能良好。置于室内大气环境下900天后，腐蚀面积不超过1%，耐蚀性能良好。置于400~450 °C高温环境下240 h后，表面硬度值变化率不超过1%，耐热性能良好。产品性能完全满足受限空间内进行捆扎包装的需要。

具体实施方式

   下面对本发明予以详细描述：

表1为本发明各实施例及对比例的冷轧及退火工艺参数列表；

表2为本发明各实施例及对比例的制带工艺参数列表；

表3为本发明各实施例及对比例的力学性能和耐磨性能列表；

表4为本发明各实施例及对比例的耐蚀性能和耐热性能列表。

本发明各实施例按照以下步骤生产：

1) 进行冷轧：

A、采用常规的Q235B冷轧钢板作为原料坯，钢板厚度为1.2±0.1 mm；

   B、冷轧原料坯进行7道次冷轧轧制，控制总压下率为85~90%，最终冷轧原料厚度为0.15±0.01 mm；

   C、进行常规脱脂；

   D、进行退火，退火温度为680~720 °C，保温时间为10~20 min；

2) 进行制带：

A、脱脂冷轧原料开卷后进行分条及去毛刺；

B、进行电镀Zn，在常温条件下采用ZnCl₂酸性镀液进行，[ZnCl₂]为2~4 mol/L，电流密度为1~2 A/dm²；

C、进行第一次水洗，并将钢带表面烘干至无水分；

D、进行电镀Ni，在常温条件下采用NiCl₂酸性镀液进行，[NiCl₂]为3~5 mol/L，电流密度为0.5~1.5 A/dm²；

E、进行第二次水洗，并将钢带表面烘干至无水分；

F、进行电镀Cr，在常温条件下采用CrO₃酸性镀液进行，[CrO₃]为1~2 mol/L，电流密度为5~15 A/dm²；

G、进行第三次水洗，并将钢带表面烘干至无水分；

H、进行常规卷取。

表1  本发明各实施例及对比例的冷轧及退火工艺参数

表2  本发明各实施例及对比例的制带工艺参数

表3  本发明各实施例及对比例的力学性能和耐磨性能

表4  本发明各实施例及对比例的耐蚀性能和耐热性能

从表3及表4中可以看出，本发明申请的捆带，其厚度为0.15 mm；抗拉强度为840~870 MPa；延伸率为8.5~9.5%；复合镀层厚度为5~7 μm；表面硬度值为60~65 HRC；反复擦拭1000次后，镀层厚度损失率不超过1%，耐磨性能良好；置于室内大气环境下900天后，腐蚀面积不超过1%，耐蚀性能良好；置于400~450 °C高温环境下240 h后，表面硬度值变化率不超过1%，耐热性能良好。产品性能完全满足受限空间内进行捆扎包装的需要。

上述实施例仅为最佳例举，而并非是对本发明的实施方式的限定。

Claims (1)

1.一种受限空间用超薄高性能Zn-Ni-Cr复合镀层捆带的生产方法，其步骤：

1) 进行冷轧：

A、采用常规的Q235B冷轧钢板作为原料坯，钢板厚度为1.2±0.1 mm；

   B、冷轧原料坯进行7道次冷轧轧制，控制总压下率为85~90%，最终冷轧原料厚度为0.15±0.01 mm；

   C、进行常规脱脂；

   D、进行退火，退火温度为680~720 °C，保温时间为10~20 min；

2) 进行制带：

A、脱脂冷轧原料开卷后进行分条及去毛刺；

B、进行电镀Zn，在常温条件下采用ZnCl₂酸性镀液进行，[ZnCl₂]为2~4 mol/L，电流密度为1~2 A/dm²；

C、进行第一次水洗，并将钢带表面烘干至无水分；

D、进行电镀Ni，在常温条件下采用NiCl₂酸性镀液进行，[NiCl₂]为3~5 mol/L，电流密度为0.5~1.5 A/dm²；

E、进行第二次水洗，并将钢带表面烘干至无水分；

F、进行电镀Cr，在常温条件下采用CrO₃酸性镀液进行，[CrO₃]为1~2 mol/L，电流密度为5~15 A/dm²；

G、进行第三次水洗，并将钢带表面烘干至无水分；

H、进行常规卷取。