CN105925775A - 一种厚度≤0.1mm的耐蚀性装饰用复合镀层钢带的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种厚度≤0.1mm的耐蚀性装饰用复合镀层钢带的生产方法：冷轧工序：将普通的Q195冷轧钢板进行第一次退火；第一次冷轧；第二次退火；第二次冷轧；第二次常规脱脂；制带工序：开卷、分条并去除毛刺；物理气相沉积Cu‑Ni；物理气相沉积Ni‑Fe；物理气相沉积Cr；空冷至室温后卷取。本发明生产的钢带，其厚度为0.04~0.08 mm，抗拉强度为230~270 MPa，延伸率为48~52%，表面镀层厚度为5~12 µm，镀层表面粗糙度为0.02~0.05 µm，镜面反射率为99.5~99.9%；根据常规与热镀锌普板的对比试验，在大气环境下暴露3600 d时，失光率不超过0.3%，腐蚀面积不超过0.08%。产品完全满足高档装饰及持久耐用的需要。

Description

一种厚度≤0.1mm的耐蚀性装饰用复合镀层钢带的生产方法

技术领域

本发明涉及一种钢带的生产方法，具体地属于一种厚度≤0.1 mm的耐蚀性装饰用复合镀层钢带的生产方法。

背景技术

近年来，随着国家经济的高速发展，普通民众的文化品位日益提高，对家居装饰的要求日益提高。特别是居室内的门窗、桌椅、衣柜、床具、灯饰等物品，往往需要进行精细修饰，以达到显著提升档次的目的。在这些器物表面，特别是边框部位，传统的Cu/Ni/Cr防护-装饰层得到了广泛应用。一般来说，Cu/Ni/Cr防护-装饰层主要是通过在冷轧钢带上连续分段电镀Cu、Ni、Cr单金属来实现。不过，尽管该工艺历史悠久，应用较广，其仍然存在如下不足：

一是该镀层以Cu为内镀层，其容易发生氧化，导致镀层的稳定性下降。此外，一旦腐蚀介质通过Cr层的裂纹和针孔，穿过Ni和Cu的孔隙到达Fe基体，由于Fe基体是腐蚀电偶的阳极，很快就会腐蚀而出现锈点，造成整个镀层不稳定。

二是在电镀Ni的过程中，容易析出H₂，而Ni恰好又是一种吸氢的金属，H₂渗透到镀层里容易引起氢脆，导致镀层产生裂纹。

三是在电镀Cr的过程中，镀液通常以高浓度铬酸酐为基础，加入硫酸做催化剂，电镀过程中产生的废水和废气对环境污染严重。同时，电流效率低，镀液温度高，导致镀速极慢，镀液浪费严重，能耗较大。此外，镀液的分散和覆盖能力较差，致使镀层的均匀性不好。

四是钢带经过连续电镀后，表面容易钝化，所得复合镀层的综合性能较难控制。特别是电镀过程中要加入大量的光亮剂、络合剂、稳定剂等其它物质，镀液的维护相当繁琐。

经检索：

中国专利公开号为CN104790005A的文献，公开了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。该文献以常规的Q235B冷轧钢板作基材，通过在基材表面连续分段电镀Zn、Ni和Cr，生产出0.15 mm厚抗拉强度为840~870 MPa，延伸率为8.5~9.5%的Zn-Ni-Cr复合镀层捆带，产品性能完全满足受限空间内进行捆扎包装的需要。但是，一方面，该文献采用ZnCl₂酸性镀液镀Zn，电镀过程中，Cl离子容易腐蚀设备。另一方面，采用NiCl₂酸性镀液镀Ni，电镀过程中，不仅Cl离子容易腐蚀设备，而且容易析出H₂，而Ni恰好又是一种吸氢的金属，H₂渗透到镀层里容易引起氢脆，导致镀层产生裂纹。再一方面，采用CrO₃酸性镀液镀Cr，电镀过程中产生的废水和废气对环境污染严重。同时，电流效率低，镀液温度高，导致镀速极慢，镀液浪费严重，能耗较大。此外，镀液的分散和覆盖能力较差，致使镀层的均匀性不好。特别是，钢带经过连续电镀后，表面容易钝化，所得复合镀层的综合性能较难控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题针对现有技术的不足，提出一种厚度为0.04~0.08 mm，抗拉强度为230~270 MPa，延伸率为48~52%，表面粗糙度为0.02~0.05 µm，镜面反射率为99.5~99.9%，在大气条件下放置3600 d时，失光率不超过0.3%，腐蚀面积不超过0.08%的装饰用Cu-Ni/Ni-Fe/Cr复合镀层钢带的生产方法。

实现上述目的的措施：

一种厚度≤0.1mm的耐蚀性装饰用复合镀层钢带的生产方法，其步骤：

1) 进行冷轧工序：

A、以普通的Q195冷轧钢板作为原料，在全氢保护气氛下进行第一次退火，控制退火温度为650~680 °C，保温时间为15~25 min；

B、进行第一次冷轧，采用4~5道次反复轧制，控制总压下率为70~80%；

C、进行第一次常规脱脂；

D、在全氢保护气氛下进行第二次退火，控制退火温度为560~600 °C，保温时间为30~45min；

E、进行第二次冷轧，采用2~3道次反复轧制，控制总压下率为25~35%；

F、进行第二次常规脱脂；

2) 进行制带工序：

A、开卷、分条并去除毛刺；

B、进行物理气相沉积Cu-Ni合金，控制Cu和Ni的质量百分比分别为60~80%和40~20%，沉积速率为0.1~0.2 µm/min，沉积时间为5~8 min；

C、进行物理气相沉积Ni-Fe合金，控制Ni和Fe的质量百分比分别为65~75%和35~25%，沉积速率为0.2~0.3 µm/min，沉积时间为8~12 min；

D、进行物理气相沉积Cr，控制沉积速率为0.3~0.4 µm/min，沉积时间为12~15 min；

E、空冷至室温后卷取。

本发明为了实现上述目的，进行了大量的试验及分析，经过优化选择，采用普通的Q195冷轧钢板作为原料，采用“二次冷轧+二次退火+物理气相沉积Cu-Ni合金+物理气相沉积Ni-Fe合金+物理气相沉积Cr”工艺进行生产。

本发明选择主要以下工序的原由：

以普通的Q195冷轧钢板作为原料，其与其它普通的合金钢相比，完全可以保证钢带的力学性能。由于Q195不含合金元素，因而保证了原料钢种成本较低。此外，Q195钢中C、Mn、Si含量较低，可以保证基材的表面质量和涂镀性能；同时，钢中较低的P和S含量，可以保证产品在厚度较薄的情况下，具有良好的冲压成形性能和焊接性能。

产品厚度已达到特薄的0.04~0.08 mm，常规的一次冷轧+一次退火工艺已无法完全保证基材的板形和表面质量，并大幅增加轧机的工作负荷。此时采用二次冷轧+二次退火工艺，则可以较好地解决上述问题。

在二次冷轧结束后，先在钢基上物理气相沉积一层Cu-Ni合金，以形成内镀层。由于Cu-Ni合金的耐蚀性能要远远强于Cu，因而极大提高了内镀层的稳定性。这里，选择在真空条件下进行物理气相沉积，而不是常规的电镀，是因为要尽量减少水、空气等环境介质的干扰，保证内镀层的纯净度，同时避免H₂的析出，防止裂纹产生。而常规的热喷涂，不仅能耗较大，并且镀层表面氧化极为严重，因而没有采用。与电镀或热喷涂相比，物理气相沉积能提高镀层的致密性，减少浪费。

在物理气相沉积Cu-Ni合金后，继续物理气相沉积一层Ni-Fe合金，以形成中间镀层。由于Ni属于稀有的战略资源，价格昂贵，Cu-Ni内镀层已消耗了一部分Ni，中间镀层必然要减少Ni的用量，以降低成本。这里，用Ni-Fe合金来代替纯Ni，一方面节约了Ni的用量，降低了成本；另一方面，Ni-Fe合金的延性和韧性较好，且耐蚀性能不亚于纯Ni，与基体结合也比较牢固。这里，选择在真空条件下进行物理气相沉积，而不是常规的电镀，是因为要尽量减少水、空气等环境介质的干扰，保证中间镀层的纯净度，同时避免H₂的析出，防止裂纹产生。而常规的热喷涂，不仅能耗较大，并且镀层表面氧化极为严重，因而没有采用。与电镀或热喷涂相比，物理气相沉积能提高镀层的致密性，减少浪费。

在物理气相沉积Ni-Fe合金后，再继续物理气相沉积一层金属Cr，以形成外镀层。这里，这里，选择在真空条件下进行物理气相沉积，而不是常规的电镀，是因为要尽量减少水、空气等环境介质的干扰，保证外镀层的纯净度。同时，避免电镀过程中产生严重污染环境的废水和废气，降低能耗，提高镀层的均匀性。而常规的热喷涂，不仅能耗较大，并且镀层表面氧化极为严重，因而没有采用。与电镀或热喷涂相比，物理气相沉积能提高镀层的致密性，减少浪费。

与现有普通钢带相比，本发明生产的钢带，其厚度为0.04~0.08 mm，抗拉强度为230~270 MPa，延伸率为48~52%，产品表面形成了一层均匀致密、附着力强、厚度为5~12 µm的Cu-Ni/Ni-Fe/Cr复合镀层，镀层表面粗糙度为0.02~0.05 µm，镜面反射率为99.5~99.9%；根据常规与热镀锌普板的对比试验得出，在大气环境下暴露3600 d时，失光率不超过0.3%，腐蚀面积不超过0.08%，表面性能及耐蚀性能良好。产品性能完全满足高档装饰效果及持久耐用的需要。

具体实施方式

下面对本发明予以详细描述：

表1为本发明各实施例和对比例的冷轧工艺参数列表；

表2为本发明各实施例和对比例的制带工艺参数列表；

表3为本发明各实施例和对比例的产品性能列表。

本发明各实施例均按照以下步骤生产：

1) 进行冷轧工序：

A、以普通的Q195冷轧钢板作为原料，在全氢保护气氛下进行第一次退火，控制退火温度为650~680 °C，保温时间为15~25 min；

B、进行第一次冷轧，采用4~5道次反复轧制，控制总压下率为70~80%；

C、进行第一次常规脱脂；

D、在全氢保护气氛下进行第二次退火，控制退火温度为560~600 °C，保温时间为30~45min；

E、进行第二次冷轧，采用2~3道次反复轧制，控制总压下率为25~35%；

F、进行第二次常规脱脂；

2) 进行制带工序：

A、开卷、分条并去除毛刺；

B、进行物理气相沉积Cu-Ni合金，控制Cu和Ni的质量百分比分别为60~80%和40~20%，沉积速率为0.1~0.2 µm/min，沉积时间为5~8 min；

C、进行物理气相沉积Ni-Fe合金，控制Ni和Fe的质量百分比分别为65~75%和35~25%，沉积速率为0.2~0.3 µm/min，沉积时间为8~12 min；

D、进行物理气相沉积Cr，控制沉积速率为0.3~0.4 µm/min，沉积时间为12~15 min；

E、空冷至室温后卷取。

表1 本发明各实施例和对比例的冷轧工艺参数

表2 本发明各实施例和对比例的制带工艺参数

表3 本发明各实施例和对比例的产品性能

从表3可以看到，本发明申请的钢带，其厚度为0.04~0.08 mm，抗拉强度为230~270MPa，延伸率为48~52%，力学性能良好。产品表面形成了一层均匀致密、附着力强、厚度为5~12 µm的Cu-Ni/Ni-Fe/Cr复合镀层，镀层表面粗糙度为0.02~0.05 µm，镜面反射率为99.5~99.9%，根据常规与热镀锌普板的对比试验得出，在大气环境下暴露3600 d时，失光率不超过0.3%，腐蚀面积不超过0.08%，表面性能及耐蚀性能良好。产品性能完全满足进行持久装饰的需要。

本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。

Claims (1)

1.一种厚度≤0.1mm的耐蚀性装饰用复合镀层钢带的生产方法，其步骤：

1) 进行冷轧工序：

A、以普通的Q195冷轧钢板作为原料，在全氢保护气氛下进行第一次退火，控制退火温度为650~680 °C，保温时间为15~25 min；

B、进行第一次冷轧，采用4~5道次反复轧制，控制总压下率为70~80%；

C、进行第一次常规脱脂；

D、在全氢保护气氛下进行第二次退火，控制退火温度为560~600 °C，保温时间为30~45min；

E、进行第二次冷轧，采用2~3道次反复轧制，控制总压下率为25~35%；

F、进行第二次常规脱脂；

2) 进行制带工序：

A、开卷、分条并去除毛刺；

B、进行物理气相沉积Cu-Ni合金，控制Cu和Ni的质量百分比分别为60~80%和40~20%，沉积速率为0.1~0.2 µm/min，沉积时间为5~8 min；

C、进行物理气相沉积Ni-Fe合金，控制Ni和Fe的质量百分比分别为65~75%和35~25%，沉积速率为0.2~0.3 µm/min，沉积时间为8~12 min；

D、进行物理气相沉积Cr，控制沉积速率为0.3~0.4 µm/min，沉积时间为12~15 min；

E、空冷至室温后卷取。