CN106811774A - 一种金属带材连续电镀高性能集热器黑铬涂层生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于太阳能吸热涂层领域,尤其涉及一种使用在铝板带材连续镀制黑铬涂层的电镀生产工艺。一种金属带材连续电镀高性能集热器黑铬涂层生产工艺，即在以金属板材和带材为基材，在其上连续镀制黑铬涂层，其特征在于：所述的生产工艺包括以下工艺程序，依次进行基材预处理、四元合金沉锌、镀铜、镀镍、镀铬几个工艺程序。本发明可以提供一种新的黑铬连续电镀工艺,该工艺不但适合使用在自动连续电镀生产线使用,同时镀制的黑铬涂层具有优异的选择性吸收性能和耐热蚀性能。

Description

一种金属带材连续电镀高性能集热器黑铬涂层生产工艺

技术领域

本发明属于太阳能吸热涂层领域,尤其涉及一种使用在铝板带材连续镀制黑铬涂层的电镀生产工艺。

背景技术

黑铬电镀层具有特别优良的物理化学性能,不仅有瑰丽庄重的装饰外观,而且耐腐蚀、耐高温,甚至当温度升至500℃左右,黑铬镀层也能保持不变色、不发脆,其热稳定性良好。因此黑铬镀层比其他镀层如电镀黑镍、镀锌钝化、阳极化着黑色等更具特色,广泛用于作为降低反射系数的防护装饰镀层或作为有特殊要求的功能性镀层,在轻工、仪器仪表、航空航天等领域有十分广泛的应用和发展前景。黑铬涂层不但具有优良的光学性能，在太阳能领域有着广泛的应用。而且具有非常优异的耐蚀和耐湿热疲劳性能，特殊结构材料的表面现应使得它具有高稳定的结构状态；黑铬涂层主要通过电镀方法制备，适合连续规模生产，便于生产过程控制；涂层与基材的以化学键的方式结合，结合力最佳；通过优化工艺，选择功能性的中间镀层，提高新材料整体综合性能水平；现在太阳能行业中使用比较多的还有蓝膜涂层材料和阳极氧化着色涂层，蓝膜涂层的生产设备需要非常大的投入，复杂的设备系统和工艺控制系统很难降低成本，有非常明显的技术门槛；由于膜层非常薄，且与基材的韧性及热膨胀系数相差较大，在相对恶劣的环境下，涂层表面易产生微裂纹，从而腐蚀基材并造成固氮功能减退变色。阳极氧化着色涂层材料也具有较好的光学性能，同时其高温稳定性和耐蚀性也较好；阳极氧化的制备装备和工艺均较简单，技术门槛较低，所以生产成本低；但是阳极氧化着色涂层材料的致命缺陷，主要是寿命较短，这是由它的特性决定的。铝材通过反复在酸液中电解氧化形成多孔的氧化铝膜后，再在Ni、Sn电解液中交流电解，形成锡镍合金与多孔的氧化铝膜组合成蓝黑色的复合涂层，具有光谱选择性吸收动能，而锡镍合金此时是以金属间化合物存在在涂层中的，金属间化合物主要是分子结构不稳定，在一定条件一定时间后，会分解成分子结构更稳定的氧化物，此时选择性功能性就会大幅下降。现在采用的电镀黑铬工艺，电流密度大(15～200A／dm2)，溶液导电性差，电镀时会产生大量的焦耳热，需要冷却和通风排气才能维持正常生产。另外，黑铬镀在非铜件上，需要先预镀铜，再镀光亮镍，最后镀黑铬，生产成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的黑铬连续电镀工艺,该工艺不但适合使用在自动连续电镀生产线使用,同时镀制的黑铬涂层具有优异的选择性吸收性能和耐热蚀性能。

本发明的技术方案是这样实现的：一种金属带材连续电镀高性能集热器黑铬涂层生产工艺，即在以金属板材和带材为基材，在其上连续镀制黑铬涂层，其特征在于：所述的生产工艺包括以下工艺程序，依次进行基材预处理、四元合金沉锌、镀铜、镀镍、镀铬几个工艺程序;

A、基材预处理包括酸化和碱蚀：由铝酸脱、水洗、碱粗化剂、水洗四个步骤，铝酸脱酸化采用市场商品名铝酸脱水溶液处理，浓度为2-31%,操作温度20-33℃,处理时间20s-60s,然后进行水洗，水流量控制在20-32L/min；碱蚀采用碱粗化剂NaOH水溶液，浓度为57-83g\L,温度控制在50-70℃,处理时间为20-30s, 然后进行水洗，水流量控制在20-32L/min；

B、四元合金沉锌由一次硝酸处理、水洗、一次沉锌、水洗、二次硝酸、水洗、二次沉锌、水洗步骤组成，一次硝酸处理使用硝酸溶液浓度为46-53%,温度为15-35℃,处理时间为5-25s,处理过程中维持溶液的波美度9-16范围，铝处理剂采用四元合金溶液做为铝处理剂，由包含四中金属离子的混合水溶液组成，铝处理剂为镍Ni²⁺、锌Zn²⁺、钴Co²⁺、Ga镓²⁺四种离子的混合溶液，然后进行水洗，水流量控制在20-32L/min；水洗后使用浓度为21-28%铝处理剂溶液进行一次沉锌，温度控制在20-33℃间，处理时间为10-25s；然后进行水洗，水流量控制在25-37L/min；接着用浓度47-56%的硝酸进行二次硝酸处理，温度控制在15-35℃,处理时间为5-25s；紧接着再次进行水洗，水流量控制在25-37L/min；再使用浓度23-29%铝处理剂二次沉锌，温度控制在20-33℃间，处理时间为10-25s；最后水洗，温度与流量同二次水洗，水流量控制在25-37L/min；

C、镀铜工艺由焦磷酸铜、焦磷酸钾、柠檬酸铵共同组成的混合溶液进行镀铜工艺和水洗二个步骤组成，镀铜采用的镀液为焦磷酸铜、焦磷酸钾、柠檬酸铵组成的水溶液，带材镀铜完毕后经水洗清理后进入水洗工艺。使用焦磷酸铜溶液质量浓度58-70 g/L，温度45-55℃，波美度17-25；焦磷酸钾溶液质量浓度285-310 g/L，温度45-55℃，pH值3.7-4.0；柠檬酸铵溶液质量浓度19-33 g/L，温度45-55℃，氨水添加量每班1.3-1.9L； 最后水洗，水温控制在18-25℃, 流量27-39L/min；

D、镀镍工艺由硫酸镍、氯化镍、硼酸共同组成的混合溶液的镀镍工艺和水洗二个步骤组成，带材镀镍完毕后经水洗清理后进入水洗工艺，使用硫酸镍溶液质量浓度237-263 g/L，温度45-55℃，波美度14-19；氯化镍溶液质量浓度33-46 g/L，温度45-55℃，pH值3.7-4.0；硼酸溶液质量浓度31-47 g/L，温度45-55℃； 最后水洗，水温控制18-25℃, 流量27-39L/min，水洗期间严禁断水；

E、镀铬工艺由镀铬和水洗工艺两个步骤组成，镀铬采用的镀液为铬酸酐、三价铬、发黑剂组成的混合水溶液，带材镀铬完毕后经水洗清理后进入下水洗工序，使用铬酸酐溶液质量浓度387-416 g/L，温度18-25℃，按波美度21-30，电镀过程中及时补加铬酸酐；三价铬溶液质量浓度10-15 g/L，温度18-25℃；发黑剂流量 2-5k g/3h，温度18-25℃。

所述的水洗工艺中使用普通自来水，水温温度为18-25℃。

所述的镀铜工艺过程中，在进行该工艺过程中平均电流密度2.0-2.5安/平方分米，电压4.0-6.5伏，电镀时间25-40分钟，镀液采用蒸馏水或去离子水配置。

镀镍工艺过程中，在进行该工艺过程中平均电流密度4.5-6.0安/平方分米，电压5.0-6.0伏，电镀时间18-40分钟，镀液采用蒸馏水或去离子水配置。

镀铬工艺过程中，在进行该工艺过程中平均电流密度40-55安/平方分米，电压9-12伏，电镀时间18-30，镀液采用蒸馏水或去离子水配置。

所述的金属基材为不锈钢、铜带、铝带、铝合金和铜铝复合制作的金属带材.

所述的发黑剂为硝酸钠7-12g/L、硼酸3-5g/L构成的混合水溶液。所述的三价铬是指溶液中所含的三价铬离子,由添加的三价铬金属盐和电镀过程中生成的三价铬离子共同组成.

所述的铝处理剂为镍Ni²⁺、锌Zn²⁺、钴Co²⁺、Ga镓²⁺四种离子的混合溶液.

所述的各工艺程序中操作时间的控制,是通过采用不同长度的溶液槽和带材移动速度相互配合实现；或者采用不同数量的等长度溶液槽和带材移动速度相互配合实现.

本发明通过采用上述工艺流程生产黑铬涂层工艺,获得了以下技术效果：采用这种生产工艺生产的黑铬涂层，其表面呈现疏松多孔的微凸结构，晶粒分布均匀，平均晶粒尺寸为400~500nm，晶粒之间存在大量孔隙。由于孔洞可吸收与其尺寸相当和比其尺寸更小的波长，从而加强对可见光的吸收，相对于较大尺度的中远红外光波而言，这些孔隙则可以对其形成镜面反射，从而达到选择性吸收的目的。同时，由于可见及近红外光波的完全吸收，从而使镀层呈现黑色。该工艺生产的黑铬选择性吸收涂层，其红外发射率达到了0.06(80摄氏度时)以下，吸收率为0.95以上，经有可靠的研究数据显示，作为复合材料研发的铝基黑铬涂层比直接喷涂黑铬的涂层，耐腐蚀性能提高了约6倍，基本上满足了太阳能平板集热领域15年的寿命要求。这个结论我公司批量供应黑铬涂层材料近八年，而国内外客户尚无一例因产品性能投诉的事实中得到了充分验证. 幅带材电沉积选择性吸收黑铬涂层吸收率≥95%，发射率≤7%，耐盐雾性能≥200小时，耐老化试验≥200小时，耐蚀、热湿性＞72小时。在与进口蓝膜太阳能吸热板的对比实验中,铝基黑铬涂层的使用寿命是对比产品的五倍以上;另外，本发明中的黑铬涂层连续电镀工艺,尤其适合使用在自动化生产线中,因此依靠本发明工艺生产出来的黑铬涂层,其产品质量非常稳定,且由于自动化程度高,故达到了大幅度降低生产成本的目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图.

图2为实施例工艺生产的选择性吸收黑铬涂层表面形貌放大1万倍扫描电子显微镜照片。

图3为实施例工艺生产的选择性吸收黑铬涂层表面形貌放大5万倍扫描电子显微镜照片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1:一种金属带材连续电镀高性能集热器黑铬涂层生产工艺，即在以金属板材和带材为基材，本实施例中选择铝板带材为基材,在其上连续镀制黑铬涂层，具体的工艺过程包括以下工艺程序，依次进行基材预处理、四元合金沉锌工艺、镀铜、镀镍、镀铬几个工艺程序;

首先是材料预处理过程,其目的主要是去除铝板表面杂质,材料预处理由铝酸脱、水洗、碱粗化剂、水洗四个步骤，铝酸脱酸化采用市场商品名铝酸脱水溶液处理，水溶液浓度为12%,操作温度20℃,处理时间20,除油剂使用市场中常见的电镀除油剂即可,然后进行水洗，水流量控制在20/min;碱粗化剂处理工艺使用氢氧化钠水溶液 ,溶液浓度为57\L,温度控制在50℃,浸泡处理时间为20s, 然后进行水洗，水流量控制在20/min；

其次进行第二步四元合金沉锌,四元合金沉锌由一次硝酸处理、水洗、一次沉锌、水洗、二次硝酸、水洗、二次沉锌、水洗步骤组成，一次硝酸处理使用硝酸溶液浓度为46%,温度为15℃,处理时间为5s,处理过程中维持溶液的波美度9范围； 然后进行水洗，水流量控制在20/min；水洗后使用浓度为21%的铝处理剂溶液进行一次沉锌，温度控制在20℃间，处理时间为10s；然后进行水洗，水流量控制在25/min；接着用浓度47%的硝酸进行二次硝酸处理，温度控制在15℃,处理时间为5s；紧接着再次进行水洗，水流量控制在25/min；再使用浓度23%铝处理剂二次沉锌，沉锌工艺采用四元合金溶液做为铝处理剂，由包含四中金属离子的混合水溶液组成，铝处理剂为镍Ni²⁺、锌Zn²⁺、钴Co²⁺、Ga镓²⁺四种离子的混合溶液，温度控制在20℃间，处理时间为10；最后水洗，温度与流量同二次水洗，水流量控制在25/min；

然后镀铜工艺由焦磷酸铜、焦磷酸钾、柠檬酸铵共同组成的混合溶液进行镀铜工艺和水洗二个步骤组成，镀铜采用的镀液为焦磷酸铜、焦磷酸钾、柠檬酸铵组成的水溶液，带材镀铜完毕后经水洗清理后进入下一个工序，使用焦磷酸铜溶液质量浓度58 /L，温度45℃，波美度17；焦磷酸钾溶液质量浓度285 /L，温度45℃，溶液的pH值3.7；柠檬酸铵溶液质量浓度19 /L，温度45℃，氨水添加量每班1.3L； 最后水洗，水温控制在18℃, 流量27/min；所述的镀铜工艺过程中，在进行该工艺过程中平均电流密度2.0安/平方分米，电压4.0伏，电镀时间25分钟，镀液采用蒸馏水或去离子水配置。

接着进行镀镍工艺, 镀镍工艺由硫酸镍、氯化镍、硼酸共同组成的混合溶液的镀镍工艺和水洗二个步骤组成，带材镀镍完毕后经水洗清理后进入水洗工艺，使用硫酸镍溶液质量浓度237 /L，温度45℃，波美度14；氯化镍溶液质量浓度33 g/L，温度45℃，pH值3.7；硼酸溶液质量浓度31 g/L，温度45℃； 最后水洗，水温控制18℃, 流量27/min，水洗期间严禁断水；镀镍工艺过程中，在进行该工艺过程中平均电流密度4.5安/平方分米，电压5.0伏，电镀时间18分钟，镀液采用蒸馏水或去离子水配置。

镀铬工艺由镀铬和水洗工艺两个步骤组成，镀铬采用的镀液为铬酸酐、三价铬、发黑剂组成的混合水溶液，带材镀铬完毕后经水洗清理后进入下水洗工序，使用铬酸酐溶液质量浓度387 g/L，温度18℃，按波美度21，电镀过程中及时补加铬酸酐保持溶液浓度；三价铬溶液质量浓度10 /L，温度18℃；发黑剂流量 2KG /3h，温度18℃；上述镀铬过程中平均电流密度40安/平方分米，电压9伏，电镀时间18，镀液采用蒸馏水或去离子水配置；最后进行水洗，流量36/min，大水量冲洗，期间严禁断水。至此及完成上述的黑铬镀制过程,然后按照工厂生产工艺流程,进行包装和装箱等辅助的工艺过程.

需要补充说明的是在本发明中所述的水洗工艺中使用普通自来水，水温温度为18-25℃。通过这个温度过程可以看出,这里水温一般采用普通室温下的自来水即可.

本发明中所述的金属基材为不锈钢、铜带、铝带、铝合金和铜铝复合制作的金属带材.所述的发黑剂为硝酸钠7-12g/L、硼酸3-5g/L构成的混合水溶液。所述的三价铬是指溶液中所含的三价铬离子,由添加的三价铬金属盐和电镀过程中生成的三价铬离子共同组成.所述的碱粗化剂为氢氧化钠. 所述的各工艺程序中操作时间的控制,是通过采用不同长度的溶液槽和带材移动速度相互配合实现.当然也可以采用等长度的不同数量的溶液槽来调整溶液槽长度的方式。这里需要说明的是由于本发明中的电镀工艺是使用在连续自动电镀生产线中,故对每一个工艺程序基本都涉及工艺处理时间,而对这些时间的控制是通过控制带材在生产线中移动的速度,同时配合每个工艺过程中采用不同长度的溶液槽来实现的,也就是只要保证上述的带材在通过每个溶液槽的时间符合本发明中限定的时间范围即可,必要时要通过更换溶液槽和调整带材移动速度来进行镀制时间调整.

实施例2: 实施例1:一种金属带材连续电镀高性能集热器黑铬涂层生产工艺，即在以金属板材和带材为基材，本实施例中选择铜板带材为基材,在其上连续镀制黑铬涂层，具体的工艺过程包括以下工艺程序，依次进行基材预处理、四元合金沉锌工艺、镀铜、镀镍、镀铬几个工艺程序;

首先是材料预处理过程,其目的主要是去除铝板表面杂质,材料预处理由铝酸脱、水洗、碱粗化剂、水洗四个步骤，铝酸脱使用除油剂铝酸脱酸化采用市场商品名铝酸脱水溶液处理，，水溶液浓度为31%,操作温度33℃,处理时间60s,除油剂使用市场中常见的电镀除油剂即可,然后进行水洗，水流量控制在32L/min;碱粗化剂处理工艺使用氢氧化钠水溶液 ,溶液浓度为83g\L,温度控制在70℃,浸泡处理时间为30s, 然后进行水洗，水流量控制在32L/min；

其次进行第二步四元合金沉锌,四元合金沉锌由一次硝酸处理、水洗、一次铝处理剂、水洗、二次硝酸、水洗、二次铝处理剂、水洗步骤组成，一次硝酸处理使用硝酸溶液浓度为53%,温度为35℃,处理时间为25s,处理过程中维持溶液的波美度16范围； 然后进行水洗，水流量控制在32L/min；水洗后使用铝处理剂浓度28%进行一次沉锌，温度控制在33℃间，处理时间为25s；然后进行水洗，水流量控制在37L/min；接着用浓度56%的硝酸进行二次硝酸处理，温度控制在35℃,处理时间为25s；紧接着再次进行水洗，水流量控制在37L/min；再使用浓度29%铝处理剂二次沉锌，铝处理剂为镍Ni²⁺、锌Zn²⁺、钴Co²⁺、Ga镓²⁺四种离子的混合溶液，温度控制在33℃间，处理时间为25s；最后水洗，温度与流量同二次水洗，水流量控制在37L/min；

然后镀铜工艺由焦磷酸铜、焦磷酸钾、柠檬酸铵共同组成的混合溶液进行镀铜工艺和水洗二个步骤组成，镀铜采用的镀液为焦磷酸铜、焦磷酸钾、柠檬酸铵组成的水溶液，带材镀铜完毕后经水洗清理后进入下一个工序，使用焦磷酸铜溶液质量浓度70 g/L，温度55℃，波美度25；焦磷酸钾溶液质量浓度310 g/L，温度55℃，溶液的pH值4.0；柠檬酸铵溶液质量浓度33 g/L，温度55℃，氨水添加量每班1.9L； 最后水洗，水温控制在25℃, 流量39L/min；所述的镀铜工艺过程中，在进行该工艺过程中平均电流密度2.5安/平方分米，电压6.5伏，电镀时间40分钟，镀液采用蒸馏水或去离子水配置。

接着进行镀镍工艺, 镀镍工艺由硫酸镍、氯化镍、硼酸共同组成的混合溶液的镀镍工艺和水洗二个步骤组成，带材镀镍完毕后经水洗清理后进入水洗工艺，使用硫酸镍溶液质量浓度263 g/L，温度55℃，波美度19；氯化镍溶液质量浓度46 g/L，温度55℃，溶液的pH值4.0；硼酸溶液质量浓度47 g/L，温度55℃； 最后水洗，水温控制25℃, 流量39L/min，水洗期间严禁断水；镀镍工艺过程中，在进行该工艺过程中平均电流密度6.0安/平方分米，电压6.0伏，电镀时间40分钟，镀液采用蒸馏水或去离子水配置。

镀铬工艺由镀铬和水洗工艺两个步骤组成，镀铬采用的镀液为铬酸酐、三价铬、发黑剂组成的混合水溶液，带材镀铬完毕后经水洗清理后进入下水洗工序，使用铬酸酐溶液质量浓度416 g/L，温度25℃，按波美度30，电镀过程中及时补加铬酸酐；三价铬溶液质量浓度15 g/L，温度25℃；发黑剂流量 5k g/3h，温度25℃；上述镀铬过程中平均电流密度55安/平方分米，电压12伏，电镀时间30，镀液采用蒸馏水或去离子水配置；最后进行水洗，流量55L/min，大水量冲洗，期间严禁断水。至此及完成上述的黑铬镀制过程,然后按照工厂生产工艺流程,进行包装和装箱等辅助的工艺过程.

实施例3: 实施例1:一种金属带材连续电镀高性能集热器黑铬涂层生产工艺，即在以金属板材和带材为基材，本实施例中选择不锈钢板带材为基材,在其上连续镀制黑铬涂层，具体的工艺过程包括以下工艺程序，依次进行基材预处理、四元合金沉锌工艺镀铜、镀镍、镀铬几个工艺程序;

首先是材料预处理过程,其目的主要是去除铝板表面杂质,材料预处理由铝酸脱、水洗、碱粗化剂、水洗四个步骤，铝酸脱酸化采用市场商品名铝酸脱水溶液处理，，水溶液浓度为19%,操作温度26℃,处理时间40s,除油剂使用市场中常见的电镀除油剂即可,然后进行水洗，水流量控制在26L/min;碱粗化剂处理工艺使用氢氧化钠水溶液 ,溶液浓度为70g\L,温度控制在60℃,浸泡处理时间为25s, 然后进行水洗，水流量控制在26L/min；

其次进行第二步四元合金沉锌,四元合金沉锌由一次硝酸处理、水洗、一次铝处理剂、水洗、二次硝酸、水洗、二次铝处理剂、水洗步骤组成，一次硝酸处理使用硝酸溶液浓度为50%,温度为25℃,处理时间为15s,处理过程中维持溶液的波美度13范围； 然后进行水洗，水流量控制在26L/min；水洗后使用铝处理剂浓度24%进行一次沉锌，温度控制在26℃间，处理时间为15s；然后进行水洗，水流量控制在31L/min；接着用浓度52%的硝酸进行二次硝酸处理，温度控制在25℃,处理时间为15s；紧接着再次进行水洗，水流量控制在31L/min；再使用浓度26%铝处理剂二次沉锌，温度控制在26℃间，处理时间为15s；最后水洗，温度与流量同二次水洗，水流量控制在31L/min；

然后镀铜工艺由焦磷酸铜、焦磷酸钾、柠檬酸铵共同组成的混合溶液进行镀铜工艺和水洗二个步骤组成，镀铜采用的镀液为焦磷酸铜、焦磷酸钾、柠檬酸铵组成的水溶液，带材镀铜完毕后经水洗清理后进入下一个工序，使用焦磷酸铜溶液质量浓度64 g/L，温度50℃，波美度21；焦磷酸钾溶液质量浓度300 g/L，温度50℃，溶液pH值3.8；柠檬酸铵溶液质量浓度26 g/L，温度50℃，氨水添加量每班1.6L； 最后水洗，水温控制在22℃, 流量33L/min；所述的镀铜工艺过程中，在进行该工艺过程中平均电流密度2.3安/平方分米，电压5伏，电镀时间32分钟，镀液采用蒸馏水或去离子水配置。

接着进行镀镍工艺, 镀镍工艺由硫酸镍、氯化镍、硼酸共同组成的混合溶液的镀镍工艺和水洗二个步骤组成，带材镀镍完毕后经水洗清理后进入水洗工艺，使用硫酸镍溶液质量浓度250 g/L，温度50℃，波美度16；氯化镍溶液质量浓度40 g/L，温度50℃，溶液pH值3.9；硼酸溶液质量浓度40 g/L，温度50℃； 最后水洗，水温控制23℃, 流量33L/min，水洗期间严禁断水；镀镍工艺过程中，在进行该工艺过程中平均电流密度5.3安/平方分米，电压5.5伏，电镀时间32分钟，镀液采用蒸馏水或去离子水配置。

镀铬工艺由镀铬和水洗工艺两个步骤组成，镀铬采用的镀液为铬酸酐、三价铬、发黑剂组成的混合水溶液，带材镀铬完毕后经水洗清理后进入下水洗工序，使用铬酸酐溶液质量浓度400g/L，温度21℃，按波美度26，电镀过程中及时补加铬酸酐；三价铬溶液质量浓度12.5g/L，温度22℃；发黑剂流量 3.5k g/3h，温度22℃；上述镀铬过程中平均电流密度48安/平方分米，电压11伏，电镀时间26，镀液采用蒸馏水或去离子水配置；最后进行水洗，流量46L/min，大水量冲洗，期间严禁断水。至此及完成上述的黑铬镀制过程,然后按照工厂生产工艺流程,进行包装和装箱等辅助的工艺过程.

如图1所示,为本发明中镀制完成之后的黑铬太阳能吸热涂层的结构示意图,基材1的两侧镀制四元沉锌层2,也就是镀锌层, 四元沉锌层2外侧为镀铜层3,然后是镀镍层4,最后是覆盖在基材1一侧的黑铬涂层5,由于太阳能集热器使用至需要单面镀制黑铬涂层即可.如图2和图3所示，为本发明的黑铬涂层分别在1万倍和5万倍下的涂层晶体颗粒状态，其表面呈现疏松多孔的微凸结构，晶粒分布均匀，平均晶粒尺寸为400~500nm，晶粒之间存在大量孔隙。

以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制。在本发明的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种金属带材连续电镀高性能集热器黑铬涂层生产工艺，即在以金属板材和带材为基材，在其上连续镀制黑铬涂层，其特征在于：所述的生产工艺包括以下工艺程序，依次进行基材预处理、四元合金沉锌工艺、镀铜、镀镍、镀铬几个工艺程序;

基材预处理包括：酸化、水洗、碱蚀、水洗四个步骤;

铝酸脱酸化采用铝酸脱水溶液处理，水溶液浓度为2-31%,操作温度20-33℃,处理时间20s-60s,然后进行水洗，水流量控制在20-32L/min；碱蚀采用碱粗化剂NaOH的水溶液处理，浓度为57-83g\L,温度控制在50-70℃,处理时间为20-30s, 然后进行水洗，水流量控制在20-32L/min；

B、四元合金沉锌工艺包括：一次硝酸处理、水洗、一次沉锌、水洗、二次硝酸处理、水洗、二次沉锌、水洗步骤组成;

一次硝酸处理使用硝酸溶液浓度为46-53%,温度为15-35℃,处理时间为5-25s,处理过程中维持溶液的波美度9-16范围，铝处理剂采用四元合金溶液做为铝处理剂，由包含四中金属离子的混合水溶液组成； 然后进行水洗，水流量控制在20-32L/min；水洗后使用铝处理剂浓度21-28%进行一次沉锌，温度控制在20-33℃间，处理时间为10-25s；然后进行水洗，水流量控制在25-37L/min；接着用浓度47-56%的硝酸进行二次硝酸处理，温度控制在15-35℃,处理时间为5-25s；紧接着再次进行水洗，水流量控制在25-37L/min；再使用浓度23-29%铝处理剂二次沉锌，温度控制在20-33℃间，处理时间为10-25s；最后水洗，温度与流量同二次水洗，水流量控制在25-37L/min；

C、镀铜工艺由焦磷酸铜、焦磷酸钾、柠檬酸铵共同组成的混合溶液进行镀铜工艺和水洗二个步骤组成，镀铜采用的镀液为焦磷酸铜、焦磷酸钾、柠檬酸铵组成的水溶液，带材镀铜完毕后经水洗清理后进入水洗工艺，使用焦磷酸铜溶液质量浓度58-70 g/L，温度45-55℃，波美度17-25；焦磷酸钾溶液质量浓度285-310 g/L，温度45-55℃，pH值3.7-4.0；柠檬酸铵溶液质量浓度19-33 g/L，温度45-55℃，氨水添加量每班1.3-1.9L； 最后水洗，水温控制在18-25℃, 流量27-39L/min；

D、镀镍工艺由硫酸镍、氯化镍、硼酸共同组成的混合溶液的镀镍工艺和水洗二个步骤组成，带材镀镍完毕后经水洗清理后进入水洗工艺，使用硫酸镍溶液质量浓度237-263 g/L，温度45-55℃，波美度14-19；氯化镍溶液质量浓度33-46 g/L，温度45-55℃，pH值3.7-4.0；硼酸溶液质量浓度31-47 g/L，温度45-55℃； 最后水洗，水温控制18-25℃, 流量27-39L/min，水洗期间严禁断水；

E、镀铬工艺由镀铬和水洗工艺两个步骤组成，镀铬采用的镀液为铬酸酐、三价铬、发黑剂组成的混合水溶液，带材镀铬完毕后经水洗清理后进入下水洗工序，使用铬酸酐溶液质量浓度387-416 g/L，温度18-25℃，按波美度21-30，电镀过程中及时补加铬酸酐；三价铬溶液质量浓度10-15 g/L，温度18-25℃；发黑剂流量 2-5k g/3h，温度18-25℃。

2.根据权利要求1所述的一种金属带材连续电镀高性能集热器黑铬涂层生产工艺，其特征在于：所述的水洗工艺中使用普通自来水，水温温度为18-25℃。

3.根据权利要求1所述的一种金属带材连续电镀高性能集热器黑铬涂层生产工艺，其特征在于：所述的镀铜工艺过程中，在进行该工艺过程中平均电流密度2.0-2.5安/平方分米，电压4.0-6.5伏，电镀时间25-40分钟，镀液采用蒸馏水或去离子水配置。

4.根据权利要求1所述的一种金属带材连续电镀高性能集热器黑铬涂层生产工艺，其特征在于：镀镍工艺过程中，在进行该工艺过程中平均电流密度4.5-6.0安/平方分米，电压5.0-6.0伏，电镀时间18-40分钟，镀液采用蒸馏水或去离子水配置。

5.根据权利要求1所述的一种金属带材连续电镀高性能集热器黑铬涂层生产工艺，其特征在于：镀铬工艺过程中，在进行该工艺过程中平均电流密度40-55安/平方分米，电压9-12伏，电镀时间18-30，镀液采用蒸馏水或去离子水配置。

6.根据权利要求1所述的一种金属带材连续电镀高性能集热器黑铬涂层生产工艺，其特征在于：所述的金属基材为不锈钢、铜带、铝带、铝合金和铜铝复合制作的金属带材。

7.根据权利要求1所述的一种金属带材连续电镀高性能集热器黑铬涂层生产工艺，其特征在于：所述的发黑剂为硝酸钠7-12g/L、硼酸3-5g/L构成的混合水溶液。

8.根据权利要求1所述的一种金属带材连续电镀高性能集热器黑铬涂层生产工艺，其特征在于：所述的三价铬是指溶液中所含的三价铬离子,由添加的三价铬金属盐和电镀过程中生8成的三价铬离子共同组成。

9.据权利要求1所述的一种金属带材连续电镀高性能集热器黑铬涂层生产工艺，其特征在于：所述的铝处理剂为镍Ni²⁺、锌Zn²⁺、钴Co²⁺、Ga镓²⁺四种离子的混合溶液。

10.根据权利要求1所述的一种金属带材连续电镀高性能集热器黑铬涂层生产工艺，其特征在于：所述的各工艺程序中操作时间的控制,是通过采用不同长度的溶液槽和带材移动速度相互配合实现；或者采用不同数量的等长度溶液槽和带材移动速度相互配合实现。