CN115896900A - 一种镀锡层表面钝化膜、镀锡板以及镀锡板表面的钝化方法 - Google Patents
一种镀锡层表面钝化膜、镀锡板以及镀锡板表面的钝化方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种镀锡层表面钝化膜、镀锡板以及镀锡板表面的钝化方法，属于金属表面处理技术领域，该镀锡层表面钝化膜包括第一钝化层，以及位于所述第一钝化层表面的第二钝化层；所述第一钝化层为含铬钝化膜层，且，所述含铬钝化膜层中Cr含量为3～6mg/m2；所述第二钝化层为Ti‑Zr系钝化膜层，且，所述Ti‑Zr系钝化膜中Ti元素以TiO2形式存在。使得所生产的镀锡板具有良好附着力、抗硫、抗酸、抗盐等性能外，还具有优良的耐蚀力、耐盐雾性能，同时该方法可适应0.5～11.2g/m2镀锡层，产线生产速度可满足500m/min技术要求。
Description
技术领域
本申请涉及金属表面处理技术领域，尤其涉及一种镀锡层表面钝化膜、镀锡板以及镀锡板表面的钝化方法。
背景技术
镀锡板是通过电镀锡作业获得的在两面镀覆锡层的冷轧低碳钢板或钢带。为提高镀锡板性能，通常需要在镀锡板表面进行钝化处理。现有钝化处理均形成一层单一钝化膜，其功能单一，无法满足复杂环境的使用要求。
目前，对于具有两层结构钝化膜的镀锡板的研究未见报道。
发明内容
本申请实施例提供了一种镀锡层表面钝化膜、镀锡板以及镀锡板表面的钝化方法，以解决现有镀锡板表面进行钝化处理均形成一层单一结构钝化膜，其功能单一，无法满足复杂环境的使用要求的技术问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种镀锡层表面钝化膜，所述镀锡层表面钝化膜包括第一钝化层，以及位于所述第一钝化层表面的第二钝化层；
所述第一钝化层为含铬钝化膜层，且，所述含铬钝化膜层中Cr含量为3～6mg/m2；
所述第二钝化层为Ti-Zr系钝化膜层，且，所述Ti-Zr系钝化膜中Ti元素以TiO2形式存在。
进一步地，所述第一钝化层是采用重铬酸钠通过电化学钝化方式形成。
进一步地，所述第二钝化层是采用Ti-Zr系钝化液通过化学钝化方式形成，且，所述第二钝化层中Ti元素含量为1～3mg/m2。
第二方面，本申请实施例提供了一种镀锡板，所述镀锡板包括钢材基板，位于所述钢材基板表面的镀锡层，以及位于所述镀锡层表面的钝化膜，所述钝化膜为第一方面所述的镀锡层表面钝化膜。
进一步地，所述镀锡层是采用MSA镀液体系通过软熔方式形成。
进一步地，所述镀锡层的镀锡量0.5～11.2g/m2。
第三方面，本申请实施例提供了一种镀锡板表面的钝化方法，所述钝化方法包括：
于表面含有镀锡层的所述镀锡板表面进行重铬酸钠电化学钝化，后采用Ti-Zr系钝化液化学钝化，在镀锡层表面得到第一方面所述的镀锡层表面钝化膜。
进一步地，所述镀锡层是采用MSA镀液体系通过软熔方式形成。
进一步地，所述重铬酸钠电化学钝化的工艺参数包括：重铬酸钠钝化液的浓度为20～30g/L；重铬酸钠钝化液的pH为4～5；钝化温度为35～50℃；钝化电流密度不超过2.0As/dm2。
进一步地，所述Ti-Zr系钝化液化学钝化的工艺参数包括：以质量分数计，Ti-Zr系钝化液浓度为5～15％。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本申请实施例提供了一种镀锡层表面钝化膜，该镀锡层表面钝化膜包括第一钝化层和第二钝化层。第一钝化层为含铬钝化膜层，控制含铬钝化膜层中Cr含量为3～6mg/m2，一方面，通过较高的Cr含量(不低于3mg/m2)，保证优异的耐蚀力；另一方面，防止Cr含量过高(高于6mg/m2)使得钝化膜过厚，从而导致镀锡板在制罐的涂印过程中与漆膜的结合力显著下降，使涂膜耐蚀力下降。位于所述第一钝化层表面的第二钝化层为Ti-Zr系钝化膜层，Ti-Zr系钝化膜层中Ti元素以TiO2形式存在，形成致密的钝化膜层，提升耐盐雾性能，同时进一步提升了含铬钝化膜层的耐腐蚀能力。因此，通过两层结构钝化膜的协同保护作用，实现其兼具有优异的耐蚀力和耐盐雾等性能，可满足复杂环境的使用要求。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的镀锡板表面的钝化方法所形成的镀锡板结构示意图；
其中，1-Ti-Zr系钝化膜层；2-含铬钝化膜层；3-镀锡层；4-锡铁合金层；5-钢材基板。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
镀锡板是通过电镀锡作业获得的在两面镀覆锡层的冷轧低碳钢板或钢带。为提高镀锡板性能，通常需要在镀锡板表面进行钝化处理。现有钝化处理均形成一层单一钝化膜，其功能单一，无法满足复杂环境的使用要求。
目前，对于具有两层结构钝化膜的镀锡板的研究未见报道。
本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种镀锡层表面钝化膜，所述镀锡层表面钝化膜包括第一钝化层，以及位于所述第一钝化层表面的第二钝化层；
所述第一钝化层为含铬钝化膜层，且，所述含铬钝化膜层中Cr含量为3～6mg/m2；
所述第二钝化层为Ti-Zr系钝化膜层，且，所述Ti-Zr系钝化膜中Ti元素以TiO2形式存在。
本申请实施例提供了一种镀锡层表面钝化膜，该镀锡层表面钝化膜包括第一钝化层和第二钝化层。第一钝化层为含铬钝化膜层，控制含铬钝化膜层中Cr含量为3～6mg/m2，一方面，通过较高的Cr含量(不低于3mg/m2)，保证优异的耐蚀力；另一方面，防止Cr含量过高(高于6mg/m2)使得钝化膜过厚，从而导致镀锡板在制罐的涂印过程中与漆膜的结合力显著下降，使涂膜耐蚀力下降。位于所述第一钝化层表面的第二钝化层为Ti-Zr系钝化膜层，Ti-Zr系钝化膜层中Ti元素以TiO2形式存在，形成致密的钝化膜层，提升耐盐雾性能，同时进一步提升了含铬钝化膜层的耐腐蚀能力。因此，通过两层结构钝化膜的协同保护作用，实现其兼具有优异的耐蚀力和耐盐雾等性能，可满足复杂环境的使用要求。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述第一钝化层是采用重铬酸钠通过电化学钝化方式形成。
本申请中，通过采用重铬酸钠通过电化学钝化方式形成的含铬钝化膜层作为第一钝化层，Cr以Cr2O3和Cr(OH)3形式存在，通过较高的Cr含量，即较高的Cr2O3和Cr(OH)3保证优异的耐蚀力。本申请中重铬酸钠钝化液可直接购买市售产品。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述第二钝化层是采用Ti-Zr系钝化液通过化学钝化方式形成，且，所述第二钝化层中Ti元素含量为1～3mg/m2。
本申请中，通过采用Ti-Zr系钝化液通过化学钝化方式形成Ti-Zr系钝化膜作为第二钝化层，Ti-Zr系钝化膜层中Ti元素以TiO2形式存在，形成致密的钝化膜层，提升耐盐雾性能，同时进一步提升了含铬钝化膜层的耐腐蚀能力。同时，控制Ti元素含量为1～3mg/m2的原因是Ti含量低于1mg/m2时无铬钝化膜厚过薄，耐盐雾性能低；Ti含量高于3mg/m2时无铬钝化膜厚过厚，镀锡板在制罐的涂印过程中与漆膜的结合力显著下降，使涂膜耐蚀力下降。本申请中Ti-Zr系钝化液可直接购买市售产品。
第二方面，基于相同的发明构思，本申请实施例提供了一种镀锡板，所述镀锡板包括钢材基板，位于所述钢材基板表面的镀锡层，以及位于所述镀锡层表面的钝化膜，所述钝化膜为第一方面所述的镀锡层表面钝化膜。
本申请实施例提供的镀锡板，由于包括第一方面的所述镀锡层表面钝化膜，自然具有其相应的特点，即具有优异的耐蚀力、耐盐雾等性能。需要说明的是，本申请中所述“镀锡层”应理解为“含有锡元素的镀层”，包括“锡元素与钢材基板形成的锡铁合金层”和“纯锡层”中的至少一种。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述镀锡层是采用MSA镀液体系通过软熔方式形成。
本申请中，镀锡层是采用MSA镀液体系通过软熔方式形成，实现电镀锡绿色化，所得镀锡层包括位于钢材基板表面的锡铁合金层以及位于锡铁合金层表面的纯锡层。较佳地，软熔采用纯感应软熔，软熔温度为250～300℃，感应软熔离淬水槽距离为4.2～6.5m，主要目的是形成锡铁合金层，进一步提升镀锡板的耐蚀性，满足高速电镀锡生产要求；且采用非接触式的纯感应软熔方式，可有效降低表面缺陷的产生。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述镀锡层的镀锡量0.5～11.2g/m2。
本申请中，镀锡层的镀锡量0.5～11.2g/m2，在钢材基板表面形成致密镀锡层，提升镀锡板的性能。
第三方面，基于相同的发明构思，本申请实施例提供了一种镀锡板表面的钝化方法，所述钝化方法包括：
于表面含有镀锡层的所述镀锡板表面进行重铬酸钠电化学钝化，后采用Ti-Zr系钝化液化学钝化，在镀锡层表面得到第一方面所述的镀锡层表面钝化膜。
本申请实施例提供的镀锡板表面的钝化方法，通过采用先进行重铬酸钠电化学钝化，后采用Ti-Zr系钝化液化学钝化，实现在镀锡板表面得到具有两层结构的钝化膜，可得到具有良好附着力、抗硫、抗酸、抗盐性能，以及优良的耐蚀力、耐盐雾性能的镀锡板。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述镀锡层是采用MSA镀液体系通过软熔方式形成。
本申请中，较佳地，采用非接触式的纯感应软熔方式，可有效降低表面缺陷的产生；；同时由于采用MSA环保镀液可满足电镀绿色化发展要求。该钝化方法可适应0.5～11.2g/m2镀锡层，产线生产速度可满足500m/min技术要求。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述重铬酸钠电化学钝化的工艺参数包括：重铬酸钠钝化液的浓度为20～30g/L；重铬酸钠钝化液的pH为4～5；钝化温度为35～50℃；钝化电流密度不超过2.0As/dm2。
本申请中，通过上述参数的控制，可实现作为第一钝化层的含铬钝化膜层中Cr含量为3～6mg/m2。一方面，通过较高的Cr含量(不低于3mg/m2)，保证优异的耐蚀力；另一方面，防止Cr含量过高(高于6mg/m2)使得钝化膜过厚，从而导致镀锡板在制罐的涂印过程中与漆膜的结合力显著下降，使涂膜耐蚀力下降。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述Ti-Zr系钝化液化学钝化的工艺参数包括：以质量分数计，Ti-Zr系钝化液浓度为5～15％。
本申请中，控制Ti-Zr系钝化液浓度为5～15％，可实现作为第二钝化层的Ti-Zr系钝化膜中Ti元素含量为1～3mg/m2。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
实施例1
本例提供一种镀锡板表面的钝化方法，具体包括以下步骤：
获得0.20mm厚度连退或罩退电镀基板，然后钢材基板经过脱脂、酸洗、电镀锡、助熔、软熔、重铬酸钠电化学钝化、采用Ti-Zr系钝化液化学钝化、涂油，获得镀锡板钢卷或钢板。其中，电镀锡为MSA镀液体系，镀锡量0.5g/m2，软熔为纯感应软熔，软熔温度为250℃，感应软熔离淬水槽距离为4.2m，钝化先采用重铬酸钠电化学钝化，再采用Ti-Zr系钝化液化学钝化，形成钝化膜，且电化学钝化中采用重铬酸钠钝化液，浓度为24g/L，pH值为4.3，温度为41℃，电流密度为0.4As/dm2，含铬钝化膜中Cr含量3.8mg/m2；化学钝化中采用浓度为6％的Ti-Zr系钝化液，钝化膜中Ti元素含量1.8mg/m2。
经过上述工艺获得的镀锡板结构示意图如图1所示，按QB/T 2763对镀锡板的进行检测，附着力达到1级，抗硫1级，抗酸、抗盐合格，耐蚀力1级，盐雾2h不生锈。
实施例2
本例提供一种镀锡板表面的钝化方法，具体包括以下步骤：
获得0.17mm厚度连退或罩退电镀基板，然后钢材基板经过脱脂、酸洗、电镀锡、助熔、软熔、重铬酸钠电化学钝化、采用Ti-Zr系钝化液化学钝化、涂油，获得镀锡板钢卷或钢板，其中，电镀锡为MSA镀液体系，镀锡量11.2g/m2，软熔为纯感应软熔，软熔温度为290℃，感应软熔离淬水槽距离为6.5m，钝化先采用重铬酸钠电化学钝化，再采用Ti-Zr系钝化液化学钝化，形成钝化膜，且电化学钝化中采用重铬酸钠钝化液，浓度为26g/L，PH值为4.5，温度为43℃，电流密度为1.0As/dm2，含铬钝化膜中Cr含量5.4mg/m2；化学钝化中采用浓度为13％的Ti-Zr系钝化液，钝化膜中Ti元素含量2.3mg/m2。
经过上述工艺获得的镀锡板按QB/T 2763进行检测，附着力达到1级，抗硫1级，抗酸、抗盐合格，耐蚀力1级，盐雾6h不生锈。
实施例3
本例提供一种镀锡板表面的钝化方法，具体包括以下步骤：
获得0.50mm厚度连退或罩退电镀基板，然后钢材基板经过脱脂、酸洗、电镀锡、助熔、软熔、重铬酸钠电化学钝化、采用Ti-Zr系钝化液化学钝化、涂油，获得镀锡板钢卷或钢板，其中，电镀锡为MSA镀液体系，镀锡量2.8g/m2，软熔为纯感应软熔，软熔温度为260℃，感应软熔离淬水槽距离为4.2m，钝化先采用重铬酸钠电化学钝化，再采用Ti-Zr系钝化液化学钝化，形成钝化膜，且电化学钝化中采用重铬酸钠钝化液，浓度为25g/L，pH值为4.4，温度为44℃，电流密度为0.5As/dm2，含铬钝化膜中Cr含量4.2mg/m2；化学钝化中采用浓度为10％的Ti-Zr系钝化液，钝化膜中Ti元素含量2.1mg/m2。
经过上述工艺获得的镀锡板按QB/T 2763进行检测，附着力达到1级，抗硫1级，抗酸、抗盐合格，耐蚀力1级，盐雾4h不生锈。
对比例1
获得0.20mm厚度连退或罩退电镀基板，然后钢材基板经过脱脂、酸洗、电镀锡、助熔、软熔、重铬酸钠电化学钝化、采用Ti-Zr系钝化液化学钝化、涂油，获得镀锡板钢卷或钢板。其中，电镀锡为MSA镀液体系，镀锡量0.5g/m2，软熔为纯感应软熔，软熔温度为250℃，感应软熔离淬水槽距离为4.2m，钝化先采用重铬酸钠电化学钝化，再采用Ti-Zr系钝化液化学钝化，形成钝化膜，且电化学钝化中采用重铬酸钠钝化液，浓度为24g/L，pH值为4.3，温度为41℃，电流密度为0.1As/dm2，含铬钝化膜中Cr含量2mg/m2；化学钝化中采用浓度为6％的Ti-Zr系钝化液，钝化膜中Ti元素含量1.8mg/m2。
本例提供一种镀锡板表面的钝化方法，与实施例1的区别仅在于：含铬钝化膜层中Cr含量为2mg/m2；其余步骤及参数均相同。
经过上述工艺获得的镀锡板按QB/T 2763进行检测，附着力达到1级，抗硫3级，抗酸、抗盐合格，耐蚀力2级，盐雾2h不生锈。
对比例2
获得0.20mm厚度连退或罩退电镀基板，然后钢材基板经过脱脂、酸洗、电镀锡、助熔、软熔、重铬酸钠电化学钝化、采用Ti-Zr系钝化液化学钝化、涂油，获得镀锡板钢卷或钢板。其中，电镀锡为MSA镀液体系，镀锡量0.5g/m2，软熔为纯感应软熔，软熔温度为250℃，感应软熔离淬水槽距离为4.2m，钝化先采用重铬酸钠电化学钝化，再采用Ti-Zr系钝化液化学钝化，形成钝化膜，且电化学钝化中采用重铬酸钠钝化液，浓度为24g/L，pH值为4.3，温度为41℃，电流密度为4As/dm2，含铬钝化膜中Cr含量7mg/m2；化学钝化中采用浓度为6％的Ti-Zr系钝化液，钝化膜中Ti元素含量1.8mg/m2。
本例提供一种镀锡板表面的钝化方法，与实施例1的区别仅在于：含铬钝化膜层中Cr含量为7mg/m2；其余步骤及参数均相同。
经过上述工艺获得的镀锡板按QB/T 2763进行检测，附着力达到3级，抗硫2级，抗酸、抗盐合格，耐蚀力2级，盐雾2h不生锈。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种镀锡层表面钝化膜，其特征在于，所述镀锡层表面钝化膜包括第一钝化层，以及位于所述第一钝化层表面的第二钝化层；
所述第一钝化层为含铬钝化膜层，且，所述含铬钝化膜层中Cr含量为3～6mg/m2；
所述第二钝化层为Ti-Zr系钝化膜层，且，所述Ti-Zr系钝化膜中Ti元素以TiO2形式存在。
2.根据权利要求1所述的镀锡层表面钝化膜，其特征在于，所述第一钝化层是采用重铬酸钠通过电化学钝化方式形成。
3.根据权利要求1所述的镀锡层表面钝化膜，其特征在于，所述第二钝化层是采用Ti-Zr系钝化液通过化学钝化方式形成，且，所述第二钝化层中Ti元素含量为1～3mg/m2。
4.一种镀锡板，所述镀锡板包括钢材基板，位于所述钢材基板表面的镀锡层，以及位于所述镀锡层表面的钝化膜，其特征在于，所述钝化膜为权利要求1～3任一项所述的镀锡层表面钝化膜。
5.根据权利要求4所述的镀锡板，所述镀锡层是采用MSA镀液体系通过软熔方式形成。
6.根据权利要求4所述的镀锡板，所述镀锡层的镀锡量0.5～11.2g/m2。
7.一种镀锡板表面的钝化方法，其特征在于，所述钝化方法包括：
于表面含有镀锡层的所述镀锡板表面进行重铬酸钠电化学钝化，后采用Ti-Zr系钝化液化学钝化，在镀锡层表面得到权利要求1～3任一项所述的镀锡层表面钝化膜。
8.根据权利要求7所述的镀锡板表面的钝化方法，其特征在于，所述镀锡层是采用MSA镀液体系通过软熔方式形成。
9.根据权利要求7所述的镀锡板表面的钝化方法，其特征在于，所述重铬酸钠电化学钝化的工艺参数包括：重铬酸钠钝化液的浓度为20～30g/L；重铬酸钠钝化液的pH为4～5；钝化温度为35～50℃；钝化电流密度不超过2.0As/dm2。
10.根据权利要求7所述的镀锡板表面的钝化方法，其特征在于，所述Ti-Zr系钝化液化学钝化的工艺参数包括：以质量分数计，Ti-Zr系钝化液浓度为5～15％。
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|---|---|---|---|---|
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| CN117328052A (zh) * | 2023-10-10 | 2024-01-02 | 鞍钢股份有限公司 | 一种含铬与无铬复合钝化热浸镀钢板及其制造方法 |
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- 2022-09-29 CN CN202211204314.4A patent/CN115896900A/zh active Pending
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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