CN118028704A - 抗缩孔镀锡板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种抗缩孔镀锡板及其生产方法。抗缩孔镀锡板包括基板、镀覆于基板表面的镀锡层、形成于镀锡层表面的钝化层、以及涂覆于钝化层表面的油层，镀锡层包括纯锡层以及形成于基板与纯锡层结合处的合金锡层，镀锡层的单位面积含锡量为1.1~5.6g/m2，合金锡层的单位面积含锡量为0.3~1.5g/m2，钝化层以Cr计的钝化量为3~5mg/m2，油层的单位面积涂油量为3~5mg/m2，镀锡板的表面粗糙度Ra值为0.4~0.6μm，Rpc值为75~100个/cm，Rsk值为0.5~0.6，表面附着力等级为1级，下线后镀锡板的表面张力≥34mN/m，露天存放72h后镀锡板的表面张力≥30mN/m。
Description
技术领域
本发明属于钢铁材料制备技术领域，具体涉及一种抗缩孔镀锡板及其生产方法。
背景技术
镀锡板是在薄的钢板上镀覆锡层制备而成，具有良好的耐蚀性能、冲压性能和焊接性能，被广泛应用于食品包装行业，下游客户在使用时通常需要在镀锡层外印涂一层油基或酚醛类涂料，又称“印铁”。
而印铁效果的好坏通常取决于镀锡板与涂料的涂饰性能。镀锡板在生产下线后的包装、运输和储存过程中，存在表面性能衰退的现象，具体表现为其表面张力衰减、润湿性能下降，这将会严重影响镀锡板的涂饰性能进而影响印铁效果。尤其在我国南方的一些高湿高热地区，梅雨季节时，镀锡板的表面润湿性下降现象更为严重，印铁过程中易出现缩孔、针孔等漏涂问题，无法满足下游客户对产品性能的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗缩孔镀锡板以及抗缩孔镀锡板的生产方法，以解决现有镀锡板在印铁过程中易出现缩孔、针孔等导致漏涂的问题。
为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供了一种抗缩孔镀锡板，包括基板、镀覆于所述基板表面的镀锡层、形成于所述镀锡层表面的钝化层、以及涂覆于所述钝化层表面的油层，所述镀锡层包括纯锡层以及形成于所述基板与所述纯锡层结合处的合金锡层，所述镀锡层的单位面积含锡量为1.1~5.6g/m2，所述合金锡层的单位面积含锡量为0.3~1.5g/m2，所述钝化层以Cr计的钝化量为3~5mg/m2，所述油层的单位面积涂油量为3~5mg/m2，所述镀锡板的表面粗糙度Ra值为0.4~0.6μm，Rpc值为75~100个/cm，Rsk值为0.5~0.6，所述镀锡板的表面附着力等级为1级，下线后所述镀锡板的表面张力≥34mN/m，露天存放72h后所述镀锡板的表面张力≥30mN/m。
作为本发明一实施方式的进一步改进，1.1g/m2≤所述镀锡层的单位面积含锡量<2.8g/m2，所述合金锡层的单位面积含锡量为0.3~0.8g/m2。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述镀锡层的单位面积含锡量为2.8~5.6g/m2，所述合金锡层的单位面积含锡量为0.5~1.5g/m2。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述基板的化学成分以质量百分比计包括：C 0.045~0.055%，Si 0.001~0.003%，Mn 0.16~0.24%，P≤0.015%，S≤0.01%，Cr≤0.1%，Ni≤0.1%，Cu≤0.1%，Al 0.03~0.05%；其余为Fe和不可避免的杂质。
为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式还提供了一种抗缩孔镀锡板的生产方法，包括对基板依序进行平整、碱洗处理、酸洗处理、电镀、软熔、钝化、涂油工序，得到抗缩孔镀锡板；
所述平整工序中，采用两机架工作辊对所述基板进行平整，控制一机架工作辊的表面粗糙度Ra值为1.6~1.8μm，Rpc值为100~120个/cm，Rsk值为-1.0~-0.4；控制二机架工作辊的表面粗糙度Ra值为0.50~0.75μm，Rpc值为100~120个/cm，Rsk值为-1.0~-0.2；
所述碱洗处理工序包括碱喷洗和电解碱洗；
所述酸洗处理工序包括电解酸洗、漂洗和化学酸洗；
所述电镀工序中，电镀液采用MSA电镀液，其中MSA的浓度为120~135g/L，游离酸的浓度为25~45mL/L，Sn2+离子浓度为8~40g/L，电镀温度为30~50℃；
所述软熔工序中，软熔温度为250~280℃，软熔时间为1~2s；
所述钝化工序采用浓度为20~30g/L的Na2Cr2O7·2H2O水溶液作为钝化液底液，并在其中添加NaOH和铬酸酐，控制钝化液的pH值为4~4.5。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述平整工序中，经过一机架平整后，所述基板的表面粗糙度Ra值为1.0~1.2μm，Rpc值为80~100个/cm，Rsk值为0.4~0.6；经过二机架平整后，所述基板的表面粗糙度Ra值为0.45~0.65μm，Rpc值为80~110个/cm，Rsk值为0.4~0.6；
所得抗缩孔镀锡板的表面粗糙度Ra值为0.4~0.6μm，Rpc值为75~100个/cm，Rsk值为0.5~0.6。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述平整工序中，控制二机架工作辊的表面粗糙度Ra值为0.50~0.70μm，Rpc值为100~120个/cm，Rsk值为-1.0~-0.4；经过二机架平整后，所述基板的表面粗糙度Ra值为0.45~0.60μm，Rpc值为80~100个/cm，Rsk值为0.45~0.60；
所述软熔工序中，软熔温度为250~275℃，软熔时间为1~1.8s；
所得抗缩孔镀锡板中，1.1g/m2≤镀锡层的单位面积含锡量<2.8g/m2，合金锡层的单位面积含锡量为0.3~0.8g/m2。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述平整工序中，控制二机架工作辊的表面粗糙度Ra值为0.55~0.75μm，Rpc值为100~120个/cm，Rsk值为-0.8~-0.2；经过二机架平整后，所述基板的表面粗糙度Ra值为0.50~0.65μm，Rpc值为80~110个/cm，Rsk值为0.40~0.55；
所述软熔工序中，软熔温度为255~280℃，软熔时间为1.2~2s；
所得抗缩孔镀锡板中，镀锡层的单位面积含锡量为2.8~5.6g/m2，合金锡层的单位面积含锡量为0.5~1.5g/m2。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述碱洗处理工序中，碱喷洗的溶液采用浓度为10~20g/L的NaOH溶液，溶液温度为40~60℃，溶液的喷射流量为5L/(min·m2)，喷射压力为20N/cm2；
电解碱洗的溶液中，NaOH的浓度为10~15g/L，Na2CO3的浓度为3~5g/L，溶液温度为40~60℃，电流密度为10~15A/dm2。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述酸洗处理工序中，电解酸洗的溶液采用浓度为50~120g/L的H2SO4溶液，溶液温度为40~60℃，电流密度为10~15A/dm2；
漂洗的溶液采用脱盐水，其电导率为0~10μs/cm2，溶液温度为55~70℃，溶液的喷射流量为5L/(min·m2)，喷射压力为20N/cm2；
化学酸洗的溶液采用MSA电镀液，其中MSA的浓度为60~70g/L，游离酸的浓度为10~20mL/L，溶液中Sn2+离子浓度为8~20g/L，溶液温度为30~50℃。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述软熔工序中，先采用高频纯电感软熔加热法进行软熔，之后进行淬水，淬水温度为70~80℃。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述钝化工序中，钝化温度为41~43℃，钝化的电流密度为6~10 A/dm2。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述涂油工序采用静电立式涂油，油采用浓度为2~5mg/m2的DOS-A油，涂油温度为30~45℃，电离室的电压为20kV。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
（1）本发明的抗缩孔镀锡板的润湿性能良好且稳定，具有优异的表面涂饰性能和较强的抗缩孔能力，在生产下线后的运输、周转和储存过程中能够保证镀锡板表面涂饰性能的稳定，大幅降低了印铁缩孔等缺陷的发生率，在高温高湿环境下长期储存后仍能够满足下游高端客户的印铁需求。
（2）本发明的抗缩孔镀锡板的生产方法，通过对镀锡板生产方法中各工序的控制，通过平整、碱洗处理、酸洗处理、电镀和软熔工序的相互配合调控镀锡板的表面轮廓，通过控制表面粗糙度Ra值、Rpc值能够提升镀锡板表面与印铁涂料的实际接触面积，控制Rsk值为正值能够降低表面轮廓中波谷所占比例，进而减少镀锡板在高湿高热天气下的水汽积累，避免表面涂油回流，提升镀锡板表面润湿性能的均匀性，解决镀锡板在高湿高热天气下储存的表面张力衰减问题，进一步通过钝化工序保护镀锡层，避免锡的过度氧化而使镀锡板表面润湿性变差，结合涂油工序，进一步降低表面涂油回流导致板面涂油不均的可能性。
具体实施方式
以下将结合具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
本发明一实施方式提供了一种抗缩孔镀锡板的生产方法，以及一种采用所述生产方法制备而成的抗缩孔镀锡板。
在本实施方式中，所述抗缩孔镀锡板包括基板、镀覆于所述基板表面的镀锡层、形成于所述镀锡层表面的钝化层、以及涂覆于所述钝化层表面的油层，所述镀锡层包括纯锡层以及形成于所述基板与所述纯锡层结合处的合金锡层。
其中，所述镀锡层的单位面积含锡量为1.1~5.6g/m2，所述合金锡层的单位面积含锡量为0.3~1.5g/m2，所述钝化层以Cr计的钝化量为3~5mg/m2，所述油层的单位面积涂油量为3~5mg/m2，所述镀锡板的表面粗糙度Ra值为0.4~0.6μm，Rpc值为75~100个/cm，Rsk值为0.5~0.6，所述镀锡板的表面附着力等级为1级，下线后所述镀锡板的表面张力≥34mN/m，露天存放72h后所述镀锡板的表面张力≥30mN/m。
该镀锡板的润湿性能良好且稳定，具有优异的表面涂饰性能和较强的抗缩孔能力，在生产下线后的运输、周转和储存过程中能够保证镀锡板表面涂饰性能的稳定，大幅降低了印铁缩孔等缺陷的发生率，在高温高湿环境下长期储存后仍能够满足下游高端客户的印铁需求。
其中，表面粗糙度Ra值表示一个表面上峰和谷相对于参考线的平均高度差，Ra值越大，表面越粗糙，反之表面越平坦；Rpc值表示单位长度内的轮廓波峰数，表征表面粗糙轮廓的峰密度；Rsk值表示表面轮廓的偏斜度，表面峰占多数时，Rsk值为正值；表面谷占多数时，Rsk值为负值。
在一定范围内，Ra值越大，Rpc值越大，印铁时镀锡板与涂料之间的实际接触面积越大，机械铆合力也越强，镀锡板的涂饰性能越好；高湿高热环境下镀锡板表面容易吸附水汽，表面谷可以为镀锡板表面吸附的水汽提供场所，也会导致镀锡板表面原本均匀涂布的油向表面谷处回流，从而导致镀锡板表面成分更加不均匀，进而导致印铁缩孔。
作为一种优选的方案，所述抗缩孔镀锡板中，1.1g/m2≤所述镀锡层的单位面积含锡量<2.8g/m2，所述合金锡层的单位面积含锡量为0.3~0.8g/m2，该镀锡板由于含锡量相对较低，其氧化物含量也较低，表面粗糙度也相对容易控制，具有优异的耐腐蚀性和附着力，如此可以适用于酸性功能性饮料包装罐，以及需要更高附着力的包装材料，如八宝粥罐等。
作为另一种优选的方案，所述抗缩孔镀锡板中，所述镀锡层的单位面积含锡量为2.8~5.6g/m2，所述合金锡层的单位面积含锡量为0.5~1.5g/m2，该镀锡板由于含锡量相对较高，可以保持良好的饮料口味，因此适用于对口感要求较高的饮料包装罐，如椰汁饮料罐等。
优选地，所述基板为T4-CA钢板。其中，T4表示钢板的调质度，CA表示连续退火。
更优选地，所述基板的化学成分以质量百分比计包括：C 0.045~0.055%，Si 0.001~0.003%，Mn 0.16~0.24%，P≤0.015%，S≤0.01%，Cr≤0.1%，Ni≤0.1%，Cu≤0.1%，Al 0.03~0.05%；其余为Fe和不可避免的杂质。通过该化学成分设计方案，可以确保基板的调制度、硬度、表面偏析程度满足食品包装材料的要求。
本发明另一实施方式还提供了一种抗缩孔镀锡板的生产方法，包括对基板依序进行平整、碱洗处理、酸洗处理、电镀、软熔、钝化、涂油工序，得到抗缩孔镀锡板。
所述基板优选采用T4-CA钢板。所述基板的厚度优选为0.18~0.21mm，以满足食品包装行业对镀锡板的产品要求。
更优选地，所述基板的化学成分以质量百分比计包括：C 0.045~0.055%，Si 0.001~0.003%，Mn 0.16~0.24%，P≤0.015%，S≤0.01%，Cr≤0.1%，Ni≤0.1%，Cu≤0.1%，Al 0.03~0.05%；其余为Fe和不可避免的杂质。通过对基板化学成分进行设计，可以保证镀锡板具有优异的力学性能。
以下对抗缩孔镀锡板的生产方法进行展开描述。
（1）平整工序
采用两机架工作辊对所述基板进行平整，控制一机架工作辊的表面粗糙度Ra值为1.6~1.8μm，Rpc值为100~120个/cm，Rsk值为-1.0~-0.4；控制二机架工作辊的表面粗糙度Ra值为0.50~0.75μm，Rpc值为100~120个/cm，Rsk值为-1.0~-0.2。通过对两机架工作辊的表面粗糙度分别进行设置，可以控制平整后的基板的表面轮廓，进而保证最终制备的抗缩孔镀锡板的表面粗糙度Ra值、Rpc值、Rsk值满足要求，从而控制最终制备的抗缩孔镀锡板的表面轮廓。
其中，基板在经过工作辊后对工作辊的表面进行复印，Ra值、Rpc值是正相关复印，也即若工作辊的Ra值、Rpc值为正值，则平整后基板表面的Ra值、Rpc值也为正值；而Rsk值为负相关复印，也即若工作辊的Rsk值为正值，则复印至基板上后基板表面呈现为负值，反之亦然。
经过一机架平整后，所述基板的表面粗糙度Ra值为1.0~1.2μm，Rpc值为80~100个/cm，Rsk值为0.4~0.6；经过二机架平整后，所述基板的表面粗糙度Ra值为0.45~0.65μm，Rpc值为80~110个/cm，Rsk值为0.4~0.6。如此，为最终制备表面粗糙度Ra值为0.4~0.6μm，Rpc值为75~100个/cm，Rsk值为0.5~0.6的抗缩孔镀锡板奠定了基础。
（2）碱洗处理工序
包括先后进行的碱喷洗和电解碱洗。首先通过碱喷洗对基板表面进行清洁，以去除基板表面残留的油脂或油类杂质，进一步通过电解碱洗对基板表面进一步清洁和活化，以提升后续电镀时的电镀效率、以及镀锡层与基板之间的结合力，提升电镀质量。
优选地，碱喷洗的溶液采用浓度为10~20g/L的NaOH溶液，溶液温度为40~60℃，溶液的喷射流量为5L/(min·m2)，喷射压力为20N/cm2。
优选地，电解碱洗的溶液中，NaOH的浓度为10~15g/L，Na2CO3的浓度为3~5g/L，溶液温度为40~60℃，电流密度为10~15A/dm2。
（3）酸洗处理工序
包括电解酸洗、漂洗和化学酸洗。通过酸洗处理对基板表面进一步进行清洁和活化，以去除基板表面的氧化膜，进而提升后续的电镀质量。
优选地，电解酸洗的溶液采用浓度为50~120g/L的H2SO4溶液，溶液温度为40~60℃，电流密度为10~15A/dm2。
优选地，漂洗的溶液采用脱盐水，其电导率为0~10μs/cm2，溶液温度为55~70℃，溶液的喷射流量为5L/(min·m2)，喷射压力为20N/cm2。
优选地，化学酸洗的溶液采用MSA电镀液，其中MSA的浓度为60~70g/L，游离酸的浓度为10~20mL/L，溶液中Sn2+离子浓度为8~20g/L，溶液温度为30~50℃。经化学酸洗后，基板表面残留低浓度的MSA电镀液，以避免后续电镀时MSA电镀液被稀释。
（4）电镀工序
电镀液采用MSA电镀液，其中MSA的浓度为120~135g/L，游离酸的浓度为25~45mL/L，Sn2+离子浓度为8~40g/L，电镀温度为30~50℃。通过电镀工序在基板表面镀覆镀锡层，并对含锡量进行控制，提高镀锡层与基板的结合力。
（5）软熔工序
通过软熔使纯锡层与基板结合处形成合金锡层，进一步增强镀层与基板的结合力，此外，由于熔融锡具有回流特性，在自身重力作用下对镀锡板表面的凹坑产生一定的填平效果，经过软熔后，镀锡板的表面粗糙度Ra值、Rpc值略有下降，而Rsk值略有回升。
具体地，软熔温度为250~280℃，软熔时间为1~2s，通过控制软熔温度和时间以避免软熔不完全或过软熔，以达到镀锡板的目标含锡量。
优选地，该工序中，先采用高频纯电感软熔加热法进行软熔，之后进行淬水，淬水温度为70~80℃。
经过软熔后，镀锡板的表面粗糙度Ra值为0.4~0.6μm，Rpc值为75~100个/cm，Rsk值为0.5~0.6。
（6）钝化工序
采用浓度为20~30g/L的Na2Cr2O7·2H2O水溶液作为钝化液底液，并在其中添加NaOH和铬酸酐，控制钝化液的pH值为4~4.5。如此，可以提升镀锡板的表面附着力、耐腐蚀性、抗划伤性和抗氧化性，保证镀锡板具有优异的润湿性，还可以提高钝化效率，提高Cr的析出率，保证钝化质量。
优选地，钝化温度为41~43℃，钝化的电流密度为6~10 A/dm2。
（7）涂油工序
通过涂油可以进一步提升镀锡板的耐腐蚀性、抗划伤性和抗氧化性，同时保证其具有优异的润湿性。
优选采用静电立式涂油，油采用浓度为2~5mg/m2的DOS-A油，涂油温度为30~45℃，电离室的电压为20kV。DOS-A油的浓度更优选为3mg/m2。
基于上述生产方法，制备得到抗缩孔镀锡板，其包括基板、镀覆于所述基板表面的镀锡层、形成于所述镀锡层表面的钝化层、以及涂覆于所述钝化层表面的油层，所述镀锡层包括纯锡层以及形成于所述基板与所述纯锡层结合处的合金锡层。
其中，所述镀锡层的单位面积含锡量为1.1~5.6g/m2，所述合金锡层的单位面积含锡量为0.3~1.5g/m2，所述钝化层以Cr计的钝化量为3~5mg/m2，所述油层的单位面积涂油量为3~5mg/m2，所述镀锡板的表面粗糙度Ra值为0.4~0.6μm，Rpc值为75~100个/cm，Rsk值为0.5~0.6，所述镀锡板的表面附着力等级为1级，下线后所述镀锡板的表面张力≥34mN/m，露天存放72h后所述镀锡板的表面张力≥30mN/m。
该镀锡板的润湿性能良好且稳定，具有优异的表面涂饰性能和较强的抗缩孔能力，在生产下线后的运输、周转和储存过程中能够保证镀锡板表面涂饰性能的稳定，大幅降低了印铁缩孔等缺陷的发生率，在高温高湿环境下长期储存后仍能够满足下游高端客户的印铁需求。
综上，通过对镀锡板生产方法中各工序的控制，通过平整、碱洗处理、酸洗处理、电镀和软熔工序的相互配合调控镀锡板的表面轮廓，通过控制表面粗糙度Ra值、Rpc值能够提升镀锡板表面与印铁涂料的实际接触面积，控制Rsk值为正值能够降低表面轮廓中波谷所占比例，进而减少镀锡板在高湿高热天气下的水汽积累，避免表面涂油回流，提升镀锡板表面润湿性能的均匀性，解决镀锡板在高湿高热天气下储存的表面张力衰减问题，进一步通过钝化工序保护镀锡层，避免锡的过度氧化而使镀锡板表面润湿性变差，结合涂油工序，进一步降低表面涂油回流导致板面涂油不均的可能性。
作为一优选方案，所述平整工序中，控制二机架工作辊的表面粗糙度Ra值为0.50~0.70μm，Rpc值为100~120个/cm，Rsk值为-1.0~-0.4；对应地，经过二机架平整后，所述基板的表面粗糙度Ra值为0.45~0.60μm，Rpc值为80~100个/cm，Rsk值为0.45~0.60；
所述软熔工序中，软熔温度为250~275℃，软熔时间为1~1.8s；
最终所得抗缩孔镀锡板中，1.1g/m2≤所述镀锡层的单位面积含锡量<2.8g/m2，所述合金锡层的单位面积含锡量为0.3~0.8g/m2，且所得抗缩孔镀锡板的表面粗糙度Ra值为0.4~0.6μm，Rpc值为75~100个/cm，Rsk值为0.5~0.6。
作为另一优选方案，所述平整工序中，控制二机架工作辊的表面粗糙度Ra值为0.55~0.75μm，Rpc值为100~120个/cm，Rsk值为-0.8~-0.2；对应地，经过二机架平整后，所述基板的表面粗糙度Ra值为0.50~0.65μm，Rpc值为80~110个/cm，Rsk值为0.40~0.55；
所述软熔工序中，软熔温度为255~280℃，软熔时间为1.2~2s；
最终所得抗缩孔镀锡板中，所述镀锡层的单位面积含锡量为2.8~5.6g/m2，所述合金锡层的单位面积含锡量为0.5~1.5g/m2，且所得抗缩孔镀锡板的表面粗糙度Ra值为0.4~0.6μm，Rpc值为75~100个/cm，Rsk值为0.5~0.6。
这样，根据所需制备的镀锡板的含锡量，对机架工作辊的表面粗糙度和软熔工序进行设置，进而控制镀锡板基板的表面轮廓，从而影响最终制备的镀锡板的表面轮廓、含锡量、油分布情况，提高镀锡板表面性能的稳定性。
上文所列出的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所做的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
下面通过具体实施例1~3来进一步说明本发明的有益效果，当然，这3个实施例仅为本发明所含众多变化实施例中的一部分，而非全部。
实施例1至3分别提供了一种抗缩孔镀锡板，基板均采用T4-CA钢板，厚度均在0.18~0.21mm内，3个实施例的基板的化学成分均满足以质量百分比计包括：C 0.045~0.055%，Si0.001~0.003%，Mn 0.16~0.24%，P≤0.015%，S≤0.01%，Cr≤0.1%，Ni≤0.1%，Cu≤0.1%，Al0.03~0.05%；其余为Fe和不可避免的杂质。
其中，实施例1的抗缩孔镀锡板用于制作酸性功能性饮料的包装罐，实施例2的抗缩孔镀锡板用于制作八宝粥罐，实施例3的抗缩孔镀锡板用于制作椰汁饮料罐。
抗缩孔镀锡板的生产方法如下。
（1）平整工序
采用两机架工作辊对所述基板进行平整，控制一机架工作辊、二机架工作辊的表面粗糙度Ra值、Rpc值、Rsk值分别如表1所示。
表1
（2）碱洗处理工序
包括先后进行的碱喷洗和电解碱洗。碱喷洗的溶液采用NaOH溶液，NaOH溶液浓度、溶液温度、喷射流量、喷射压力如表2所示。电解碱洗的溶液采用NaOH与Na2CO3的混合溶液，NaOH浓度、Na2CO3浓度、溶液温度、电流密度如表2所示。
表2
（3）酸洗处理工序
包括电解酸洗、漂洗和化学酸洗。电解酸洗的溶液采用H2SO4溶液，H2SO4溶液的浓度、溶液温度、电流密度如表3所示。漂洗的溶液采用脱盐水，其电导率、溶液温度、溶液的喷射流量、喷射压力如表3所示。化学酸洗的溶液采用MSA电镀液，其中MSA的浓度、游离酸的浓度、溶液中Sn2+离子浓度、溶液温度如表3所示。
表3
（4）电镀工序
电镀液采用MSA电镀液，其中MSA的浓度、游离酸的浓度、Sn2+离子浓度、电镀温度如表4所示。
（5）软熔工序
优先采用高频纯电感软熔加热法进行软熔，之后进行淬水，软熔温度、软熔时间、淬水温度如表4所示。
（6）钝化工序
采用Na2Cr2O7·2H2O水溶液作为钝化液底液，并在其中添加NaOH和铬酸酐，Na2Cr2O7·2H2O的浓度、钝化液的pH值、钝化温度、钝化的电流密度如表4所示。
（7）涂油工序
采用静电立式涂油，油采用DOS-A油，DOS-A油的浓度、涂油温度、电离室的电压如表4所示。
表4
对实施例1至3所得镀锡板进行产品检测，具体包括：
（1）参照GB/T 1838-2008对镀锡板中的含锡量进行测试；
（2）参照GB/T 28290-2012对镀锡板中的钝化量进行测试；
（3）参照GB/T 28291-2012对镀锡板的涂油量进行测试；
（4）参照GB/T2523-2022对镀锡板的表面粗糙度进行测试；
（5）采用达因笔测试法对镀锡板的表面张力进行测试；
（6）参照GB/T 1720-2020对镀锡板的表面附着力进行测试。
结果如下：
测得实施例1的镀锡板，镀锡层的单位面积含锡量为2.05g/m2，所述合金锡层的单位面积含锡量为0.5g/m2，所述钝化层以Cr计的钝化量为3mg/m2，所述油层的单位面积涂油量为3mg/m2，所述镀锡板的表面粗糙度Ra值为0.55μm，Rpc值为80个/cm，Rsk值为0.55，下线后所述镀锡板的表面张力为36mN/m，露天存放72h后所述镀锡板的表面张力为31mN/m，所述镀锡板的表面附着力等级稳定为1级，印铁后镀锡板无缩孔且涂饰性能良好，满足客户的产品要求。
测得实施例2的镀锡板，镀锡层的单位面积含锡量为1.12g/m2，所述合金锡层的单位面积含锡量为0.3g/m2，所述钝化层以Cr计的钝化量为3mg/m2，所述油层的单位面积涂油量为3mg/m2，所述镀锡板的表面粗糙度Ra值为0.49μm，Rpc值为85个/cm，Rsk值为0.51，下线后所述镀锡板的表面张力为37mN/m，露天存放72h后所述镀锡板的表面张力为32mN/m，所述镀锡板的表面附着力等级稳定为1级，印铁后镀锡板无缩孔且涂饰性能良好，满足客户的产品要求。
测得实施例3的镀锡板，镀锡层的单位面积含锡量为4.01g/m2，所述合金锡层的单位面积含锡量为0.98g/m2，所述钝化层以Cr计的钝化量为5mg/m2，所述油层的单位面积涂油量为3mg/m2，所述镀锡板的表面粗糙度Ra值为0.46μm，Rpc值为76个/cm，Rsk值为0.59，下线后所述镀锡板的表面张力为35mN/m，露天存放72h后所述镀锡板的表面张力为32mN/m，所述镀锡板的表面附着力等级稳定为1级，印铁后镀锡板无缩孔且涂饰性能良好，满足客户的产品要求。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所做的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种抗缩孔镀锡板，其特征在于，包括基板、镀覆于所述基板表面的镀锡层、形成于所述镀锡层表面的钝化层、以及涂覆于所述钝化层表面的油层，所述镀锡层包括纯锡层以及形成于所述基板与所述纯锡层结合处的合金锡层，所述镀锡层的单位面积含锡量为1.1~5.6g/m2，所述合金锡层的单位面积含锡量为0.3~1.5g/m2，所述钝化层以Cr计的钝化量为3~5mg/m2，所述油层的单位面积涂油量为3~5mg/m2，所述镀锡板的表面粗糙度Ra值为0.4~0.6μm，Rpc值为75~100个/cm，Rsk值为0.5~0.6，所述镀锡板的表面附着力等级为1级，下线后所述镀锡板的表面张力≥34mN/m，露天存放72h后所述镀锡板的表面张力≥30mN/m。
2.根据权利要求1所述的抗缩孔镀锡板，其特征在于，1.1g/m2≤所述镀锡层的单位面积含锡量<2.8g/m2，所述合金锡层的单位面积含锡量为0.3~0.8g/m2。
3.根据权利要求1所述的抗缩孔镀锡板，其特征在于，所述镀锡层的单位面积含锡量为2.8~5.6g/m2，所述合金锡层的单位面积含锡量为0.5~1.5g/m2。
4.根据权利要求1所述的抗缩孔镀锡板，其特征在于，所述基板的化学成分以质量百分比计包括：C 0.045~0.055%，Si 0.001~0.003%，Mn 0.16~0.24%，P≤0.015%，S≤0.01%，Cr≤0.1%，Ni≤0.1%，Cu≤0.1%，Al 0.03~0.05%；其余为Fe和不可避免的杂质。
5.一种如权利要求1至4任一项所述的抗缩孔镀锡板的生产方法，其特征在于，包括对基板依序进行平整、碱洗处理、酸洗处理、电镀、软熔、钝化、涂油工序，得到抗缩孔镀锡板；
所述平整工序中，采用两机架工作辊对所述基板进行平整，控制一机架工作辊的表面粗糙度Ra值为1.6~1.8μm，Rpc值为100~120个/cm，Rsk值为-1.0~-0.4；控制二机架工作辊的表面粗糙度Ra值为0.50~0.75μm，Rpc值为100~120个/cm，Rsk值为-1.0~-0.2；
所述碱洗处理工序包括碱喷洗和电解碱洗；
所述酸洗处理工序包括电解酸洗、漂洗和化学酸洗；
所述电镀工序中，电镀液采用MSA电镀液，其中MSA的浓度为120~135g/L，游离酸的浓度为25~45mL/L，Sn2+离子浓度为8~40g/L，电镀温度为30~50℃；
所述软熔工序中，软熔温度为250~280℃，软熔时间为1~2s；
所述钝化工序采用浓度为20~30g/L的Na2Cr2O7·2H2O水溶液作为钝化液底液，并在其中添加NaOH和铬酸酐，控制钝化液的pH值为4~4.5。
6.根据权利要求5所述的抗缩孔镀锡板的生产方法，其特征在于，所述平整工序中，经过一机架平整后，所述基板的表面粗糙度Ra值为1.0~1.2μm，Rpc值为80~100个/cm，Rsk值为0.4~0.6；经过二机架平整后，所述基板的表面粗糙度Ra值为0.45~0.65μm，Rpc值为80~110个/cm，Rsk值为0.4~0.6；
所得抗缩孔镀锡板的表面粗糙度Ra值为0.4~0.6μm，Rpc值为75~100个/cm，Rsk值为0.5~0.6。
7.根据权利要求5或6所述的抗缩孔镀锡板的生产方法，其特征在于，所述平整工序中，控制二机架工作辊的表面粗糙度Ra值为0.50~0.70μm，Rpc值为100~120个/cm，Rsk值为-1.0~-0.4；经过二机架平整后，所述基板的表面粗糙度Ra值为0.45~0.60μm，Rpc值为80~100个/cm，Rsk值为0.45~0.60；
所述软熔工序中，软熔温度为250~275℃，软熔时间为1~1.8s；
所得抗缩孔镀锡板中，1.1g/m2≤镀锡层的单位面积含锡量<2.8g/m2，合金锡层的单位面积含锡量为0.3~0.8g/m2。
8.根据权利要求5或6所述的抗缩孔镀锡板的生产方法，其特征在于，所述平整工序中，控制二机架工作辊的表面粗糙度Ra值为0.55~0.75μm，Rpc值为100~120个/cm，Rsk值为-0.8~-0.2；经过二机架平整后，所述基板的表面粗糙度Ra值为0.50~0.65μm，Rpc值为80~110个/cm，Rsk值为0.40~0.55；
所述软熔工序中，软熔温度为255~280℃，软熔时间为1.2~2s；
所得抗缩孔镀锡板中，镀锡层的单位面积含锡量为2.8~5.6g/m2，合金锡层的单位面积含锡量为0.5~1.5g/m2。
9.根据权利要求5所述的抗缩孔镀锡板的生产方法，其特征在于，所述碱洗处理工序中，碱喷洗的溶液采用浓度为10~20g/L的NaOH溶液，溶液温度为40~60℃，溶液的喷射流量为5L/(min·m2)，喷射压力为20N/cm2；
电解碱洗的溶液中，NaOH的浓度为10~15g/L，Na2CO3的浓度为3~5g/L，溶液温度为40~60℃，电流密度为10~15A/dm2。
10.根据权利要求5所述的抗缩孔镀锡板的生产方法，其特征在于，所述酸洗处理工序中，电解酸洗的溶液采用浓度为50~120g/L的H2SO4溶液，溶液温度为40~60℃，电流密度为10~15A/dm2；
漂洗的溶液采用脱盐水，其电导率为0~10μs/cm2，溶液温度为55~70℃，溶液的喷射流量为5L/(min·m2)，喷射压力为20N/cm2；
化学酸洗的溶液采用MSA电镀液，其中MSA的浓度为60~70g/L，游离酸的浓度为10~20mL/L，溶液中Sn2+离子浓度为8~20g/L，溶液温度为30~50℃。
11.根据权利要求5所述的抗缩孔镀锡板的生产方法，其特征在于，所述软熔工序中，先采用高频纯电感软熔加热法进行软熔，之后进行淬水，淬水温度为70~80℃。
12.根据权利要求5所述的抗缩孔镀锡板的生产方法，其特征在于，所述钝化工序中，钝化温度为41~43℃，钝化的电流密度为6~10 A/dm2。
13.根据权利要求5所述的抗缩孔镀锡板的生产方法，其特征在于，所述涂油工序采用静电立式涂油，油采用浓度为2~5mg/m2的DOS-A油，涂油温度为30~45℃，电离室的电压为20kV。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant |