CN1455026A - 连铸结晶器铜板的组箱式电镀合金工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于高效板坯连铸结晶器铜板组箱式电镀镍钴合金工艺，将打磨清洗后的两块铜板工作面相对并和另外两块非金属材质端板组装成一个无底的槽子置于电镀工作平台上，与工作平台共同形成电镀槽，将阳极放入槽中后向槽内注满低钴含量的氨基磺酸盐系电镀液，通电进行电镀，当镀层厚度达到0.1～0.3mm时，放去20～60％电镀液，将剩余电镀液的钴含量提高到15～30％，继续对铜板下半部进行电镀，直到镀层达到1～3mm，完成电镀。这种镀层纯度高，上部应力小，热裂倾向低，下部镀层硬度高，耐磨性能好，完全符合高效板坯连铸机对结晶器的特殊要求。

Description

连铸结晶器铜板的组箱式电镀合金工艺
技术领域
本发明属于电镀技术领域，特别是一种用于连铸结晶器铜板的组箱式电镀合金元素的工艺，特别适用于高效板坯连铸机结晶器工作面电镀合金层，例如电镀镍钴合金。
背景技术
高效中薄板坯连铸工艺是一种于上世纪九十年代发展成熟的高效节能近终形连铸工艺，这种工艺对结晶器铜板有一些特殊要求，板坯为厚度50～150mm之间的中薄板坯，且拉速在1.8～6m/min之间，结晶器铜板的热交换时很大，对冷却水的流量、压力都有很高的要求。因此造成钢水液面附近的铜板产生热裂纹，并逐步向深处发展，致使在修复结晶器时对铜板的切削量很大。另一方面，由于板坯出坯温度高，因此要求结晶器铜板镀层在高温下具有良好的硬变和耐磨性。这是采用常规电镀合金层的方法是难以达到目的。发明专利申请01125021.6“连铸机结晶器铜板工作面电镀镍钴合金工艺”说明了强化镀前处理，采用硫酸盐系镀液和2201添加剂，有其一定的特点。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺流程短，镀层质量高，铜板工作面上下镀层材质和厚度均能适应对结晶器上下部份要求的组箱式电镀合金工艺，并提供一种最有效的电镀液。
按照本发明的工艺流程，首先和常规流程相似，对经机加工后的铜板经过除油处理，进行碱液、酸液电解刻蚀，稀酸活化待镀层表面。本发明工艺特征在于：
(1)将打磨清洗后的两块铜板工作面相对并和另外两块非金属材质端板组装成一个无底的槽子置于电镀工作平台上，与工作平台共同形成电镀槽；
(2)将作为阳极的钛网篮放入上述电镀槽中间，向槽内注满低钴含量的氨基磺酸盐系电镀液；
(3)以铜板作为阴极并接通电源开始电镀；
(4)当镀层厚度达到0.1～0.3mm时，从电镀槽内排出20～60％的电镀液，将剩余电镀液的钴含量提高到15～30％，继续对铜板下半部进行电镀；
(5)当铜板下半部工作面镀层达到1～3mm时结束电镀。
本发明的工艺中所采用的氨基磺酸盐系电镀液的成份为：
氨基磺酸镍(以镍离子计)                20～30g/L
氯化镍                                0.5～1g/L
氨基磺酸钴(以钴离子计)                0.2～8g/L
硼酸                                  20～50g/L
十二烷基硫酸钠                        0.08～0.15g/L
AD485                                 40～70g/L
PH值                                  4～5
采用这种电镀液所获得的镀层具有应力低，韧性高，适应范围宽的特点，可以最大限度地减少热裂纹的产生。
降低氯化镍的用量，降低了内应力，改善了镀层的质量，提高了其高温机械性能。
组方中的镍、钴化合物是合金镀层的来源，硼酸用作为缓冲剂。
AD485是一种镀液添加剂，用以增加镀层的韧性，十二烷基硫酸钠用作表面活性剂，作用是降低镀液表面张力。
按照本发明的工艺，所使用的电源电流控制在0.8～7A/dm2，其取值取决于待镀结晶器铜板的规格。
按照本发明的工艺，对于高效板坯连铸机来说，结晶器铜板上半部镀层厚度控制在0.2～0.3mm，下半部镀层厚度控制在1.2～2.5mm。
根据对铜板工作面上下部分性能的不同要求，电镀液的成份也不相同，主要是电镀层中的钴含量有较大的差别，用于高效板坯连铸机结晶器铜板上半部镀层的电镀液成分为：
氨基磺酸镍(以镍离子计)               20～30g/L
氯化镍                              0.5～1g/L
氨基磺酸钴(以钴离子计)              0.2～1.0g/L
硼酸                                20～50g/L
十二烷基硫酸钠                      0.08～0.15g/L
AD485                               40～70g/L
PH值                                4～5
用于高效板坯连铸机结晶器铜板下半部的电镀液成分为：
氨基磺酸镍(以镍离子计)              20～30g/L
氯化镍                              0.5～1g/L
氨基磺酸钴(以钴离子计)              3～5g/L
硼酸                                20～50g/L
十二烷基硫酸钠                      0.08～0.15g/L
AD485                               40～70g/L
PH值                                4～5
这样得到的上半部镀层，其钴含量低(0.5～1.9％)，而镍含量高，使之具有韧性高，热裂倾向小的优点，而下半部镀层中的钴含量高(15～30％)，使之具有耐磨性好、硬度高的优点，从而延长了使用寿命。
按照本发明所述的非金属材质端板可采用PVC、PP或包封塑料等材质。
具体实施方式
下面以电镀高效板坯连铸机结晶器铜板为例说明本发明的具体
实施方式。
首先对加工后的铜板工作面进行打磨清洗、碱液、酸液刻蚀后进行稀酸活化，然后进行下列步骤：
连铸结晶器铜板的组箱式电镀合金工艺，包括对铜板进行打磨清洗，其特征在于：(1)将打磨清洗后的两块铜板工作面相对并和另外两块非金属材质端板组装成一个无底的槽子置于电镀工作平台上，与工作平台共同
形成电镀槽；
(2)将作为阳极的钛网篮放入上述电镀槽中间，向槽内注满低钴含量的氨基磺酸盐系电镀液，
此氨基磺酸盐系电镀液的成份为：
氨基磺酸镍(以镍离子计)                20～30g/L
氯化镍                                0.5～1g/L
氨基磺酸钴(以钴离子计)                0.2～1.0g/L
硼酸                                  20～50g/L
十二烷基硫酸钠                        0.08～0.15g/L
AD485                                 40～70g/L
PH值                                  4～5
(3)以铜板作为阴极并接通电源开始电镀；
(4)当镀层厚度达到0.1～0.3mm时，从电镀槽内排出20～60％的电镀液，将剩余电镀液的钴含量提高到15～30％，继续对铜板下半部进行电镀；
所述的用于高效板坯连铸机结晶器铜板下半部镀层的氨基磺酸盐系电镀液的成份为：
氨基磺酸镍(以镍离子计)                  20～30g/L
氯化镍                                  0.5～1g/L
氨基磺酸钴(以钴离子计)                  3～5g/L
硼酸                                    20～50g/L
十二烷基硫酸钠                          0.08～0.15g/L
AD485                                   40～70g/L
PH值                                    4～5
(5)当铜板下半部工作面镀层达到1～3mm时结束电镀。
电镀过程中的电源电流控制在3～5A/dm2，端板采用PVC或PP材料。

Claims (9)

1、一种连铸结晶器铜板的组箱式电镀合金工艺，包括对铜板进行打磨清洗，其特征在于：
(1)将打磨清洗后的两块铜板工作面相对，并和另外两块非金属材质端板组装成一个无底的槽子置于电镀工作平台上，与工作平台共同形成电镀槽，
(2)将作为阳极的钛网篮放入上述电镀槽中间，向槽内注满低钴含量的氨基磺酸盐系电镀液，
(3)以铜板作为阴极并接通电源开始电镀，
(4)当镀层厚度达到0.1～0.3mm时，从电镀槽内排出20～60％的电镀液，将剩余电镀液的钴含量提高到15～30％，继续对铜板下半部进行电镀，
(5)当铜板下半部工作面镀层厚度达到1～3mm时结束电镀。
2、根据权利要求1所述的连铸结晶器铜板的组箱式电镀合金工艺，其特征在于所述的氨基磺酸盐系电镀液的成份为：
氨基磺酸镍(以镍离子计)                     20～30g/L
氯化镍                                    0.5～1g/L
氨基磺酸钴(以钴离子计)                     0.2～8g/L
硼酸                                      20～50g/L
十二烷基硫酸钠                             0.08～0.15g/L
AD485                                     40～70g/L
PH值                                      4～5
3、根据权利要求1所述的连铸结晶器铜板的组箱式电镀合金工艺，其特征在于所述的电源电流控制在0.8～7A/dm2。
4、根据权利要求1所述的连铸结晶器铜板的组箱式电镀合金工艺，其特征在于对于高效板坯连铸机结晶器，所述的铜板上半部镀层厚度控制在0.2～0.3mm。
5、根据权利要求1所述的连铸结晶器铜板的组箱式电镀合金工艺，其特征在于对于高效板坯连铸机结晶器，所述的铜板下半部镀层厚度控制在1.5～2.5mm。
6、根据权利要求1或2所述的连铸结晶器铜板的组箱式电镀合金工艺，其特征在于对于高效板坯连铸机结晶器，所述的用于结晶器铜板上半部镀层的低钴含量的氨基磺酸盐系电镀液的成份为：
氨基磺酸镍(以镍离子计)                 20～30g/L
氯化镍                                0.5～1g/L
氨基磺酸钴(以钴离子计)                 0.2～1.0g/L
硼酸                                  20～50g/L
十二烷基硫酸钠                         0.08～0.15g/L
AD485                                 40～70g/L
PH值                                  4～5
7、根据权利要求1或2所述的连铸结晶器铜板的组箱式电镀合金工艺，其特征在于对于高效板坯连铸机结晶器，所述的用于结晶器铜板下半部镀层的氨基磺酸盐系电镀液的成份为：
氨基磺酸镍(以镍离子计)                 20～30g/L
氯化镍                                0.5～1g/L
氨基磺酸钴(以钴离子计)                 3～5g/L
硼酸                                  20～50g/L
十二烷基硫酸钠                         0.08～0.15g/L
AD485                                 40～70g/L
PH值                                  4～5
8、根据权利要求1所述的连铸结晶器铜板的组箱式电镀合金工艺，其特征在于在电镀高效板坯连铸机结晶器铜板时，所述的电流密度选用3～5A/dm2。
9、根据权利要求1所述的连铸结晶器铜板的组箱式电镀合金工艺，其特征在于所述的非金属材质端板可采用PVC、PP或包封塑料。
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