CN1465753A - 结晶器内表面电镀方法 - Google Patents

Abstract

一种能提高结晶器寿命的结晶器内表面电镀方法。本发明采用的方法是将待镀铜管首先进行粗化处理，然后进行简单除油和电解除油，用硫酸活化处理，然后进行电镀镍钴合金，电镀液含NiSO₄·6H₂O、NiCl·6H₂O、CoSO₄·6H₂O、H₃BO₃、十二烷基硫酸钠及糖精等。采用本发明，电镀层与基体结合力强，镀层的耐磨性好，能满足中高速连铸拉钢坯的使用要求。

Description

结晶器内表面电镀方法

所属技术领域

本发明涉及方坯、矩形坯及组合方坯、矩形坯结晶器的内表面上电镀镍钴合金或在电镀镍钴合金后，再在其上电镀硬铬的方法。

背景技术

目前，方坯结晶器铜管是在其内表面电镀一层硬铬。镀层的厚度为60-80μm，由于硬铬的热膨胀系数与铜基体的热膨胀系数相差很大，所以在使用过程中，硬铬镀层产生裂纹，易脱落开，划伤结晶器，造成铜管的报废。

发明内容

为了克服现有的结晶器内表面电镀方法的上述不足，本发明提供了一种能提高结晶器寿命，提高连铸效率的结晶器内表面电镀方法。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：发明一种结晶器内表面电镀方法，在电镀前将结晶器铜管的内表面进行粗化处理，用去污粉简单除油，或电解除油及硫酸活化处理，然后进行电镀镍钴合金，合金镀层的钴含量为1-80％，电镀液的组成为：硫酸镍(NiSO₄·6H₂O)100-260g/l、氯化镍(NiCl·6H₂O)10-40g/l、硫酸铀(CoSO₄·6H₂O)1-100g/l、硼酸(H₃BO₃)30-40g/l、十二烷基硫酸钠0.05-0.12g/l、糖精0.01-0.40g/l。电镀时工艺条件为：温度48-55℃、pH2.0-4.8、电流密度2.5-4.5A/dm²、阳极：内置式阳极、

搅拌方式：溶液泵强制循环。

本发明的有益效果是：

1、由于待镀铜管在电镀前进行了粗化、用去污粉除油及硫酸活化处理，镀层与基体结合牢固。同时由于镀层与基体的热膨胀系数相差很小，避免了镀层在浇钢的过程中由于铜管基体与镀层的膨胀系数的过大而造成的镀层开裂并脱落的现象。

2、由于本发明方法在电镀液中适当地加入了糖精，能有效地确保镀层仅有很小的张应力或压应力，可以确保镀层有较大的耐热冲击和耐疲劳性。

3、由于镍钴合金在高温下有较高的硬度，较小的磨擦系数，耐磨性很高，应用在结晶铜管上，是十分优良的镀层。

4、本发明方法电镀镍钴合金镀层的厚度为50-200微米，可保证结晶器铜管在连续拉坯的条件下，具有足够的强度，大大提高结晶器铜管的使用寿命。

具体实施方式

本发明下述电镀液及工艺条件下实现的。

由于结晶器铜管在拉钢坯时，镀层在高温下受到向下的拉力，同时还受到导热过程的间歇式的热负荷冲击，镀层容易产生疲劳而开裂脱落，为了提高镀层与基体的结合力，对结晶器铜管内表面进行粗化处理，用80-120号砂纸进行均匀打磨。

由于待镀结晶器铜管的油污较少，结晶器铜管在进行均匀打磨后，用去污粉进行除油，除油工序后要进行冲洗，然后用硫酸进行活化处理，处理时间为2-3分钟，再用去离子水进行冲洗，通电镀液循环30秒后进行电镀，电镀液的组成及工艺条件为：

电镀液组成：

硫酸镍(NiSO₄·6H₂O)                  180-240g/l

氯化镍(NiCl₂·6H₂O)                  20-40g/l

硫酸钴(CoSO₄·7H₂O)                  2-40g/l

硼酸(H₃BO₃)                          30-40g/l

十二烷基硫酸钠                          0.05-0.12g/l

糖精                                    0.05-0.30g/l

工艺条件为：

pH值                                    2.0-4.7

电路密度                                2.0-4.0A/dm²

温度                                    48-55℃

溶液搅拌方式                            用液体泵强制循环

阳极内置式阳极

在电镀过程中，钴优先沉积即溶液中的钴离子的浓度不断降低，为了保证镀层中钴含量的一致性，在电镀的过程中，硫酸钴溶液要连续地加入到电镀液中，并持续到整个电镀过程中。同时要在电镀前对电镀溶液中的金属钴离子的浓度进行分析，以确定在镀液中补加的量。

由于本发明工艺的镀层的厚度为50-200微米左右，镀层的应力比较大，所以镀层应力消除剂糖精的添加量必须合适。添加量过少，镀层的张应力过大；添加量过大，镀层的压应力过大。所以糖精的加入量为0.05-0.3g/l时比较合适，最佳值为0.15-0.20g/l。

根据实际需要，镍钴合金镀层中的钴含量可以进行控制，比较理想的钴含量为10-20％。

下面用一实施例来进一步说明。

采用如下工艺电镀120mm²结晶器铜管：

1)、用100号砂纸均匀大磨结晶器铜管的内表面，以使结晶器铜管的内表面粗化；

2)、用去污粉均匀擦洗结晶器内表面，以去除其上的油污并用水清洗干净；

3)、把结晶器铜管装到电镀的挂具上，用硫酸(165ml/l)进行活化，时间为1-3分钟，放出硫酸并用去离子水清洗干净，并充满去离子水，装上电镀阳极；

4)、放掉去离子水，开泵打入镀液，进行电镀；

5)、镍钴合金镀层电镀结束后，进行机械抛光，铜管外表面进行绝缘处理，经除油活化处理，进行电镀硬铬，电镀方式与方法与普通电镀硬铬相同。

电镀镍钴合金：

硫酸镍(NiSO₄·6H₂O)          240g/l

氯化镍(NiCl₂·6H₂O)          20g/l硫酸钴(CoSO₄·7H₂O)               9g/l硼酸(H₃BO₃)                       40g/l十二烷基硫酸钠                       0.12g/l糖精                                 0.12g/l电镀温度                             53℃pH                                   4.2电流密度                             3.2A/dm²液体泵循环镀液

在首钢第二炼钢厂进行了两种镀层的120mm²结晶器铜管的连铸试验(镀层为只镀镍钴合金和镍钴合金镀层+硬铬镀层)，三支仅镀镍钴合金镀层的120mm²方坯结晶器铜管平均过钢量为4460吨，最低的为4022吨，最高的为5033吨(非极限过钢量)，是国内通胀类型的结晶器铜管过钢量的两倍，每吨钢降低成本1.2元；五支镍钴合金镀层+硬铬镀层的120mm²结晶器铜管平均过钢量为7856.3吨，最低的为7530吨，最高的过钢量为8333.2吨(非极限过钢量)，是国内同种类型的方坯结晶器铜管最高过钢量的3-4倍，每吨钢可降低成本1.7元，所以方坯结晶器铜管的内表面无论是仅镀镍钴合金镀层还是镍钴合金镀层+硬铬镀层，与仅镀硬铬镀层相比，其高温耐磨性能都得到了极大的提高，也都具有相当可观的经济效益。

Claims (5)

1、一种结晶器内表面电镀方法，其特征在于：电镀前将结晶器铜管的内表面进行粗化处理，用去污粉简单除油，或电解除油及硫酸活化处理，然后进行电镀镍钴合金，合金镀层的钴含量为1-80％，电镀液的组成为：

    硫酸镍(NiSO₄·6H₂O)     100-260g/l

    氯化镍(NiCl·6H₂O)       10-40g/l

    硫酸钴(CoSO₄·6H₂O)     1-100g/l

    硼酸(H₃BO₃)             30-40g/l

    十二烷基硫酸钠             0.05-0.12g/l

    糖精                      0.01-0.40g/l

    电镀时工艺条件为：

    温度                    48-55℃

    pH                      2.0-4.8

    电流密度                2.5-4.5A/dm²

    阳极                    内置式阳极

    搅拌方式                溶液泵强制循环

2、根据权利要求1所述的一种结晶器内表面电镀方法，其特征在于：结晶器铜管的内表面，电镀镍钴合金镀层，镀层厚度为50-200微米。

3、根据权利要求1所述的一种结晶器内表面电镀方法，其特征在于：酸洗活化用的硫酸浓度为100-200ml/l。

4、根据权利要求1所述的一种结晶器内表面电镀方法，其特征在于：糖精的加入量为0.01-0.4g/l。

5、根据权利要求1所述的一种结晶器内表面电镀方法，其特征在于：在该镍钴合金合金镀层上再电镀一层硬铬，电镀前活化方式为用硫酸活化，浓度为100-300g/l。