CN1482286A - 管式结晶器电镀设备及其电镀工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种方坯连铸机用的管式结晶器铜管内壁电镀设备和利用这种电镀设备对管式结晶器进行电镀的工艺。该电镀设备包括镀液贮槽、过滤装置及相关的控制装置和连接管路，其电镀槽由作为电镀阴极的管式结晶器铜管、夹具密封盖、阳极钛篮，电镀工艺是将结晶器内表面脱油处理后用含有氨基磺酸钴、钨酸钠、氯化氢、硼酸、十二烷基硫酸钠、AD486的氨基磺酸盐系钨钴电镀液进行电镀，镀层厚度为0.1～1mm。用这种电镀工艺得到的钨钴合金镀层摩擦系数小，耐磨性好，热膨胀系数接近于铜，镀层不会成片脱落，生产中不产生有害气体，废液容易处理。

Description

管式结晶器电镀设备及其电镀工艺

技术领域

本发明属于电镀技术领域，特别是一种管式结晶器电镀设备及使用这种设备进行电镀钨钴合金的工艺。

背景技术

管式结晶器是方坯连铸机的重要部件。连铸方坯的产量约占钢产量的40％左右，管式结晶器或铜板内壁要电镀合金层。目前所用的管式结晶器内腔只镀0.08～0.15mm金属铬。由于电镀铬时产生的废气、废水、废渣有剧毒，且无害化处理成本很高，需要开发一种新的电镀设备和工艺。但是，象铬镀层这样厚度薄、边缘效应小，不破坏管式结晶器内部曲面，而且硬度和耐磨性能好的镀层很难制成，所以目前仍大量采用铬镀层。实用新型专利申请03213231.x“连铸机用结晶器铜板组箱式电镀装置”提供了一种适用于板坯连铸机结晶器铜板的电镀装置，包括一个贮存电镀液的镀液贮槽，和此镀液贮槽相连的管路，电镀工作台，作为阳极的铜板和作为阴极的钛篮。这种装置适用于板坯连铸机的结晶器。方坯连铸机结晶器是一段铜管，不适用组箱式电镀槽。

发明内容

本发明的目的是提供一种封闭循环的管式结晶器电镀设备，电镀液成分、pH值、电流密度等都可以得到较好的控制。

本发明的另一个目的是提供一种采用所述的设备电镀钨钴合金工艺，所获得的管式结晶器内壁摩擦系数小，仅为镀铬层的35％左右，耐磨性能好，热膨胀系数接近铜，电镀液不产生有毒气体，电镀废液容易处理。

按照本发明的管式结晶器电镀设备，包括镀液贮槽、温控加热器和电解净化装置、过滤机、过滤机吸液管路、过滤机进液管、过滤机回液管路、pH值控制器、AD486自动添加装置、镀液回流管路、渡液输入管路，其特征在于该电镀装置有一个电镀槽，由作为电镀阴极的管式结晶器铜管，夹持着此铜管的夹具上密封盖、夹具下密封盖、夹在铜管侧面的阴极夹板所组成，在此电镀槽的中心设有方柱形阳极钛篮及其阳极框，电镀槽上方连接镀液输入管，底部设有排液管路和回流管路与镀液贮槽相连接。

按照本发明，所述的铜管和夹具上密封盖、夹具下密封盖的接触面上分别设置放有密封条的环形槽。用夹具定位栓将夹具上密封盖和夹具下密封盖连接起来，此夹具定位栓的两端设有紧固螺母。所述的夹具上密封盖和夹具下密封盖的凸缘上分别有定位螺丝，此定位螺丝的前端和铜管的外壁相接触。

按照本发明，所述的排液管下接一个三通，三通下接镀液排空阀和排空管，旁接镀液回流管路，此镀液回流管路垂直段最高点与电镀槽液面高度基本持平。

按照本发明，所述的定位螺丝共设16个，即夹具上密封盖凸缘上8个，夹具下密封盖上8个，也即结晶器每边4个。图中示出的是设在夹具下密封盖凸缘上8个定位螺丝。

采用本发明的管式结晶器电镀设备可以很好地完成管式结晶器电镀钨钴合金的工艺。

按照本发明的工艺，包括对经机加工后的结晶内壁作除油处理，进行碱液、酸液电解刻蚀，稀酸活化待镀层表面，其特征在于：

(1)将处理好的管式结晶器装上夹具形成电镀槽，

(2)将作为阳极的钛篮放入所述的电镀槽中间，向电镀槽内注满氨基磺酸盐系钨钴电镀液，

(3)接通电源开始电镀，

(4)当镀层厚度达到0.1～1mm时停止电镀，排空电镀液，拆掉夹具，结束电镀。

按照本发明所述管式结晶器电镀钨钴合金工艺，所述的氨基磺酸盐系钨钴电镀液的成份包括：

氨基磺酸钴(以钴离子计)            35～40g/L

钨酸钠                            12～15g/L

氯化氢                            20～24mL/L

硼酸                              26～30mL/L

十二烷基硫酸钠                    0.08～0.15g/L

AD486                             15～20g/L

pH值                              2.0～4.0

并将电流密度控制在0.5～3A/dm²，将电镀液温度控制在45℃～50℃。

采用本发明的电镀工艺，所获得的钨钴合金镀层具有应力低、韧性高、适应范围宽的特点。组方中的钨、钴化合物是合金镀层的来源；硼酸用作为缓冲剂；AD468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，用来降低电镀液的表面张力。

采用本发明的电镀设备和工艺所得到的钨钴合金镀层，在300～600℃温度下，摩擦系数是铬镀层的35％左右，在高温条件下，本发明的钨钴合金镀层的被磨削量小于同等条件下的镀铬层；钨钴合金镀层的热膨胀系数高于铬镀层，接近于铜的热膨胀系数。并且镀层与铜的结合力强，从而避免了拉钢时急冷急热造成镀层成片脱落的现象。

此外，按照本发明的镀液，不会产生有毒气体，其废液的处理也比较容易。

附图说明

图1为本发明的电镀槽的结构剖视图。

图2为图1的A-A向视图。

图3为镀液贮槽及其相关组件示意图，虚线部分为图1所示的电镀槽。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1、2、3所示，本发明的管式结晶器电镀设备，包括镀液贮槽17、温控加热器和电解净化装置15、过滤机21、过滤机吸液管路16、过滤机进液管19、过滤机回液管路22、PH值控制器18、AD486自动添加装置20、镀液回流管路14、渡液输入管路1，其特征在于该电镀设备有一个电镀槽，由作为电镀阴极的管式结晶器铜管5，夹持着此铜管5的夹具上密封盖3、夹具下密封盖8，夹在铜管5侧面的阴极夹板6所组成，在此电镀槽的中心设有方柱形阳极钛篮11及其阳极框12，电镀槽上方连接镀液输入管1，底部设有排液管路10，回流管路14与镀液贮槽相连接。

如图1所示，所述的铜管5和夹具上密封盖3、夹具下密封盖8的接触面上分别设置放有密封条的环形槽4。

如图1所示，用夹具定位栓2将夹具上密封盖3和夹具下密封盖8连接起来，此夹具定位栓2的两端设有紧固螺母。在所述的夹具上密封盖3和夹具下密封盖8的凸缘上分别设有定位螺丝7，此定位螺丝7的前端和铜管5的外壁相接触。

如图1所示，所述的排液管13下接一个三通15，三通15下接镀液排空阀16和排空管10，旁接镀液回流管路14，此镀液回流管路14垂直段最高点13与电镀槽液面高度基本持平。

如图2所示，作为一个实施例，所述的定位螺丝7共设16个，即夹具上密封盖凸缘上8个，夹具下密封盖上8个，结晶器每边4个。

图中示出的是设在夹具下密封盖凸缘上8个定位螺丝7。

采用本发明的上述管式结晶器电镀设备的电镀工艺，包括对经机加工后的结晶内壁作除油处理，进行碱液、酸液电解刻蚀，稀酸活化待镀层表面，其特征在于：

(1)将处理好的管式结晶器装上夹具形成电镀槽，

(2)将作为阳极的钛篮放入所述的电镀槽中间，向电镀槽内注满氨基磺酸盐系钨钴电镀液，

(3)接通电源开始电镀，

(4)当镀层厚度达到0.1～1mm时停止电镀，排空电镀液，拆掉夹具，结束电镀。

按照本发明所述管式结晶器电镀钨钴合金工艺，所述的氨基磺酸盐系钨钴电镀液的成份包括：

氨基磺酸钴(以钴离子计)         30～40g/L

钨酸钠                         12～15g/L

氯化氢                         20～24mL/L

硼酸                           26～30mL/L

十二烷基硫酸钠                 0.08～0.15g/L

AD486                          15～20g/L

pH值                           2.0～4.0

并将电流密度控制在0.5～3A/dm²，将电镀液温度控制在45℃～50℃。

作为一个实施例，电镀液成份为：

氨基磺酸钴(以钴离子计)         35～40g/L

钨酸钠                         12～15g/L

氯化氢                         20～24mL/L

硼酸                           26～30mL/L

十二烷基硫酸钠                 0.1～0.12g/L

AD486                          15～20g/L

pH值                           3.5～4.0电镀过程中所采用的电流密度控制在0.5～2A/dm²，将电镀液温度控制在45℃～50℃，镀层厚度为0.1～0.33mm。

Claims (10)

1、一种管式结晶器电镀设备，包括镀液贮槽(17)、温控加热器和电解净化装置(15)、过滤机(21)、过滤机吸液管路(16)、过滤机进液管(19)、过滤机回液管路(22)、pH值控制器(18)AD486自动添加装置(20)、镀液回流管路(14)、镀液输入管路(1)，其特征在于该电镀装置有一个电镀槽，由作为电镀阴极的管式结晶器铜管(5)，夹持着此铜管(5)的夹具上密封盖(3)、夹具下密封盖(8)，夹在铜管(5)侧面的阴极夹板(6)所组成，在此电镀槽的中心设有方柱形阳极钛篮(11)及其阳极框(12)，电镀槽上方连接镀液输入管(1)，底部设有排液管路(13)回流管路(14)与镀液贮槽相连接。

2、根据权利要求1所述的管式结晶器电镀设备，其特征在于所述的铜管(5)和夹具上密封盖(3)、夹具下密封盖(8)的接触面上分别设置放有密封条的环形槽(4)。

3、根据权利要求1所述的管式结晶器电镀设备，其特征在于用夹具定位栓(2)将夹具上密封盖(3)和夹具下密封盖(8)连接起来，此夹具定位栓(2)的两端设有紧固螺母。

4、根据权利要求1所述的管式结晶器电镀设备，其特征在于在所述的夹具上密封盖(3)和夹具下密封盖(8)的凸缘上分别设有定位螺丝(7)，此定位螺丝(7)的前端和铜管(5)的外壁相接触。

5、根据权利要求1所述的管式结晶器电镀设备，其特征在于所述的排液管路(13)下接一个三通(15)，三通(15)下接镀液排空阀(16)和排空管(10)，旁接镀液回流管路(14)，此镀液回流管路(14)垂直段最高点与电镀槽液面高度基本持平。

6、根据权利要求4所述的管式结晶器电镀设备，其特征在于所述的定位螺丝(7)共设16个，即夹具上密封盖凸缘上8个，夹具下密封盖上8个，也即结晶器每边4个。

7、一种利用权利要求1所述的管式结晶器电镀设备的管式结晶器电镀钨钴合金工艺，包括对经机加工后的结晶内壁作除油处理，进行碱液、酸液电解刻蚀，稀酸活化待镀层表面，其特征在于：

(1)将处理好的管式结晶器装上夹具形成电镀槽，

(2)将作为阳极的钛篮放入所述的电镀槽中间，向电镀槽内注满氨基磺酸盐系钨钴电镀液，

(3)接通电源开始电镀，

(4)当镀层厚度达到0.1～1mm时停止电镀，排空电镀液，拆掉夹具，结束电镀。

8、根据权利要求7所述管式结晶器电镀钨钴合金工艺，其特征在于所述的氨基磺酸盐系钨钴电镀液的成份包括：

氨基磺酸钴(以钴离子计)            30～40g/L

钨酸钠                            12～15g/L

氯化氢                            20～24mL/L

硼酸                              26～30mL/L

十二烷基硫酸钠                    0.08～0.15g/L

AD486                             15～20g/L

pH值                              2.0～4.0

9、根据权利要求7所述的管式结晶器电镀钨钴合金工艺，其特征在于将电流密度控制在0.5～3A/dm²，将电镀液温度控制在45℃～50℃。

10、根据权利要求7所述的管式结晶器电镀钨钴合金工艺，其特征在于所述的氨基磺酸盐系钨钴电镀液的成份包括：

氨基磺酸钴(以钴离子计)            35～40g/L

钨酸钠                            12～15g/L

氯化氢                            20～24mL/L

硼酸                              26～30mL/L

十二烷基硫酸钠                    0.1～0.12g/L

AD486                             15～20g/L

pH值                              3.5～4.0电镀过程中所采用的电流密度控制在0.5～2A/dm²，将电镀液温度控制在45℃～50℃，镀层厚度为0.1～0.33mm。

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