專(zhuān)利名稱(chēng)：鋅錫雙層電鍍鋼板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電鍍技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋅錫雙層電鍍鋼板的制造方法。
背景技術(shù)：
由于錫無(wú)毒，對(duì)人體沒(méi)有危害，所以人們用鍍錫板制作食品罐和飲料罐。最早的鍍錫板是采用熱鍍錫的方法，即將錫用高溫熔化后再將錫涂覆于鋼板表面，用這種方法制作的鍍錫板由于錫層較厚，均勻性較差，所以成本很高。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們后來(lái)采用電鍍的方法將錫層通過(guò)電沉積的方法沉積到鋼板的表面。電鍍錫板的錫層均勻，錫的厚度與熱鍍錫相比大幅減薄，成本大幅降低。但因錫目前還是一種較為貴重的金屬，隨著用戶(hù)對(duì)成本的控制要求越來(lái)越高，進(jìn)一步節(jié)省錫量的使用成為降低成本的首要手段。一種節(jié)省錫量的方法就是直接降低鍍錫層的厚度，這樣做的好處是工藝基本不做變動(dòng)，且能夠保留鍍錫鋼板漂亮的外觀(guān)和無(wú)毒環(huán)保的商品特性，且該工藝本身比較環(huán)保，對(duì)人體和環(huán)境損害較小。但鍍錫層減薄后鍍錫板的耐蝕性能會(huì)下降，過(guò)度降錫甚至?xí)绊懫湔Ｊ褂?。為了既?jié)省貴金屬錫，又提高鋼板耐腐蝕性能，日本東洋鋼板的乾恒夫在1988 年的《實(shí)務(wù)表面技術(shù)》第一期上介紹了“罐用表面處理鋼板”中的TFS鋼板，這種TFS鋼板為電解鉻酸鹽處理鋼板，也叫無(wú)錫鋼板，它是通過(guò)電沉積的方法在鋼板表面形成一層由金屬鉻和水合鉻氧化物組成的鉻酸鹽膜，鉻酸鹽膜的厚度為100mg/m2左右。TFS鋼板最先被應(yīng)用于飲料罐和各種瓶蓋，后來(lái)人們又在TFS鋼板的表面通過(guò)貼膜的方法生產(chǎn)出貼膜鋼板， 這種貼膜鋼板目前在日本被廣泛應(yīng)用于飲料罐和食品罐。TFS鋼板以及在TFS鋼板表面貼膜的鋼板雖然耐腐蝕性能很好，但由于其進(jìn)行電解鉻酸鹽處理時(shí)配方中使用的還是六價(jià)鉻酸鹽，因此會(huì)對(duì)人體造成較大的損害和對(duì)環(huán)境造成較大的污染；另外貼膜鋼板在進(jìn)行三片罐制罐加工過(guò)程中還不利于焊接加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鋅錫雙層電鍍鋼板的制造方法，該方法制造的電鍍鋼板用錫量少，成本較低，環(huán)保美觀(guān)，且耐腐蝕性能較好。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的制造方法包括如下步驟1)將低碳冷軋鋼板進(jìn)行酸洗、除銹、脫脂、洗凈處理，并用稀酸活化；2)對(duì)活化后的鋼板進(jìn)行電鍍鋅，鍍鋅溶液的組成為鋅礬為475 495g/L，十八水合硫酸鋁為28 32g/L，硫酸鈉為48 52g/L，明礬為45 50g/L，pH值為3. 8 4. 3 ；3)將鍍完鋅后的鋼板表面用水洗凈，然后進(jìn)行電鍍錫，鍍錫溶液的組成為氟硼酸亞錫為190 210g/L，游離氟硼酸為100 200g/L，明膠為5 6g/L，β -萘酚為0. 9 1. lg/L ；4)鍍完錫后用水將試樣清洗干凈，然后用電阻軟熔爐對(duì)鍍錫板進(jìn)行軟熔、淬水、蘇打清洗、鉻酸鹽陰極鈍化，鈍化液組成為重鉻酸鈉為20 25g/L，pH值為4 5 ；5)將鈍化完畢的鋅錫雙層電鍍鋼板水洗、吹干，即得成品。
作為對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)，所述步驟2)中，電鍍鋅的溫度為室溫，陰極電流密度為1 3A/dm2，所述步驟3)中，電鍍錫的溫度為25 35°C，陰極電流密度為3 12A/dm2。作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟4)中，鈍化溫度為60 65°C，電化學(xué)陰極鈍化電量不小于2. 5C/dm2。本發(fā)明的最佳方案為所述步驟2)中，電鍍鋅量為1.0 6. Og/m2，所述步驟3)中， 電鍍錫量為1. O 6. Og/m2，所述步驟4)中，陰極鈍化時(shí)鈍化膜中含鉻量為5 8mg/m2。本發(fā)明的制造方法是在低碳冷軋鋼板表面先鍍一層鋅，再對(duì)鍍有鋅的鋼板進(jìn)行電鍍錫處理，形成鋅錫雙層電鍍鋼板。由于鋅的價(jià)格比錫的價(jià)格低得多，且鋅的資源比錫豐富，因此，這樣生產(chǎn)的鋅錫雙層電鍍鋼板與相同厚度的純鍍錫層鋼板相比，成本會(huì)大幅降低；由于鋅和錫一樣具有良好的耐腐蝕性能，因此鋅錫雙層電鍍鋼板與相同厚度的純鍍錫層鋼板耐腐蝕性能相當(dāng)甚至稍好；鋅錫雙層電鍍鋼板上面的鍍錫層一方面能夠與鍍鋅層共同提高鋼板的耐腐蝕性，另一方面又能保證鋼板具有漂亮的外觀(guān)和無(wú)毒環(huán)保的商品特性。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例1試樣采用優(yōu)質(zhì)低碳冷軋薄鋼板，試樣尺寸120 X 120X0. 18mm，制備步驟如下；1)鋼板先酸洗、除銹，脫脂、用水洗凈；2)再將鋼板用重量百分比為10%的稀H2SO4活化；3)將活化后的鋼板送入電鍍槽鍍鋅；該鍍鋅溶液的組成為硫酸鋅 (ZnSO4 · 7H20) :475g/L，硫酸鋁(Al2(SO4)3 · 18H20) :28g/L,硫酸鈉(Na2SO4) :52g/L，明礬 (ΚΑΙ (SO4)2 · 12H20)45g/L，pH 值 3. 8，溫度室溫，陰極電流密度3A/dm2，鍍鋅量2. 8g/m2。4)將鍍完鋅后的鋼板表面用水清洗干凈，立即放進(jìn)電鍍錫槽進(jìn)行鍍錫，鍍錫溶液的組成為氟硼酸亞錫(Sn (BF4) 2) 190g/L,氟硼酸(游離)HBF4150g/L,明膠6g/L，β -萘酚
0.9g/L，鍍液工作溫度25°C，陰極電流密度ΙΟΑ/dm2，鍍錫量1. Og/m2。5)將鍍完錫后的鋼板用水清洗干凈，然后用電阻軟熔爐對(duì)鍍錫板進(jìn)行軟熔、淬水、 蘇打清洗、鉻酸鹽陰極鈍化，鈍化液成份為重鉻酸鈉25g/L，pH值4 5，溶液溫度為60°C， 電化學(xué)陰極鈍化電量不小于2. 5C/dm2。電化學(xué)陰極鈍化時(shí)鈍化膜中含鉻量為8mg/m2，將鈍化完畢的鋅錫雙層電鍍鋼板水洗、吹干即得成品。實(shí)施例2試樣采用優(yōu)質(zhì)低碳冷軋薄鋼板，試樣尺寸120 X 120X0. 25mm，制備步驟如下；1)鋼板先酸洗、除銹，脫脂、用水洗凈；2)再將鋼板用重量百分比為15%的稀H2SO4活化；3)將活化后的鋼板送入電鍍槽鍍鋅；該鍍鋅溶液的組成為硫酸鋅 (ZnSO4 · 7H20) :490g/L，硫酸鋁(Al2(SO4)3 · 18H20) :30g/L，硫酸鈉(Na2SO4) :48g/L，明礬 (ΚΑΙ (SO4)2 · 12H20)48g/L，pH 值 4，溫度室溫，陰極電流密度2A/dm2，鍍鋅量1. 5g/m2。4)將鍍完鋅后的鋼板表面用水清洗干凈，立即放進(jìn)電鍍錫槽進(jìn)行鍍錫，鍍錫溶液的組成為氟硼酸亞錫(Sn (BF4) 2) 200g/L,氟硼酸(游離)HBF4120g/L,明膠5g/L，β -萘酚
1.Og/L，鍍液工作溫度30°C，陰極電流密度5A/dm2，鍍錫量2. 8g/m2。
5)將鍍完錫后的鋼板用水清洗干凈，然后用電阻軟熔爐對(duì)鍍錫板進(jìn)行軟熔、淬水、 蘇打清洗、鉻酸鹽陰極鈍化，鈍化液成份為重鉻酸鈉20g/L，pH值4 5，溶液溫度為62°C， 電化學(xué)陰極鈍化電量不小于2. 5C/dm2。電化學(xué)陰極鈍化時(shí)鈍化膜中含鉻量為5mg/m2，將鈍化完畢的鋅錫雙層電鍍鋼板水洗、吹干即得成品。實(shí)施例3試樣采用優(yōu)質(zhì)低碳冷軋薄鋼板，試樣尺寸120 X 120X0. 35mm，制備步驟如下；1)鋼板先酸洗、除銹，脫脂、用水洗凈；2)再將鋼板用重量百分比為12%的稀H2SO4活化；3)將活化后的鋼板送入電鍍槽鍍鋅；該鍍鋅溶液的組成為硫酸鋅 (ZnSO4 · 7H20) :480g/L，硫酸鋁(Al2(SO4)3 · 18H20) :29g/L,硫酸鈉(Na2SO4) :49g/L，明礬
(KAl(SO4)2 · 12H20)46g/L，pH 值 4. 3，溫度室溫，陰極電流密度1. 5A/dm2，鍍鋅量:4. Og/
2
m ο4)將鍍完鋅后的鋼板表面用水清洗干凈，立即放進(jìn)電鍍錫槽進(jìn)行鍍錫，鍍錫溶液的組成為氟硼酸亞錫(Sn(BF4)2) 195g/L，氟硼酸(游離)HBF4180g/L，明膠5. 5g/L，β -萘酚1. lg/L，鍍液工作溫度35°C，陰極電流密度8A/dm2，鍍錫量1. 5g/m2。5)將鍍完錫后的鋼板用水清洗干凈，然后用電阻軟熔爐對(duì)鍍錫板進(jìn)行軟熔、淬水、 蘇打清洗、鉻酸鹽陰極鈍化，鈍化液成份為重鉻酸鈉23g/L，pH值4 5，溶液溫度為65°C， 電化學(xué)陰極鈍化電量不小于2. 5C/dm2。電化學(xué)陰極鈍化時(shí)鈍化膜中含鉻量為7mg/m2，將鈍化完畢的鋅錫雙層電鍍鋼板水洗、吹干即得成品。實(shí)施例4試樣采用優(yōu)質(zhì)低碳冷軋薄鋼板，試樣尺寸120 X 120X0. 50mm，制備步驟如下；1)鋼板先酸洗、除銹，脫脂、用水洗凈；2)再將鋼板用重量百分比為14%的稀H2SO4活化；3)將活化后的鋼板送入電鍍槽鍍鋅；該鍍鋅溶液的組成為硫酸鋅 (ZnSO4 · 7H20) :495g/L，硫酸鋁(Al2(SO4)3 · 18H20) :32g/L，硫酸鈉(Na2SO4) :50g/L，明礬 (ΚΑΙ (SO4)2 · 12H20)50g/L, pH 值 3. 9，溫度室溫，陰極電流密度lA/dm2，鍍鋅量5. 6g/m2。4)將鍍完鋅后的鋼板表面用水清洗干凈，立即放進(jìn)電鍍錫槽進(jìn)行鍍錫，鍍錫溶液的組成為氟硼酸亞錫(Sn (BF4) 2) 210g/L,氟硼酸(游離)HBF4200g/L,明膠6g/L，β -萘酚 1. Og/L，鍍液工作溫度^°C，陰極電流密度4A/dm2，鍍錫量2. Og/m2。5)將鍍完錫后的鋼板用水清洗干凈，然后用電阻軟熔爐對(duì)鍍錫板進(jìn)行軟熔、淬水、 蘇打清洗、鉻酸鹽陰極鈍化，鈍化液成份為重鉻酸鈉Mg/L，pH值4 5，溶液溫度為60°C， 電化學(xué)陰極鈍化電量不小于2. 5C/dm2。電化學(xué)陰極鈍化時(shí)鈍化膜中含鉻量為6mg/m2，將鈍化完畢的鋅錫雙層電鍍鋼板水洗、吹干即得成品。實(shí)施例5 耐蝕性試驗(yàn)——鹽霧腐蝕試驗(yàn)為了比較鋅錫雙層電鍍鋼板的耐蝕性能，通過(guò)中性鹽霧加速腐試驗(yàn)對(duì)鋅錫雙層電鍍鋼板和純鍍錫鋼板的耐蝕性進(jìn)行了比較，由于鍍錫板一般是用于食品罐、飲料罐、各種雜罐和瓶蓋及各種印鐵干裝盒等，而且所鍍的錫層一般都比較薄，為此，采用的低濃度 NaCl溶液對(duì)鍍層鋼板進(jìn)行鹽霧加速腐蝕試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果采用在鋼板上鍍有相同厚度的純鍍錫層試樣與鋅錫雙層電鍍鋼板試樣在相同的腐蝕條件下進(jìn)行對(duì)比的方法進(jìn)行評(píng)定。
鹽霧試驗(yàn)的條件如下NaCl 溶液濃度試樣擺放角度30鹽霧箱控制溫度36 士 2 °C鋅錫雙層電鍍鋼板的厚度為，先在鋼板表面鍍2. 8g/m2鋅，再在鍍鋅層上鍍2. Sg/ m2的錫，這樣鋅錫雙層鍍層的厚度合計(jì)為5. 6g/m2 ；用于對(duì)比的試樣是表面鍍有5. 6g/m2純錫的鍍層鋼板，兩種試樣表面均采用鉻酸進(jìn)行鈍化，鉻酸鹽鈍化膜的厚度為6mg/m2。鹽霧試驗(yàn)共進(jìn)行了 70小時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。表1 鹽霧試驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種鋅錫雙層電鍍鋼板的制造方法，其特征在于它包括以下步驟1)將低碳冷軋鋼板進(jìn)行酸洗、除銹、脫脂、洗凈處理，并用稀酸活化；2)對(duì)活化后的鋼板進(jìn)行電鍍鋅，鍍鋅溶液的組成為鋅礬為475 495g/L，十八水合硫酸鋁為28 32g/L，硫酸鈉為48 52g/L，明礬為45 50g/L，pH值為3. 8 4. 3 ；3)將鍍完鋅后的鋼板表面用水洗凈，然后進(jìn)行電鍍錫，鍍錫溶液的組成為氟硼酸亞錫為190 210g/L，游離氟硼酸為100 200g/L，明膠為5 6g/L，β -萘酚為0. 9 1. Ig/ L ；4)鍍完錫后用水將試樣清洗干凈，然后用電阻軟熔爐對(duì)鍍錫板進(jìn)行軟熔、淬水、蘇打清洗、鉻酸鹽陰極鈍化，鈍化液組成為重鉻酸鈉為20 25g/L，pH值為4 5 ；5)將鈍化完畢的鋅錫雙層電鍍鋼板水洗、吹干，即得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋅錫雙層電鍍鋼板的制造方法，其特征在于所述步驟2) 中，電鍍鋅的溫度為室溫，陰極電流密度為1 3A/dm2，所述步驟3)中，電鍍錫的溫度為 25 :35°C，陰極電流密度為3 12A/dm2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋅錫雙層電鍍鋼板的制造方法，其特征在于所述步驟 2)中，電鍍鋅量為1. 0 6. Og/m2，所述步驟3)中，電鍍錫量為1. O 6. Og/m2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋅錫雙層電鍍鋼板的制造方法，其特征在于所述步驟 4)中，鈍化溫度為60 65°C，電化學(xué)陰極鈍化電量不小于2. 5C/dm2。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋅錫雙層電鍍鋼板的制造方法，其特征在于所述步驟4) 中，鈍化溫度為60 65°C，電化學(xué)陰極鈍化電量不小于2. 5C/dm2。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋅錫雙層電鍍鋼板的制造方法，其特征在于所述步驟4) 中，陰極鈍化時(shí)鈍化膜中含鉻量為5 8mg/m2。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋅錫雙層電鍍鋼板的制造方法，其特征在于所述步驟4) 中，陰極鈍化時(shí)鈍化膜中含鉻量為5 8mg/m2。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋅錫雙層電鍍鋼板的制造方法，它包括以下步驟將低碳冷軋鋼板進(jìn)行酸洗、除銹、脫脂、洗凈處理，并用稀酸活化；對(duì)活化后的鋼板進(jìn)行電鍍鋅；將鍍完鋅后的鋼板表面用水洗凈，然后進(jìn)行電鍍錫；鍍完錫后用水將試樣清洗干凈，然后用電阻軟熔爐對(duì)鍍錫板進(jìn)行軟熔、淬水、蘇打清洗、鉻酸鹽陰極鈍化；將鈍化完畢的鋅錫雙層電鍍鋼板水洗、吹干，即得成品。本發(fā)明制備的鋅錫雙層電鍍鋼板漂亮美觀(guān)，無(wú)毒環(huán)保，成本較低，且耐腐蝕性能與電鍍錫鋼板相當(dāng)。
文檔編號(hào)C25D7/00GK102206842SQ20111011554
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者何銳, 文偉, 柳長(zhǎng)福, 涂元強(qiáng), 白會(huì)平, 蔡捷 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司