本發(fā)明涉及一種用于形成鍍層的鍍液、施鍍工藝及鍍層的制作方法，尤其涉及一種用于形成導電輥鍍層的鍍液、施鍍工藝及導電輥鍍層的制作方法。
背景技術(shù)：
：鍍鉻薄板也稱為無錫薄板，簡稱為TFS，是一種替代鍍錫薄板的新型包裝材料。在連續(xù)電鍍鉻機組的鍍鉻薄板生產(chǎn)中，其電鍍段采用二步法工藝，鍍液采用氟氨系列(含NH4F)，機組中裝備有若干根導電輥，用于將電流導入帶鋼。上述導電輥表面通常具有鍍層。由于連續(xù)電鍍鉻機組與連續(xù)電鍍錫機組類似，目前連續(xù)電鍍鉻機組導電輥鍍層的制作工藝大多采用連續(xù)電鍍錫機組導電輥鍍層的制作工藝。公開號為CN102041533A，公開日為2011年5月4日，名稱為“一種冷軋板鍍錫導電輥表面滾鍍銅和鉻的方法”的中國專利文獻涉及冷軋板鍍錫導電輥表面滾鍍銅和鉻的方法，其步驟包括：(1)鍍前預處理：用除銹液擦拭使其活化，再用氰化鍍銅槽電解液擦拭輥面防生銹；(2)預鍍銅：銅鍍層厚度達20μm停止；(3)滾鍍厚銅：用硫酸鹽電解液鍍銅；直至鍍層厚度達1～3mm；(4)毛化、削峰處理：常溫下用削峰液在毛化層上擦拭除毛刺，(5)鍍硬鉻。該方法的有益效果是：通過采用預鍍銅和滾鍍厚銅二步法鍍銅工藝，改進鍍銅液配方，使銅層與鋼體結(jié)合良好，不疏松、不起泡，鍍層結(jié)晶細致、均勻，硬度從HV60提高到HV120；銅層經(jīng)削峰處理后再鍍硬鉻，鍍鉻與基體銅結(jié)合牢固，硬度HV≥950，無毛刺，耐磨、耐腐蝕，生產(chǎn)的導電輥質(zhì)量穩(wěn)定，使用壽命長。但是，若將按照連續(xù)電鍍錫機組的導電輥鍍層的制作方法制作的導電輥用于連續(xù)電鍍鉻機組，由于連續(xù)電鍍鉻機組中鍍液的腐蝕性遠大于連續(xù)電鍍錫機組中鍍液的腐蝕性，導電輥鍍層易發(fā)生脫落的現(xiàn)象，而鍍層脫落會進一步降低導電輥的耐蝕性，導致導電輥使用壽命變短，并且影響到鍍鉻薄板鍍 層的質(zhì)量。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的之一在于提供一種用于形成導電輥鍍層的鍍液，具有采用該鍍液并配以一定的施鍍工藝和制作方法制作的導電輥鍍層的導電輥，其具有更好的耐腐蝕性，用于連續(xù)電鍍鉻機組時導電輥鍍層不易發(fā)生脫落，具有更長的使用壽命，同時也保證了鍍鉻薄板鍍層的質(zhì)量。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于形成導電輥鍍層的鍍液，其含有：2～2.5mol/L的CrO3；0.023～0.0256mol/L的SO42-以及0.048～0.058mol/L的Cr3+。導電輥基體通常采用奧氏體不銹鋼制作，為提高導電輥的耐蝕性和耐磨性，通常在不銹鋼基體的表面施加鍍鉻層，但在實際使用過程中，含有NH4F的強腐蝕性的鍍液使得鍍鉻層脫落，分析鍍鉻層產(chǎn)生脫落的原因是強腐蝕性的鍍液通過鍍鉻層中的微細裂紋進入到不銹鋼基體，造成基體材料的腐蝕，腐蝕產(chǎn)生的后果一方面降低鍍鉻層與基體的結(jié)合力，另一方面腐蝕產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物體積膨脹進一步使得鍍鉻層與基體分離，最終導致鍍鉻層的脫落。因此，要防止鍍層產(chǎn)生脫落，一方面，要提高鍍層與基體的結(jié)合力，另一方面，要求鍍層本身致密，盡量減少鍍層中的微裂紋，同時要求具有耐磨性，需要較高的硬度，因此所設(shè)計的鍍層底層需要具有較好的致密性，而面層需要具有較高的硬度，從而使得鍍層既耐腐蝕又耐磨損?；诖?，本技術(shù)方案提出了上述鍍液。其中：CrO3：提供鉻鍍層，本發(fā)明將CrO3含量控制為2～2.5mol/L；SO42-：作為催化劑，本發(fā)明將SO42-含量控制為0.023～0.0256mol/L；Cr3+：其為鍍鉻陰極表面生成膠體膜的主要成分，可以改善鍍液的均鍍能力，以獲得光亮理想的鉻鍍層，本發(fā)明將Cr3+含量控制為0.048～0.058mol/L；上述鍍液配方配以一定的施鍍工藝和基體表面鍍前處理，可以提高鍍層與基體的結(jié)合力，且鍍層底層可以具有較好的致密性，而面層可以具有較高 的硬度，從而使得導電輥既耐腐蝕又耐磨損。本發(fā)明的另一目的在于提供一種施鍍工藝，具有采用上述鍍液并配以該施鍍工藝和一定的制作方法制作的導電輥鍍層的導電輥，其具有更好的耐腐蝕性，用于連續(xù)電鍍鉻機組時導電輥鍍層不易發(fā)生脫落，具有更長的使用壽命，同時也保證了鍍鉻薄板鍍層的質(zhì)量。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種用于形成導電輥鍍層的施鍍工藝，其采用上述鍍液，先進行一次施鍍直至鍍層厚度達到0.05～0.10mm，然后進行二次施鍍直至鍍層厚度達到0.18～0.22mm；所述一次施鍍時的鍍液溫度高于所述二次施鍍時的鍍液溫度，所述一次施鍍時采用的電流密度低于所述二次施鍍時采用的電流密度。本技術(shù)方案采用兩次施鍍的方式，并對兩次施鍍配以不同的鍍液溫度、電流密度，以使得鍍層的底層和面層具有不同的物理特性，具體來說，通過本技術(shù)方案，使得底層具有較好的致密性，而面層具有較高的硬度，從而使得導電輥既耐腐蝕又耐磨損，同時還提高鍍層與基體的結(jié)合力。進一步地，本發(fā)明所述的用于形成導電輥鍍層的施鍍工藝中，進行所述一次施鍍時，鍍液溫度為60～65℃，采用的電流密度為15～25A/dm2。進一步地，本發(fā)明所述的用于形成導電輥鍍層的施鍍工藝中，進行所述二次施鍍時，鍍液溫度為55～60℃，采用的電流密度為40～50A/dm2。進一步地，本發(fā)明所述的用于形成導電輥鍍層的施鍍工藝中，進行所述一次施鍍時，鍍液溫度為60～65℃，采用的電流密度為15～25A/dm2；進行所述二次施鍍時，鍍液溫度為55～60℃，采用的電流密度為40～50A/dm2。本發(fā)明的又一目的在于提供一種導電輥鍍層的制作方法，具有采用上述鍍液并配以上述施鍍工藝和該制作方法制作的導電輥鍍層的導電輥，其具有更好的耐腐蝕性，用于連續(xù)電鍍鉻機組時導電輥鍍層不易發(fā)生脫落，具有更長的使用壽命，同時也保證了鍍鉻薄板鍍層的質(zhì)量。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種導電輥鍍層的制作方法，其包括步驟：(1)對導電輥基體表面進行機加工，以使基體表面的粗糙度符合要求；(2)對導電輥基體表面進行堿洗和酸洗活化；(3)對導電輥基體進行施鍍；該步驟(3)采用本文所述的任意一種施鍍工藝。本技術(shù)方案對基體表面進行鍍前處理，通過機加工使得基體表面的粗糙度符合要求，通過堿洗去除油污，通過酸洗活化去除鈍化層，從而提高鍍層與基體的結(jié)合力，并通過采用上述任意一種施鍍工藝，使得鍍層底層具有較好的致密性，而面層具有較高的硬度，從而使得導電輥既耐腐蝕又耐磨損。進一步地，在本發(fā)明所述的導電輥鍍層的制作方法的步驟(1)中，使基體表面的粗糙度達到Ra6±1.0。本技術(shù)方案中，對基體表面的粗糙度要求是基于導電輥基體表面應該無明顯的針孔、裂紋類缺陷的要求。具體方案可以是對導電輥基體表面需進行磨削處理，使得其表面粗糙度達到Ra6±1.0。進一步地，在本發(fā)明所述的導電輥鍍層的制作方法的步驟(2)中，采用堿洗液以噴射或刷洗的方式對導電輥基體表面進行堿洗，堿洗溫度為40～50℃。本技術(shù)方案中，堿洗是施鍍前的一道重要的工序，目的是去除導電輥基體表面的油脂類雜質(zhì)，提高鍍層與導電輥基體表面的結(jié)合力，為此堿洗液需要具有強烈的油污去除能力。更進一步地，在上述導電輥鍍層的制作方法的步驟(2)中，所述堿洗液組分的質(zhì)量份數(shù)為：在上述各組分中，氫氧化鈉作為助洗劑；辛基酚醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚作為表面活性劑。進一步地，在本發(fā)明所述的導電輥鍍層的制作方法的步驟(2)中，采用活化液以噴射或刷洗的方式對導電輥基體表面進行酸洗活化，工位溫度為40～50℃。本技術(shù)方案所解決的問題在于：導電輥基體通常采用不銹鋼材料，而不銹鋼是一種極易鈍化的材料，在空氣中不銹鋼表面會形成一層薄而極其致密 的鈍化膜，其組織結(jié)構(gòu)復雜，主要由FeO、Fe2O3、CrO、Cr2O3和碳化物等組成。由于該鈍化膜的導電性差，其存在將影響到鍍層的形成速度和鍍層與基體的結(jié)合力，為此施鍍前需要進行活化處理，將該鈍化層去除，從而提高不銹鋼表面的活化程度。在進行活化處理時，采用的活化液既要充分除去表面鈍化膜，還要考慮活化液對不銹鋼基體的腐蝕作用，應避免過處理腐蝕基體而造成表面粗糙度的升高。更進一步地，在上述導電輥鍍層的制作方法的步驟(2)中，所述活化液組分的質(zhì)量份數(shù)為：本技術(shù)方案中，活化液的各組分中：H2SO4作為表面處理劑，(NH4)2SO4增加其導電性；H3PO4作為金屬表面處理劑；H2SiF6作為金屬表面處理劑；Na2WO4.2H2O作為催化劑。本發(fā)明所述的用于形成導電輥鍍層的鍍液，具有采用該鍍液制作的導電輥鍍層的導電輥，其具有更好的耐腐蝕性。本發(fā)明所述的用于形成導電輥鍍層的施鍍工藝，其采用上述鍍液，使得底層具有較好的致密性，而面層具有較高的硬度，從而使得導電輥既耐腐蝕又耐磨損。本發(fā)明所述的導電輥鍍層的制作方法，對基體表面進行鍍前處理，提高鍍層與基體的結(jié)合力，并通過采用上述施鍍工藝，使得導電輥既耐腐蝕又耐磨損。具有采用該制作方法制作的導電輥鍍層的導電輥，用于連續(xù)電鍍鉻機組時導電輥鍍層不易發(fā)生脫落，具有更長的使用壽命，同時也保證了鍍鉻薄板鍍層的質(zhì)量。此外，具有采用該制作方法制作的導電輥鍍層的導電輥，還可用于其它類型機組，如鍍錫機組，因此應用前景廣泛。具體實施方式下面將根據(jù)具體實施例對本發(fā)明所述的用于形成導電輥鍍層的鍍液、施鍍工藝及導電輥鍍層的制作方法做出進一步說明，但是具體實施例和相關(guān)說明并不構(gòu)成對于本發(fā)明的技術(shù)方案的不當限定。實施例A1-A6上述實施例中的導電輥鍍層采用以下步驟制得：1)對導電輥基體表面需進行磨削處理，使得其表面粗糙度達到Ra6±1.0；對無需電鍍的部位采用絕緣膠帶隔離；2)對導電輥基體表面進行堿洗和酸洗活化，其中：采用如表3所示組分的堿洗液以噴射或刷洗的方式對導電輥基體表面進行堿洗，堿洗溫度為40～50℃；在某些實施方式中，清洗時間10分鐘左右，清洗過程中導電輥以每分鐘10轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動；采用如表4所示組分的活化液以噴射或刷洗的方式對導電輥基體表面進行酸洗活化，洗滌溫度為40～50℃；在某些實施方式中，清洗時間10分鐘左右，清洗過程中導電輥以每分鐘10轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動；3)對經(jīng)活化后的導電輥基體立刻進行施鍍，其工藝步驟具體為：采用的鍍液的各化學元素含量如表1所示；先進行一次施鍍直至鍍層厚度達到0.05～0.10mm，然后進行二次施鍍直至鍍層厚度達到0.18～0.22mm；其中，一次施鍍時的鍍液溫度為60～65℃，采用的電流密度為15～25A/dm2，二次施鍍時的鍍液溫度為55～60℃，采用的電流密度為40～50A/dm2。表1列出了本案實施例A1-A6的用于形成導電輥鍍層的鍍液中的各化學物質(zhì)的含量。表1.序號A1A2A3A4A5A6CrO3(mol/L)22.32.42.42.52.5SO42(mol/L)-0.0230.0250.0240.0230.0240.025Cr3+(mol/L)0.0480.050.0550.050.0550.05表2列出了本案實施例A1-A6的用于形成導電輥鍍層的施鍍工藝的工藝參數(shù)。表2.表3列出了本案實施例A1-A6中的導電輥鍍層的制作方法的步驟(2)中的堿洗液組分的質(zhì)量份數(shù)。表3.表4列出了本案實施例A1-A6中的導電輥鍍層的制作方法的步驟(2)中的活化液組分的質(zhì)量份數(shù)。表4.表5列出了本案實施例A1-A6的導電輥鍍層的制作方法的步驟(2)的工藝參數(shù)。表5.表6列出了使用本案實施例A1-A6的導電輥鍍層的制作方法制作的導電輥用于連續(xù)電鍍鉻機組時的實際使用情況。表6.從表6可以看出，使用本案實施例A1-A6的導電輥鍍層的制作方法制作的導電輥實際使用壽命達到了84天，而目前使用的導電輥平均使用壽命只有2個月左右，說明使用本案實施例A1-A6的導電輥鍍層的制作方法制作的導電輥用于連續(xù)電鍍鉻機組時具有更長的使用壽命，并且從表6還可以看出，采用本技術(shù)方案制得的導電輥的鍍層不易發(fā)生脫落。需要注意的是，以上列舉的僅為本發(fā)明的具體實施例，顯然本發(fā)明不限于以上實施例，隨之有著許多的類似變化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員如果從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導出或聯(lián)想到的所有變形，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。當前第1頁1 2 3