CN101619474B - 锌镍双层电镀钢板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锌镍双层电镀钢板的制造方法，它包括如下步骤：将冷轧钢板进行除锈处理或将热轧钢板进行除鳞处理，用水洗净；将洗净后的钢板用稀酸活化；对活化后的钢板进行电镀镍，镀镍溶液的组成为：硫酸镍240～280g/L，氯化镍40～65g/L，硼酸25～45g/L，醋酸1～3g/L，pH值控制在4～4.5；在550～650℃温度下，用氢气或氮气作保护气对钢板进行退火处理，在钢板表面形成镍铁合金层；再在镍铁合金层的表面电镀锌，镀锌溶液的组成为：硫酸锌250～300g/L，硫酸铝1～2g/L，硫酸钠240～260g/L，硼酸20～25g/L，葡萄糖2～3g/L，pH值控制在4.5～5.5；对镀锌后的钢板进行水洗，即得成品。经试验表明：所得钢板的耐蚀性能有大幅度提高，同时解决了镀层和基体的结合力问题。
Description
技术领域
本发明属于电镀技术领域，具体涉及一种锌镍双层电镀钢板的制造方法。
背景技术
对汽车、家电用钢板，为了提高其耐蚀性能，目前国内外大多采用热镀锌、电镀锌。但热镀锌存在问题：一是镀层均匀性难以控制，镀层普遍较厚，资源消耗较多，对资源造成浪费；二是镀层与基体的结合力较差，在进行深冲等加工时有时会造成镀层脱落。电镀锌虽然解决了镀层的均匀性和结合力问题，但耐蚀性还是较差。
在本发明之前，已经有一些改善电镀钢板性能的电镀锌镍合金方法专利或者文献，如日本的专利DOUBLE LAYER ALLOYELECTROPLATED STEEL SHEET.JapanNo.JP4066693，1992-03-03提供了第一层为含Co 5～20％，重量为0.05～1.0g/m2的Ni-Co合金镀层，第二层为含Ni 8～16％，具有较好的抗腐蚀性能和表面光泽的Zn-Ni双层电镀钢板，但该发明的电镀钢板只侧重于提高镀层的耐蚀性，与电镀的纯锌镀层相比，其镀层的硬度也相应提高，因而镀层与基体的结合力下降，在进行深冲加工时有可能造成镀层局部脱落。南京四方表面技术有限公司的名称为《一种在钢卷板连续生产过程中进行双层电镀锌的工艺方法》，申请号为200610098271、申请日为2006年12月8日的发明专利公开了方法为钢卷板经过除油、除锈、活化等前处理后，首先进入碱性镀锌槽进行电镀，然后再进入酸性镀锌槽进行电镀，即在碱性镀锌层上再沉积一层酸性镀锌层，从而达到一种双层镀锌层。其产品的涂层与锌基板结合紧密牢固，主要解决镀层和基体或镀层和表面涂层的结合力问题。
但是这些方法的产品只能侧重于解决镀层的耐蚀性或镀层和基体或表面涂层的结合力问题中的某一方面的问题，都无法同时既提高镀层的耐蚀性又能解决镀层和基体及表面涂层的结合力的问题。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种锌镍双层电镀钢板的制造方法，利用该方法制备的电镀钢板不仅具有良好的耐蚀性能，而且镀层与基体及表面涂层之间具有良好的结合力，同时具有良好的冲压加工性能。
为达到上述目的，本发明的制造方法包括如下步骤：
1)将冷轧钢板进行除锈处理或将热轧钢板进行除鳞处理，用水洗净；
2)将洗净后的钢板用稀酸活化；
3)对活化后的钢板进行电镀镍，镀镍水溶液的组成为：硫酸镍240～280g/L，氯化镍40～65g/L，硼酸25～45g/L，醋酸1～3g/L，pH值控制在4～4.5；
4)然后在550～650温度下，用氢气或氮气作保护气对钢板进行退火处理，在钢板表面形成镍铁合金层；
5)再在镍铁合金层的表面电镀锌，镀锌水溶液的组成为：硫酸锌250～300g/L，硫酸铝1～2g/L，硫酸钠240～260g/L，硼酸20～25g/L，葡萄糖2～3g/L，pH值控制在4.5～5.5；
6)对镀锌后的钢板进行水洗，即得成品。
作为本发明的改进，所述步骤4)中退火时间控制为0.3～3小时。
作为本发明的进一步改进，所述步骤3)中电镀镍时电镀温度控制为45～50℃，阴极电流密度控制为：2～5A/dm2；所述步骤5)中电镀锌时电镀温度为室温，阴极电流密度控制为0.8～3A/dm2。
本发明的最佳方案为所述步骤3)中电镀镍量控制为0.4～2.5g/m2；所述步骤5)中电镀锌量控制为5～30g/m2。
本发明的制造方法是在钢板的表面先镀一层镍，再对镀有镍的钢板进行热处理，在钢板表面形成一层铁镍合金层，然后在铁镍合金层上电镀锌，这样既使钢板的耐蚀性能得到大幅度的提高，又解决了镀层和基体的结合力问题。这种锌镍双层电镀钢板的耐蚀性是相同镀层厚度电镀锌钢板的4～6倍，其耐蚀性与相同镀层厚度的锌镍合金镀层相当，并且其镀层与基体的结合力良好，因而深冲加工性能好于锌镍合金镀层钢板。本发明方法制造的锌镍双层电镀钢板可适用于汽车板、家电板和其它需要通过电镀来提高其耐蚀性能的薄钢板，特别适用于汽车和家电面板。
具体实施方式
下面结合几个较佳的实施例对本发明的制备方法进一步作详细描述：
实施例1
试样采用普通的冷轧钢板，尺寸为200×200×0.5mm，制备步骤如下：
1)冷轧钢板进行除锈处理，用水洗净；
2)再将钢板用重量百分比为10％的稀盐酸活化；
3)将活化后的钢板送入电镀槽进行电镀镍，该镀镍水溶液的组成为：硫酸镍：250g/L，氯化镍：45g/L，硼酸：35g/L，醋酸：2g/L，pH4～4.5，温度控制为45℃，阴极电流密度为2A/dm2，镀镍量控制为：0.4g/m2；
4)然后在550℃温度下进行退火，退火时炉中加氮气作保护气体，以防止钢板氧化；退火时间0.3小时，以便在钢板表面形成铁镍合金层。
5)再在铁镍合金层的表面电镀锌，镀锌水溶液的组成为：硫酸锌：250g/L，硫酸铝：1g/L，硫酸钠：250g/L，硼酸：20g/L，葡萄糖2g/L，pH4.5，温度控制为室温，阴极电流密度为0.8A/dm2，镀锌量控制为：5g/m2。
6)对镀锌后的钢板用水洗净后即得成品。
实施例2
试样采用普通的热轧钢板，尺寸为200×200×1.8mm，制备步骤如下：
1)将热轧钢板进行除鳞处理，用水洗净；
2)再将钢板用重量百分比为10％的稀盐酸活化；
3)将活化后的钢板送入电镀槽进行电镀镍，该镀镍水溶液的组成为：硫酸镍：240g/L，氯化镍：65g/L，硼酸：25g/L，醋酸：1g/L，pH4～4.5，温度控制为50℃，阴极电流密度为5A/dm2，镀镍量控制为：1.8g/m2；
4)然后，在650℃温度下进行退火，退火时炉中加氢气作保护气体，以防止钢板氧化；退火时间1小时，以便在钢板表面形成铁镍合金层。
5)再在铁镍合金层的表面电镀锌，该镀锌水溶液的组成为：硫酸锌：260g/L，硫酸铝：1.5g/L，硫酸钠：260g/L，硼酸：25g/L，葡萄糖2.5g/L，pH5，温度控制为室温，阴极电流密度为2A/dm2，镀锌量控制为：10g/m2；
6)对镀锌后的钢板用水洗净后即得成品。
实施例3
试样采用普通的冷轧钢板，尺寸为200×200×1.2mm，制备步骤如下：
1)冷轧钢板进行除锈处理，用水洗净；
2)再将钢板用重量百分比为20％的稀硫酸活化；
3)将活化后的钢板进入电镀槽进行电镀镍，该镀镍水溶液的组成为：硫酸镍：280g/L，氯化镍：40g/L，硼酸：40g/L，醋酸：3g/L，pH4.5，温度控制为45℃，阴极电流密度为3A/dm2，镀镍量控制为：1.2g/m2；
4)然后，在600℃温度下进行退火，退火时炉中加氢气作保护气体，以防止钢板氧化；退火时间2小时，以便在钢板表面形成铁镍合金层。
5)再在铁镍合金层的表面电镀锌，该镀锌水溶液的组成为：硫酸锌：300g/L，硫酸铝：2g/L，硫酸钠：240g/L，硼酸：22g/L，葡萄糖3g/L，pH5.5，温度控制为室温，阴极电流密度为3A/dm2，镀锌量控制为：16g/m2；
6)对镀锌后的钢板用水洗净后即得成品。
实施例4
试样采用普通的冷轧钢板，尺寸为200×200×1.2mm，制备步骤如下：
1)冷轧钢板进行除锈处理，用水洗净；
2)再将钢板用重量百分比为10％的稀盐酸活化；
3)将活化后的钢板进入电镀槽进行电镀镍，该镀镍水溶液的组成为：硫酸镍：250g/L，氯化镍：55g/L，硼酸：36g/L，醋酸：2.6g/L，pH4.5，温度控制为45℃，阴极电流密度为4A/dm2，镀镍量控制为：2.5g/m2；
4)然后，在620℃温度下进行退火，退火时炉中加氮气作保护气体，以防止钢板氧化；退火时间3小时，以便在钢板表面形成铁镍合金层。
5)再在铁镍合金层的表面电镀锌，该镀锌水溶液的组成为：硫酸锌：280g/L，硫酸铝：1.8g/L，硫酸钠：250g/L，硼酸：21g/L，葡萄糖3g/L，pH5.5，温度控制为室温，阴极电流密度为3A/dm2，镀锌量控制为：30g/m2；
6)对镀锌后的钢板用水洗净后即得成品。
实施例5
试样采用普通的冷轧钢板，尺寸为200×200×1.5mm，制备步骤如下：
1)冷轧钢板进行除锈处理，用水洗净；
2)再将钢板用重量百分比为20％的稀硫酸活化；
3)将活化后的钢板进入电镀槽进行电镀镍，该镀镍水溶液的组成为：硫酸镍：265g/L，氯化镍：50g/L，硼酸：45g/L，醋酸：2.5g/L，pH4～4.5，温度控制为45℃，阴极电流密度为3.5A/dm2，镀镍量控制为：2.0g/m2；
4)然后，在650℃温度下进行退火，退火时炉中加氮气作保护气体，以防止钢板氧化；退火时间2.5小时，以便在钢板表面形成铁镍合金层。
5)再在铁镍合金层的表面电镀锌，该镀锌水溶液的组成为：硫酸锌：280g/L，硫酸铝：1.5g/L，硫酸钠：250g/L，硼酸：23g/L，葡萄糖3g/L，pH5.5，温度控制为室温，阴极电流密度为2.5A/dm2，镀锌量控制为：25g/m2；
6)对镀锌后的钢板用水洗净后即得成品。
分别将上述五个实施例的锌镍双层电镀钢板与相同镀层厚度的电镀锌板和电镀锌镍合金镀层钢板进行盐雾加速腐蚀试验、折弯试验和球压试验。实验结果为，实施例1、2、3、4、5的锌镍双层电镀钢板的耐盐雾腐蚀性能分别是镀锌钢板的4.5倍、5.5倍、6倍、5.5倍、5倍；五个实施例产品的耐盐雾腐蚀性能与电镀锌镍合金镀层钢板相当；而通过折弯试验和球压试验测定的镀层结合力，五个实施例产品好于锌镍合金镀层钢板而与电镀锌钢板相同。
Claims (5)
1.一种锌镍双层电镀钢板的制造方法，其特征在于：它包括以下步骤：
1)将冷轧钢板进行除锈处理或将热轧钢板进行除鳞处理，用水洗净；
2)将洗净后的钢板用稀酸活化；
3)对活化后的钢板进行电镀镍，镀镍水溶液的组成为：硫酸镍240～280g/L，氯化镍40～65g/L，硼酸25～45g/L，醋酸1～3g/L，pH值控制在4～4.5；
4)然后在550～650℃温度下，用氢气或氮气作保护气对钢板进行退火处理，在钢板表面形成镍铁合金层；
5)再在镍铁合金层的表面电镀锌，镀锌水溶液的组成为：硫酸锌250～300g/L，硫酸铝1～2g/L，硫酸钠240～260g/L，硼酸20～25g/L，葡萄糖2～3g/L，pH值控制在4.5～5.5；
6)对镀锌后的钢板进行水洗，即得成品。
2.根据权利要求1所述的锌镍双层电镀钢板的制造方法，其特征在于：所述步骤3)中，电镀镍的温度控制在45～50℃，阴极电流密度控制在：2～5A/dm2；所述步骤5)中，电镀锌的温度控制在室温，阴极电流密度控制在0.8～3A/dm2。
3.根据权利要求1或2所述的锌镍双层电镀钢板的制造方法，其特征在于：所述步骤3)中，电镀镍量控制在0.4～2.5g/m2，所述步骤5)中，电镀锌量控制在5～30g/m2。
4.根据权利要求1或2所述的锌镍双层电镀钢板的制造方法，其特征在于：所述步骤4)中，退火时间控制在0.3～3h。
5.根据权利要求3所述的锌镍双层电镀钢板的制造方法，其特征在于：所述步骤4)中，退火时间控制在0.3～3h。
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