CN105734631B - 冷轧轧辊毛化处理的电镀方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷轧轧辊毛化处理的电镀方法，即本电镀液包括铬酸、硫酸和双氧水；本方法首先对轧辊表面进行镀前预处理；然后将轧辊完全浸没电镀液中，设定辊面与不溶性阳极的距离、电镀液温度及轧辊转速；并且轧辊一个电镀周期包括脉冲电流段和直流电流段，脉冲电流段的时间为960～3000 ms，导通电流密度为10～30 A/dm²；直流电流段时间为480～2400 ms，电流密度为1～10 A/dm²；当轧辊镀层达到15～120μm后，结束电镀。本电镀液及电镀方法在轧辊表面形成具有特定球状微观结构的镀铬层，达到特定粗糙度、峰值密度等表面纹理要求的目的。

Description

冷轧轧辊毛化处理的电镀方法

技术领域

本发明涉及一种冷轧轧辊毛化处理的电镀方法。

背景技术

表面毛化冷轧板, 即表面具有一定粗糙度要求的冷轧板, 是汽车工业及家电业的重要材料。毛化冷轧板可以确保钢板变形过程中润滑油在高压下的坑中保持封闭状态,在钢板与磨具间形成缓冲垫,提高了抗擦伤性能, 使其具有良好的涂饰和冲压性能，而毛化钢板就是由表面经毛化处理的冷轧轧辊轧制而成。为了生产出优质冷轧毛化钢板,首先要对冷轧轧辊进行毛化处理, 然后轧机使用毛化轧辊轧制出所需的冷轧毛化钢板。

成型性能和涂装性能是衡量冷轧钢板使用的重要指标，这均与带钢表面形貌的特征参量有密切的关系。带钢表面形貌的最基本参量为粗糙度(Ra)和峰值数(Pc)，不同的粗糙度和峰值密度分布意味着平均波峰-波谷高度和波峰数不同。较大的粗糙度可以形成相互隔离的润滑坑，有利于改善带钢的摩擦成型特性；均匀分布的粗糙度、高的峰值密度和无规则分布的形貌，可以减少光学干涉条纹、避免橘皮效应，有利于改善带钢的涂漆光学特性。因而，Ra、Pc是控制带钢使用性能的关键因素。

目前，常用的轧辊毛化处理工艺主要有喷丸毛化（SBT）工艺和电火花毛化（EDT）工艺，SBT和EDT两种毛化方法都是通过辊面材料塑性变形或者局部熔化，在表面形成内凹的毛化形貌。这些工艺方法一定程度上都影响辊面材料的使用性能，其辊面形貌由许多易于折断和磨损的尖峰组成，影响辊面材料粗糙度的保持性能和耐磨性能，辊面粗糙度衰减是导致换辊的一个主要原因。因此探索和开发更先进的轧辊表面毛化技术,已成为当前冷轧板生产的迫切需求。

美国专利US6319385B1介绍了一种辊面电镀铬毛化的方法，该专利介绍了采用三层镀层获得毛化效果的方法：第一层为直流电镀镍层，第二层为直流电镀硬铬层，第三层采用阶梯状波形电流获得轧辊工作所需毛化铬镀层；该方法工序多，增加了实施操作的成本和难度，其所采用的电流波形较难以实现，对电源设备要求较高而且使用的电镀液成分多、含有毒性和腐蚀性很强的硅氟酸。美国专利US6478943B1提出了一种电镀铬毛化方法，该方法获得镀层粗糙度较小，难以满足生产需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种冷轧轧辊毛化处理的电镀方法，本电镀方法克服了传统冷轧轧辊毛化处理的粗糙度衰减过快、使用寿命低、表面形貌中凹坑多于凸起、不利于带钢对其表面粗糙度的复制等缺陷，在轧辊表面形成具有特定球状微观结构的镀铬层，达到特定粗糙度、峰值密度等表面纹理要求的目的。

为解决上述技术问题，本发明冷轧轧辊毛化处理的电镀液包括铬酸180～300 g/L，硫酸1.5～3 g/L，双氧水8～20 g/L。

一种冷轧轧辊毛化处理的电镀方法包括如下步骤：

步骤一、对轧辊表面进行镀前预处理；

步骤二、采用上述的电镀液，将轧辊完全浸没电镀液中，辊面与不溶性阳极距离为50 ～400 mm,电镀液温度为45～58 ℃，轧辊转速为1～5转/min；

步骤三、轧辊一个电镀周期包括脉冲电流段和直流电流段，脉冲电流段的时间为960～3000 ms，导通电流密度为10～30 A/dm²；直流电流段时间为480～2400 ms，电流密度为1～10 A/dm²；

步骤四、当轧辊镀层达到15～120μm后，结束电镀。

进一步，所述脉冲电流段的电流导通时间为20～200 ms、电流关断时间为10～100ms。

进一步，轧辊表面镀前预处理包括：

1）、对轧辊表面进行机械抛光处理，去除表面氧化层和缺陷部位，然后打磨至表面粗糙为0.5μm；

2）、使用丙酮清洗轧辊表面的油污和金属渣屑，然后用清水冲洗；

3）、使用电镀用常规碱性脱脂溶液擦拭轧辊表面，溶液温度为50℃，然后用清水冲洗；

4）、对轧辊进行电解除油，轧辊浸没于除油液中，除油液温度为50℃，电流密度为5.0 A/dm²，处理时间为2 min，然后取出轧辊，用清水冲洗；

5）、使用电镀用常规酸性浸蚀液对轧辊进行活化处理，浸蚀时间为1 min，然后用清水冲洗。

由于本发明冷轧轧辊毛化处理的电镀方法采用了上述技术方案，即本电镀液包括铬酸、硫酸和双氧水；本方法首先对轧辊表面进行镀前预处理；然后将轧辊完全浸没电镀液中，设定辊面与不溶性阳极的距离、电镀液温度及轧辊转速；并且轧辊一个电镀周期包括脉冲电流段和直流电流段，脉冲电流段的时间为960～3000 ms，导通电流密度为10～30 A/dm²；直流电流段时间为480～2400 ms，电流密度为1～10 A/dm²；当轧辊镀层达到15～120μm后，结束电镀。本电镀方法克服了传统冷轧轧辊毛化处理的粗糙度衰减过快、使用寿命低、表面形貌中凹坑多于凸起、不利于带钢对其表面粗糙度的复制等缺陷，在轧辊表面形成具有特定球状微观结构的镀铬层，达到特定粗糙度、峰值密度等表面纹理要求的目的。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本电镀方法中一个电镀周期的电流波形图；

图2为采用本电镀方法得到的毛化镀层表面形貌示意图。

具体实施方式

本发明的实施例见下表1和表2：

表1

表2

	T<sub>a</sub>（ms）	T<sub>b</sub>（ms）	T<sub>ab</sub>（ms）	T<sub>cd</sub>（ms）	I<sub>a</sub>（A/dm<sup>2</sup>）	I<sub>cd</sub>（A/dm<sup>2</sup>）
							实施例1	20	10	480	2000	100	10
实施例2	30	15	960	1440	150	30
							实施例3	90	30	1440	960	200	50
实施例4	150	50	2000	480	250	80
							实施例5	200	100	2400	480	300	100

如图1所示，表2中，在一个电镀周期T内，T_ab为脉冲电流段时间、T_cd为直流电流段时间、T_a为脉冲电流段时间内电流导通时间、T_b为脉冲电流段时间内电流关断时间、I_a为脉冲电流段时间内的导通电流密度、I_cd为直流电流段时间内的电流密度；其中T=T_ab+T_cd，T_ab=K(T_a+T_b),K=1、2、3…

由表1和表2所列的实施例1至5的镀层粗糙度和峰值密度见表3：

表3

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						粗糙度（µm）	1.2	2.58	4.49	3.83	4.24
峰值密度（pks/cm）	47	112	98	89	73

如图2所示，本方法在轧辊表面形成具有一定毛化效果的镀铬层,对辊面材料没有影响,其耐磨性能完全取决于镀铬层的硬度，由于铬硬度很高,具有良好的耐磨性,可以大幅度提高毛化轧辊的使用寿命。在一个电镀周期T内，增加脉冲电流段时间T_ab，粗糙度明显增加；在一个电镀周期T内，增加直流电流段时间T_cd，粗糙度降低；增大脉冲电流段时间内的导通电流密度I_a，镀层粗糙度提高，但峰值密度降低；增加直流电流段时间的电流密度I_cd，镀层粗糙度先减小后增加，但是峰值密度有所减小；本电镀方法可通过设定电镀工艺参数，从而得到期望的轧辊表面毛化处理效果，在实施例1到5中，均可获得外观均匀、结合力良好，硬度高（850-975Hv）的毛化镀铬层，满足轧辊表面毛化处理的粗糙度、峰值密度等表面纹理要求。

Claims (3)

1.一种冷轧轧辊毛化处理的电镀方法，其特征在于本方法包括如下步骤：

步骤一、对轧辊表面进行镀前预处理；

步骤二、采用包括铬酸180～300 g/L，硫酸1.5～3 g/L，双氧水8～20 g/L的电镀液，将轧辊完全浸没电镀液中，辊面与不溶性阳极距离为50 ～400 mm,电镀液温度为45～58 ℃，轧辊转速为1～5转/min；

步骤三、轧辊一个电镀周期包括脉冲电流段和直流电流段，脉冲电流段的时间为960～3000 ms，导通电流密度为10～30 A/dm²；直流电流段时间为480～2400 ms，电流密度为1～10 A/dm²；

步骤四、当轧辊镀层达到15～120μm后，结束电镀。

2.根据权利要求1所述的冷轧轧辊毛化处理的电镀方法，其特征在于：所述脉冲电流段的电流导通时间为20～200 ms、电流关断时间为10～100 ms。

3.根据权利要求1所述的冷轧轧辊毛化处理的电镀方法，其特征在于：轧辊表面镀前预处理包括：

1）、对轧辊表面进行机械抛光处理，去除表面氧化层和缺陷部位，然后打磨至表面粗糙为0.5μm；

2）、使用丙酮清洗轧辊表面的油污和金属渣屑，然后用清水冲洗；

3）、使用电镀用常规碱性脱脂溶液擦拭轧辊表面，溶液温度为50℃，然后用清水冲洗；

4）、对轧辊进行电解除油，轧辊浸没于除油液中，除油液温度为50℃，电流密度为5.0A/dm²，处理时间为2 min，然后取出轧辊，用清水冲洗；

5）、使用电镀用常规酸性浸蚀液对轧辊进行活化处理，浸蚀时间为1 min，然后用清水冲洗。