[發(fā)明專利]一種薄帶連鑄結(jié)晶輥表面電鍍方法及其電鍍液

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610030213.4
• 申請(qǐng)日: 2006-08-18
• 公開（公告）號(hào): CN101126169A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯峰巖;黃麗;黃東明;蔣麗敏;王慶新;張躍剛;譚興海;畢剛;李益明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海寶鋼設(shè)備檢修有限公司
• 主分類號(hào): C25D3/12
• 分類號(hào): C25D3/12;C25D7/04;B22D11/06
• 代理公司: 上海浦東良風(fēng)專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 張勁風(fēng)

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種連鑄輥表面處理方法及其處理液，特別涉及一種薄帶連鑄結(jié)晶輥表面電鍍方法及其電鍍液。

背景技術(shù)：

薄帶連鑄技術(shù)是冶金及材料研究領(lǐng)域內(nèi)的一項(xiàng)前沿技術(shù)，它改變了傳統(tǒng)治金工業(yè)中薄型鋼材的生產(chǎn)過程。采用薄帶連鑄技術(shù)，將連續(xù)鑄造、軋制、甚至熱處理等整合為一體，使生產(chǎn)的薄帶坯稍經(jīng)冷軋就一次性形成工業(yè)成品，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序，縮短了生產(chǎn)周期，其工藝線長(zhǎng)度僅60m。它的出現(xiàn)正為鋼鐵工業(yè)帶來一場(chǎng)革命。

薄帶連鑄技術(shù)工藝方案因結(jié)晶器的不同分為帶式、輥式、輥帶式等，其中雙輥薄帶連鑄技術(shù)最具有發(fā)展前途。其工藝原理是將金屬液注入一對(duì)反向旋轉(zhuǎn)且內(nèi)部通水冷卻的結(jié)晶輥之間，使金屬液在兩輥間凝固形成薄帶。在連續(xù)鑄造過程中，接觸鋼液的結(jié)晶輥表面溫度約為600℃，當(dāng)結(jié)晶輥軋制出金屬薄帶的同時(shí)，原來接觸鋼液的結(jié)晶輥表面部分也旋轉(zhuǎn)離開液態(tài)金屬，暴露于空氣中，其表面溫度驟降至約200℃。由此可見，連鑄過程中結(jié)晶輥表面所處的環(huán)境十分惡劣，結(jié)晶輥表面要承受著冷熱疲勞與應(yīng)力變形、高溫氧化、鋼液和保護(hù)渣導(dǎo)致的化學(xué)腐蝕、以及軋制拉坯對(duì)其產(chǎn)生的摩擦與磨損。因而，連鑄結(jié)晶輥表面應(yīng)具有良好的抗冷熱疲勞性能、良好的導(dǎo)熱性能、較高的機(jī)械強(qiáng)度以及較好的耐磨性和耐腐蝕性能。

為了提高結(jié)晶輥使用壽命、提高薄帶連鑄生產(chǎn)效率。與傳統(tǒng)的方坯、板坯連鑄結(jié)晶器一樣，可以在結(jié)晶輥表面鍍覆一層金屬鎳鍍層。該金屬鍍層一方面可以調(diào)節(jié)結(jié)晶輥的熱傳遞系數(shù)，以使輥面上的熱交換過程更加均勻高效，另一方面還可以對(duì)結(jié)晶輥本體進(jìn)行保護(hù)，減輕澆鑄時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力對(duì)結(jié)晶輥的損傷，避免軋制拉坯對(duì)結(jié)晶輥的磨損。表面性能得到改善的結(jié)晶輥，其使用壽命延長(zhǎng)，從而降低了薄帶連鑄生產(chǎn)成本、提高了薄帶連鑄的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

中國(guó)專利ZL97194984.0介紹了一種用電解法為連鑄薄金屬帶用鑄輥表面鍍覆金屬層的工藝和設(shè)備。該專利主要側(cè)重于對(duì)設(shè)備的介紹，而對(duì)電鍍工藝與方法提及很少。該專利的一個(gè)主要技術(shù)特點(diǎn)是采用陰極屏蔽或陰極保護(hù)的方法，使電流在輥面各處均勻分布，尤其是在輥邊緣棱角處不易產(chǎn)生電流集中，從而獲得厚度均勻、應(yīng)力小、抗冷熱疲勞性能良好的鍍鎳層。然而，這種陰極屏蔽或陰極保護(hù)的方法是電鍍領(lǐng)域的公知技術(shù)方案，對(duì)于電鍍面積較大的工件時(shí)，都會(huì)應(yīng)用到這種方法。獲得均勻的、低應(yīng)力、優(yōu)異抗冷熱疲勞性能鍍層的一個(gè)重要因素，也是本質(zhì)因素，是制備鍍層的電鍍工藝，主要包括鍍液組成，電流密度大小，對(duì)于輥類電鍍還應(yīng)包括輥?zhàn)有D(zhuǎn)速度。中國(guó)專利ZL200510020466.9介紹了一種雙輥薄帶連鑄機(jī)輥面的涂鍍金屬的方法。該專利介紹了采用刷鍍的方法在輥面獲得含有納米顆粒的復(fù)合鍍層，該鍍層具有硬度高、耐磨損的優(yōu)點(diǎn)，由于可以采用高電流進(jìn)行刷鍍，因此鍍層沉積速率快，鍍覆時(shí)間短。該專利所介紹的刷鍍方法，與電鍍方法的鍍層沉積機(jī)理不盡相同，所得鍍層的結(jié)構(gòu)與性能也不相同。相對(duì)于刷鍍方法，電鍍方法是在比較低的電流密度下進(jìn)行的，因而其鍍速相對(duì)較低，但也正是因?yàn)樵谶@種相對(duì)較低的電流密度下，可使得沉積出的晶體內(nèi)部位錯(cuò)和缺陷減少，獲得低內(nèi)應(yīng)力、高延展性的鍍層，這樣的鍍層與結(jié)晶輥基體結(jié)合力強(qiáng)，不易發(fā)生剝落、裂紋，抗冷熱疲勞性能優(yōu)異。雖然相對(duì)于刷鍍方法，電鍍方法所獲得的鍍層硬度相對(duì)較低，耐磨損性能可能有所減弱，但就結(jié)晶輥的使用工況而言，對(duì)鍍層與基體的結(jié)合強(qiáng)度、抗冷熱疲勞性能的要求更加側(cè)重。

發(fā)明內(nèi)容：本發(fā)明的目的是提供一種薄帶連鑄結(jié)晶輥表面電鍍方法及其電鍍液，主要解決現(xiàn)有陰極屏蔽或陰極保護(hù)的方法鍍層的綜合性能稍差的技術(shù)問題。本發(fā)明在結(jié)晶輥表面鍍覆一層具有抗冷熱疲勞性能、低應(yīng)力、耐磨，與基體結(jié)合力強(qiáng)的金屬鍍層，延長(zhǎng)了結(jié)晶輥的使用壽命，從而可以降低薄帶連鑄生產(chǎn)成本、提高薄帶連鑄的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種薄帶連鑄結(jié)晶輥表面電鍍方法，包括以下步驟：

a、鍍前預(yù)處理：

對(duì)連鑄結(jié)晶輥表面進(jìn)行鍍前預(yù)處理，即有機(jī)溶劑清洗、堿脫脂、電解脫脂、酸浸蝕及活化處理。

b、電鍍金屬鎳：

電鍍液的組成為：

氨基磺酸鎳????Ni(NH₂SO₃)₂.4H₂O????250-380g/l

氯化鎳????????NiCl₂.6H₂O??????????8-15g/l

硼酸??????????H₃BO₃???????????????25-40g/l