[發(fā)明專利]一種納米復(fù)合電鍍層連鑄結(jié)晶器銅板及其制備工藝無(wú)效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201210269302.X | 申請(qǐng)日： | 2012-08-01 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN102773434A | 公開(kāi)（公告）日： | 2012-11-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 朱書(shū)成;黃國(guó)團(tuán);徐文柱;趙家亮 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 西峽龍成特種材料有限公司 |
| 主分類號(hào)： | B22D11/059 | 分類號(hào)： | B22D11/059;C25D5/14;C25D3/56 |
| 代理公司： | 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41117 | 代理人： | 季發(fā)軍 |
| 地址： | 474500 *** | 國(guó)省代碼： | 河南;41 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 納米 復(fù)合 鍍層 結(jié)晶器 銅板 及其 制備 工藝 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
????本發(fā)明屬于冶金用結(jié)晶器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種納米復(fù)合電鍍層連鑄結(jié)晶器銅板及其制備工藝。
背景技術(shù)
結(jié)晶器是連鑄機(jī)生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備，其質(zhì)量直接影響連鑄坯表面質(zhì)量、連鑄機(jī)作業(yè)率和連鑄坯成本。高效連鑄技術(shù)的發(fā)展對(duì)結(jié)晶器的性能提出了更高的要求，高強(qiáng)度、高耐磨性、高耐腐蝕性和良好的導(dǎo)熱性成為衡量結(jié)晶器性能的重要指標(biāo)。為了提高結(jié)晶器的總體性能，延長(zhǎng)結(jié)晶器的使用壽命，常用的方法是在結(jié)晶器銅板的表面進(jìn)行處理，電鍍層的存在，可以減少銅板基體下部的磨損，緩解銅板基體上部高溫區(qū)的熱裂現(xiàn)象，減少結(jié)晶器銅板的熱變形，從而延長(zhǎng)結(jié)晶器銅板的最終使用壽命。結(jié)晶器銅板表面電鍍層的合金種類與電鍍層的內(nèi)在質(zhì)量是決定結(jié)晶器銅板使用壽命與更換頻率的關(guān)鍵因素。在結(jié)晶器銅板的表面處理上從最初的鍍Cr開(kāi)始，目前已經(jīng)逐步形成了鍍Ni、鍍Ni-Fe、鍍Ni-Co、鍍Co-Ni幾種主要鍍層，產(chǎn)品的質(zhì)量也逐步提高。但是最初的鍍Cr層與基材銅二者的膨脹系數(shù)相差較大，鍍層與基體結(jié)合性差，鍍層在使用中容易脫落，造成鋼坯表面出現(xiàn)疤痕，進(jìn)而鍍層剝落，影響結(jié)晶器壽命和鋳坯產(chǎn)品質(zhì)量。電鍍Ni鍍層與基體結(jié)合良好，但Ni鍍層的硬度不夠高，只有200?HV左右，耐磨損性不好。電鍍Ni-Co合金層，硬度僅達(dá)240?HV左右，使用壽命僅是Ni鍍層2倍。電鍍Ni-Fe合金層，硬度較高，耐磨性較高，但是脆性較大，與基體銅板的結(jié)合力不夠好，化學(xué)穩(wěn)定性較差，特別是高溫下受熱腐蝕會(huì)加劇擴(kuò)大導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。電鍍Co-Ni合金層，由于Co含量高成本太高，合金層脆性較大，內(nèi)應(yīng)力較大，使得合金層抗交變熱應(yīng)力性能也較差，使得Co-Ni合金層的應(yīng)用受到限制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提出一種具有高強(qiáng)度、高耐磨性、高耐腐蝕性和良好的導(dǎo)熱性，使用壽命長(zhǎng)，能可靠地保證鋳坯產(chǎn)品質(zhì)量的納米復(fù)合電鍍層連鑄結(jié)晶器銅板及其制備工藝。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
一種納米復(fù)合電鍍層連鑄結(jié)晶器銅板，包括基體，所述基體表面設(shè)置納米復(fù)合電鍍層，所述納米復(fù)合電鍍層由Ni-Co合金層和Ni-Co-WC合金層構(gòu)成，所述Ni-Co合金層為里層。
所述Ni-Co合金層含有鍍層質(zhì)量0.3～5%的鈷和95～99.7%的鎳；
所述Ni-Co合金層的厚度為0.1～1.5mm；
所述Ni-Co-WC納米復(fù)合電鍍層含有鍍層質(zhì)量5～41%的鈷和58～94%的鎳，以及彌散分布的占鍍層質(zhì)量1%～15%、粒徑30～100納米的WC顆粒；
所述Ni-Co-WC納米復(fù)合電鍍層的厚度為0.3～5.0mm。
一種納米復(fù)合電鍍層連鑄結(jié)晶器銅板的制備工藝，包括下述步驟：
a.基體的鍍前處理：將所述基體進(jìn)行脫脂處理、機(jī)械噴砂拉毛、電解脫脂、超聲波脫脂、酸噴淋活化；
b.?在電鍍槽中配制含有Ni-Co材料的復(fù)合電鍍液：復(fù)合電鍍液由以下組分制成：氨基磺酸鎳：450～600g/L、氨基磺酸鈷:0.5～15g/L、硼酸：28～35g/L、氯化鈉:5～15g/L、十二烷基硫酸鈉：0.1～1.0g/L、電鍍層增韌劑LCZ?：70ml/L，PH：3.0～4.5，T：55～65℃，攪拌條件：循環(huán)泵攪拌或空氣攪拌；
c.?電鍍Ni-Co合金層：用氨基磺酸調(diào)節(jié)電鍍液PH值為3.0～4.5，再將電鍍液加熱至?55～65℃，將銅板作為陰極，陰極電流密度控制在1～5A/dm2，陽(yáng)極材料：含硫鎳餅——含S?0.015%-0.027%（質(zhì)量），至Ni-Co合金鍍層的厚度達(dá)到0.1～1.5mm停止電鍍；
d.對(duì)已電鍍完畢的?Ni-Co電鍍層進(jìn)行活化處理：電解活化液體成份為：氨基磺酸130g/L、鹽酸25～40ml/L，溫度室溫、陰極電流密度5～15A/dm2、時(shí)間10～30min；
e.WC顆?；罨涸诳烧{(diào)速攪拌容器內(nèi)，先加水，再采用流加的方法加入分散劑TAZ-ND?1，高速攪拌15分鐘后，加入50～100納米WC顆粒，低速攪拌15分鐘，放入超聲波發(fā)生器30分鐘，然后高速攪拌2小時(shí)停止攪拌；
f.在電鍍槽中配置Ni-Co-WC材料復(fù)合電鍍液：電鍍液由以下組分制成，氨基磺酸鎳：450～600g/L、氨基磺酸鈷：15～60g/L、硼酸：28～35g/L、氯化鈉：5～15g/L、十二烷基硫酸鈉：0.1～1.0g/L、e步驟制備的WC（以干料狀態(tài)計(jì)量）：5～40g/L，T：55～65℃，攪拌條件：循環(huán)泵攪拌或空氣攪拌；
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