电镀锡钢板的生产工艺类型
电镀锡板是一种钢材深加工产品,因为它实质上是两面镀了锡的薄钢板,所以镀锡板的制造过程可以很方便地分成两个阶段:一是制得具有所需尺寸和力学性能的低碳薄钢带或钢板;二是进行镀锡。本节将主要介绍电镀锡工艺,图4-所示为镀锡板制造中各主要工序过程示意图。镀锡板目前主要是用连续式的电镀工艺对钢基板进行电镀锡而制造的。连续电镀锡工艺的优点有:它是高速的连续式生产工艺,镀锡层的厚度范围很宽并且镀层控制简单而精确,能够生产正反两面镀锡量不同的差厚镀层,终镀层的质量稳定。镀锡板生产中使用的电镀液大多是从静止式电镀液发展而来的,但都经过了改进使之适合于高电流密度的高速电镀。镀锡板生产中应用广的两种镀锡工艺是酸性镀锡和碱性镀锡。我国在20世纪60年代以前几乎都采用高温碱性镀锡工艺。20世纪80年代以来,随着光亮剂的不断开发,酸性镀锡获得迅速发展。因酸性镀锡的适用范围宽:既可用于电子工业和食品工业制品的镀锡,也适用于其他工业用的板材、带材、线材的连续快速电镀,故其产量远大于碱性镀锡,已趋于主导地位。酸性镀锡的优点是电流效率高、沉积速度快、可在常温或较低的温度下操作、节能、可得到光亮镀层等。其缺点是分散能力不如碱性镀锡、镀层孔隙率较大。碱性电镀锡的优点是镀液的成分简单并具有除油能力,镀液分散性好,镀层结晶细、孔隙少、焊接性好。缺点是镀液需要加热的温度高、能耗大、电流效率低;由于镀液中锡以四价形式存在,所以电化学当量低、镀层沉积速度只有酸性电镀锡的一半,甚至更慢,且只能得到无光的镀锡层。
涂镀钢材是企业经济效益提升和技术升级的重要途径,其生产技术是一个国家钢铁工业技术水平的重要标志之一。近十几年我国钢铁工业的高速增长,已经进入高消费、低增长阶段。产品结构调整和产业升级是目前钢铁行业亟待解决的问题。涂镀行业也是如此,产品结构调整有利于企业与行业的可持续发展。新一代钢铁材料涂镀技术的主要特点体现在连续化、功能化、高质量和低成本与绿色化,以满足建设资源节约型与环境友好型社会的需求。主要包括高品质镀层、多功能涂层、连续真空沉积技术、清
洁生产与可循环再利用、材料涂镀环境适应性研究等涂镀新技术与新工艺。目前我国涂镀层钢板虽然达到了“以产顶进”的状况,细分市场部分企业的产品结构调整也取得了一定的成果,但高端产品仍需进口。据海关数据统计显示, 2010年我国进口镀层板417.54万吨,涂层板40.37万吨,其中主要为汽车用电镀锌和热镀锌等高附加值产品。
近十年,我国钢铁工业通过大量引进国外先进技术装备,迅速提升装备技术水平和产量,但提升基本是保留在对装备的移植、消化和局部的点滴改造上,而在整体上对引进技术进行突破性的二次创新则甚少,其关键设备和技术几乎完全依赖进口,高附加品种仍然生产不足。
涂镀钢材作为高附加值、精细钢铁材料,制造工艺贯穿钢铁生产的全流程,高品质的涂镀钢材生产与前面的冶炼水平、轧制水平、机械制造水平、自动控制水平、人员操作与管理水平密切相关。大力发展涂镀钢材,开发先进高强度汽车钢、csp等短流程的热轧钢板等涂镀钢材新品种和功能化涂镀层新品种,研制涂镀层生产线核心关键装备,将有力推动钢铁工业产品结构调整和技术升级。w?
涂镀钢材的使用一方面由于提高了钢材的使用寿命和利用效率,达到节材的目的;另一方面又由于减少钢材的使用,减少了钢材生产过程中的能耗、排放和对环境的污染。钢铁材料在使用环境下都会发生各种形式的腐蚀,腐蚀造成巨大的经济损失。据统计,全球每年腐蚀损失约7000亿美元,占各国国民生产总值(gdp)的2%~4%,腐蚀损失为综合自然灾害损失(地震、台风、水灾等)总和的6倍。1999年4月,中国工程院化工、冶金与材料学部启动了“中国工业与自然环境腐蚀问题调查与对策”的咨询项目。[2]该项目历时三年调查了近年来中国工。业和自然环境腐蚀损失及腐蚀控制的现状,使用hoar方法调查结果表明我国年腐蚀直接损失为2288亿元,如果包括间接损失则年总损失达4979亿元以上,约占gdp的5%.目前我国约有30%的钢铁因腐蚀而报废,其中约有10%变为不可回收的铁锈,即每年约损失1000多万吨钢。
镀件从锌浴中提出时的提升速度,对镀层的外观及厚度均可能产生较大的影响。一般来说,对于大多数制件,适宜的提升速度大约是1.5m/min.但对于不同材质不同类型的制件,提升速度也应作相应调整。对于含硅量较低的非活性钢,在不影响生产效率的前提下,提升速率可以更低一些,这样可以将制件表面的锌液充分回流,所获得的镀件更平滑光亮,厚度更薄。对于含硅量较高的活性钢,需要较快地将镀件提出,但提升速度太快,镀件表面的锌液则来不及充分回 流至锌浴而凝结在镀件上,会形成毛刺、滴瘤和流痕,严重影响镀层表面质量并使锌耗增高。故镀锌时宜采用双速的电动起重机,若采用无级变速起吊的电动起重机则更佳。这样可以使制件快速浸入而慢速取出。对于较长制件,提升速度慢会导致较。长的操作时间,为了维持相当的生产量,须采用较快的速度。但制件取出速度一定要比锌在制件表面自由流动的速度慢些,以便得到均匀的纯锌层捞锌渣热浸镀锌的过程中,会不断形成锌渣。锌渣在静止的锌浴中会沉到锌锅底部,在制件浸锌操作时应尽量不要搅动它,以免将大量锌渣搅入锌浴中,使镀层中因黏附着锌渣而产生颗粒,影响镀件外观质量,使锌耗提高。不宜采用太浅的锌锅,以免在镀锌过程将锌渣搅起。应注意定期打捞锌渣,以免锌锅底部堆积过厚的锌渣层。一方面过厚的锌渣层容易在镀锌过程中被搅起;另一方面糊状的锌渣导热性差,过厚的锌渣层会使锌锅壁产生局部过热的现象,加速锌对铁的腐蚀,从而影响锌锅的使用寿命,严重时可能产生锌锅穿孔而漏锌。故必须用带孔的铲子或捞渣器定期从镀锌锅中清除掉积累钓锌渣,间隔时间可根据工厂的实际情况来定,一般在一周或半个月内捞渣一次。
厚度
由于镀锡板上的镀锡层非常薄,实际应用中在考虑镀锡板的厚度时,对镀锡层的厚度可以忽略不计,所以在产品标准中规定的厚度实质上是钢基板的厚度。按照国标gb/t2520所规定的定义,一次冷轧镀锡板的厚度范围为0.15-0.60mm,二次冷轧镀锡板的厚度范围为0.12~0.36mm.镀锡板的公称厚度小于0.50mm时,按0.01mm的倍数进级,公称厚度大于等于0.50mm时,按0.05mm的倍数进级。镀锡板厚度允许偏差不大于公称厚度的±7%,厚度测量位置为距离钢板两侧边部不小于10mm的任意点。
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