连铸结晶器铜板工作面电镀镍铁合金工艺，其特点是在于强化镀前处理，增强镀层结合力，即化学清洗、喷砂拉毛、电解去油、硝酸及盐酸喷淋活化；下镀前上特殊设计工装。电镀采用常规硫酸盐体系，为稳定镀液及减少镀层应力，对阳极材料进行调整，并采用了添加剂Ｌ９８１及Ｌ９９２，本方法镀层与基体结合力极强，硬度很好，且高温韧性好，耐磨，厚度可达３ｍｍ，可满足目前各类钢厂板坯及大方坯连铸的拉钢要求，现已在国内钢厂全面推广使用，一次性过钢量可达１０－１８万吨。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
连铸结晶器铜板工作面电镀镍铁合金工艺本专利技术涉及板坯、大方坯、异形坯连铸结晶器铜板工作面电镀镍铁合金工艺。结晶器铜板表面电镀镍铁合金为国外钢厂使用较为普遍的镀层材料，国内近年来亦已开发利用；其特点为：镀层硬度可在较大范围内调整；抗拉力与硬度是镍镀层的2倍以上，耐磨性强，过钢量高；镀层与母材结合力强，不易产生剥落现象；可镀厚镀层；为单镀层，不会产生镀层间电位腐蚀现象；因此在目前的板坯与大方坯连铸上，使用广泛，效果好。此项技术可在结晶器铜板上电镀2毫米厚的Ni-Fe合金镀层，国内使用过钢量在5万吨左右，Fe含量3-5％，有关数据如下： 硬度HV 镀层应力MPa结合力MPa延伸率(％) 日本 350-450 240 190-250 0-15 国内 363-460 -50-190 200-260但目前使用现状，尚有一定缺陷，需进一步完善，即镀层硬度高，而韧性差，以及镀层与母材热膨胀系数方面的差异，在高温钢水作用下，铜板上口镀层易产生热裂纹，并导致母材同时产生较深的细微裂纹，致使母材修复时切削量很大，从而降低了修复次数，总体使用寿命不高；高温韧性差，长时间高温作用，镀层酥脆，易剥落与掉块，以及起包现象，影响过钢量；在较高拉速条件，性能有待进一步完善。本专利技术之目的为提供一种新的连铸结晶器铜板上电镀镍铁合金方-->法，克服上述缺陷，可镀2mm以上的镀层，硬度、韧性及其它机械性能均适应各类钢厂的生产工艺条件，使一次性过钢量与总体寿命得以大幅度提高。本专利技术工艺为强化镀前处理，增强镀层结合力，即化学清洗、喷砂拉毛、电解去油、硝酸及盐酸喷淋活化；电镀采用常规硫酸盐体系，为稳定镀液及减少镀层应力，对阳极材料进行调整，并采用了添加剂L981及L992。本专利技术工艺条件如下：机加后铜板母材首先采用丙酮清洗，清洗掉机加时的油污与细沫杂物，再经喷砂拉毛处理，砂粒为6-14目硬质石英砂，空压机为无油空压机，风压0.4-0.6MPa。铜板面残余油垢进电解阴极除油，电解液组成与条件为：NaOH 10-25g/LNa2CO3 20-35g/LNa3PO4.12H2O 30-40g/L温度 70-80℃电流密度 4-8A/dm为消除铜板表面氧化膜，电解后喷淋65％浓度硝酸，以及30％浓度盐酸来活化铜板，其反应原理为：铜板电镀用工装及阴极保护装置，为不锈钢与非金属材料组合件，根据电镀过程特性与最终达到至要求设计。其目的为使铜板上口镀层硬度较低，下口硬度高，硬度从上口至下口逐淅升高。电镀液组成与工艺条件为：NiSO4.7H2O 180-260g/LNiCl2.6H2O 4-8g/LFeSO4.7H2O 2-4g/LH3BO3 35-40g/L-->Cl2H25SO4Na 0.05-0.10g/LL981 4-12ml/LL992 5-15ml/L温度 50-60℃PH 2-3电流密度 1.5-2.5A/dm2S阴∶S阳 1∶1-1∶3阴极移动速度 0.8m/min添加剂L981用柠檬酸、葡萄糖、抗坏血酸按15∶8∶100克的比例配成1升水溶液，其主要作用为稳定镀液中Fe+2含量；L992用甲醛和糖精按15∶60克配制成1升水溶液，其主要作用为消除镀层应力；阳极使用含硫活性镍扣。本专利技术与常规镍铁合金电镀相比之特点为：1、强化镀前处理，增加有机溶剂除油，即在喷砂拉毛前进行丙酮清洗，除去铜板上油垢与细微杂物，防止其在喷砂中镶嵌于铜板面上。电解去油并不能彻底清除掉这些杂物，另外铜板不清洗进行电解去油，铜板上油污杂物全部进入电解槽，易对铜板产生二次污染，增加了丙酮去油，可避免上述现象产生；铜板表面的氧化膜会影响镀层结合力，因此必须在下镀前进行活化处理，本专利技术采用二次活化，先用浓硝酸喷淋、快速冲洗，因硝酸喷淋后铜板表面快速形成一极薄氧化层，再用盐酸喷淋后，快速用蒸馏水洗净，可彻底除去铜板表面的氧化铜膜。采用无油空压机供风喷砂，尽可能避免了油气对铜板污染。以上措施有效地增强了镀层与母材结合强度，堵绝了在拉钢过程中的镀层剥落现象。2、独特的阴极保护装置，使铜板上口镀层硬度低，HV＝300左右，下口硬度高，HV＝600左右，从铜板上口至下口硬度逐步升高，其适合于连续铸钢过程的特性；结晶器上口为高温钢水区；即为热交换-->区，若镀层硬度高、韧性即相对较差，在高温作用下易产生裂纹，而影响使用，同时上口钢水形成的坯壳薄，不会对镀层产生较大的磨损，低硬度更为适应，结晶器下口随着钢坯壳厚度增加，外表硬度升高，对铜板磨损加剧，为高磨损区，硬度高才能达到耐磨、寿命长要求，同时下口温度相对较低，高硬度时不会产生裂纹。阴极保护装置为不锈钢与硬质塑料制成，根据尖端放电与阴极屏蔽原理，调整其周边及表面与铜板的相对距离，而达到上述理想硬度变化之目的。同时也控制了上口至下口的电镀速度变化，上口电镀速度慢，镀层较薄，下口速度快，镀层较厚，也适合铜板镀层上薄下厚的要求。3、采用含硫活性镍扣作为阳极，在电镀过程中易溶，表面不易纯化，因此可降低镀液中氯化镍用量，即可降镀液中C1含量，氯化镍为活化剂，但其所产生的C1会导致镀层应力增加，使镀层发脆，韧性降低，氯化镍用量降低可改善镀层质量，提高其高温机械性能。4、L981为柠檬酸、葡萄糖、抗坏血酸按一定比例的混合物。在镍铁合金电镀中需严格控制Fe+3生成，Fe+3浓度至一定数值时，会降低镀层延展性，易形成氢氧化物胶状体，被吸附于铜板表面，夹杂在镀层里形成花斑，而影响镀层质量。L981添加剂为镍铁合金电镀稳定剂，稳定镀液中Fe+2，主要是同Fe+3形成络合物，同时还有将部分Fe+3还原成Fe+2的作用。L992为甲醛与糖精按一定比例混合物。在本专利技术中，电镀采用的为硫酸盐体系工艺，镀层有应力，随着镀层厚度增加，应力也相应提高，在镀后机加切削中，或者在铸钢使用过程中镀层产生裂纹，造成铜板损伤或产生漏钢事故；L992为镍铁合金镀层柔软剂，镀层产生为张应力，L992在电镀中产生压应力，应力相互抵消，而提高镀层韧性，同时上述添加剂，还有细化晶粒，组织致密，镀层面光滑之作用。由于上述技术措施，镀层的基本性能为含Fe4-5％，硬度自上口至下口HV＝300-600，结合力250-300Mpa，内应力0-120Mpa，延伸-->率10-20％，产品已武钢、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种连铸结晶器铜板工作面电镀镍铁合金工艺，其特征在于强化镀前处理，增强镀层结合力，即化学清洗、喷砂拉毛、电解去油、硝酸及盐酸喷淋活化；电镀采用常规硫酸盐体系，为稳定镀液及减少镀层应力，对阳极材料进行调整，并采用了添加剂Ｌ９８１及Ｌ９９２。
【技术特征摘要】
1、一种连铸结晶器铜板工作面电镀镍铁合金工艺，其特征在于强化镀前处理，增强镀层结合力，即化学清洗、喷砂拉毛、电解去油、硝酸及盐酸喷淋活化；电镀采用常规硫酸盐体系，为稳定镀液及减少镀层应力，对阳极材料进行调整，并采用了添加剂L981及L992。2、根据权利要求1所述的连铸结晶器铜板工作面电镀镍铁合金工艺，其特征在于强化镀前处理，即采用丙酮去油，喷砂拉毛采用无油空压机，砂粒为6-14目硬质石英砂，活化喷淋先用硝酸，再用盐酸。3、根据权利要求1所述的连铸结晶铜板工作面电镀镍铁合金工艺，其特征在于阴极保护装置，采用不锈钢与非金属材料制成。4、根据权利要求1所述的连铸结晶铜板工作面电镀镍铁合金工艺，其特征在于阳极材料为含硫活性镍扣。5、根据权利要求1所述的连铸结晶铜板工作面电镀镍铁合金工艺，其特征在于添加剂L981用柠檬酸、葡萄糖、抗坏血酸按15∶8∶100克的比例配成1升水溶液。6、根据权利要求1所述的连铸结晶铜板工作面电镀镍铁合金工艺，其特征在于添加剂L992用甲醛和糖精按15∶60克配制成1升水溶液。7、根据权利要求1所述的连铸...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄祥云，曹国超，朱新文，张立新，朱书成，陈元奎，
申请(专利权)人：西峡龙成冶材集团有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]
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