一種鍍覆有鎳鐵合金層的結(jié)晶器銅板的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電鍍技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鍍覆有鎳鐵合金層的結(jié)晶器銅板的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]結(jié)晶器銅板是連鑄機(jī)重要部件，鋼水流過連鑄機(jī)結(jié)晶器經(jīng)過冷卻形成鋼坯。在連鑄拉坯生產(chǎn)過程中，鋼坯與銅板表面相互接觸產(chǎn)生摩擦，銅板表面產(chǎn)生磨損，通常采用功能性電鍍技術(shù)在其表面鍍覆一層導(dǎo)熱性能良好又耐磨的材料，以達(dá)到減輕銅板表面磨損、提高銅板修復(fù)次數(shù)、延長銅板使用壽命的目的。隨連鑄技術(shù)發(fā)展，銅板電鍍技術(shù)快速發(fā)展:鍍層材料由單質(zhì)金屬向合金材料發(fā)展，由鉻向鎳向鎳鐵、鎳鈷合金發(fā)展，鍍層形式由復(fù)合層向單層發(fā)展，這種功能性電鍍不同于普通電鍍，鍍層比較厚，通常厚度0.2mm-2mm，不可避免帶來鍍層內(nèi)部應(yīng)力積累得較大問題，銅板在連鑄生產(chǎn)中，鍍層工作面處于高溫鋼水及冷卻水環(huán)境中，冷熱交替頻繁，誘導(dǎo)鍍層產(chǎn)生裂紋，鍍層有時(shí)出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，影響銅板拉坯過鋼量，影響連鑄機(jī)生產(chǎn)效率。而且電鍍工序多、生產(chǎn)周期長。
[0003]公告號為CN1239752C的發(fā)明專利申請《電鑄鎳鈷合金的方法》公開了一種電鍍工藝，其電鍍液是由NiSO4.7H20、NiCl2.6H20^FeS04.7H20XoS04.7H2〇、NaCl、Η3Β03、C12H25S04Na、添加劑按一定比例配制而成的，該專利申請有效解決了鍍層與基體結(jié)合力差的問題，提高了結(jié)晶器銅板的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種鍍覆有鎳鐵合金層的結(jié)晶器銅板的制備方法，該方法對結(jié)晶器銅板的組分進(jìn)行了調(diào)整，使得強(qiáng)度更高，導(dǎo)熱性能更好，并通過對鍍液成分的調(diào)整，使得鍍層與基體的結(jié)合力好、應(yīng)力小，延長了結(jié)晶器的使用壽命。
[0005]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種鍍覆有鎳鐵合金層的結(jié)晶器銅板的制備方法，所述結(jié)晶器銅板的組成按質(zhì)量百分比為:N1:1-2% ；Be:0.05-0.2% ； Al: 0.5-0.7% ,Zr: 3.0-5.0% ；Mn: 1.2-1.4% ；Mg:l-3 % ; Cr: 0.8-1.2 % ; Zn: 14.0-16.0%；其余為Cu，所述制備方法包括采用具有上述成分的銅合金制備結(jié)晶器，并在結(jié)晶器的表面電鍍鍍覆層，所述電鍍采用的鍍液的組成為:硫酸鎳220-240g/l，氯化鎳 17-19g/l，硫酸鐵11.0-13.0g/Ι，硼酸23_27g/l，硫酸鉀5_7g/l，氯化鈉30-40g/l，十二烷基硫酸鈉0.2-0.4g/l，添加劑20_22ml/L，其中添加為采用10_12g葡萄糖酸鈉，33-37g抗壞血酸和22-26g糊精加入11水中配制的溶液，電鍍工藝條件為:PH值2.3-3.5，電流密度3.5-4.5A/dm2，溫度44_46°C，電鍍至鍍層厚度為約1.3-1.5_為止。
[0007]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0008]I)本發(fā)明對輥面銅合金的成分進(jìn)行了調(diào)整，以添加鋅的黃銅為基礎(chǔ)，加入了 Ni，Be，Al，Zr、Mn，Mg，Cr等元素發(fā)揮合金元素相互作用的優(yōu)勢，得到高強(qiáng)度和高導(dǎo)熱性的銅合金材質(zhì)，HBS大于245 ；軟化溫度大于580°C。
[0009]2)針對基材銅合金成分的調(diào)整，對連鑄結(jié)晶器輥面電鍍時(shí)的鍍液組成進(jìn)行了改進(jìn)，改純鎳電鍍?yōu)殒囪F聯(lián)合電鍍，以改善鍍層的耐腐蝕性能;采用硫酸鹽鍍液主鹽及添加劑體系，硫酸鹽鍍液體系相比于氨基磺酸鹽等體系一次性投入成本小;添加劑葡萄糖酸鈉、抗壞血酸和糊精能使鍍層壓應(yīng)力增加，通過加入添加劑，降低鍍層內(nèi)部應(yīng)力，同時(shí)添加劑具有提高鍍層整平能力作用，還具有提高鍍層光亮度、提高鍍層韌性作用;通過調(diào)節(jié)鍍液中鐵鹽及鎳鹽含量，控制鍍層中鎳、鐵含量，在連鑄拉坯生產(chǎn)中，鎳鐵鍍層熱裂數(shù)量減少，鍍層脫落機(jī)率降低。同時(shí)使得鍍層在獲得抗腐蝕性能的同時(shí)具有良好的抗熱疲勞性能，以及較低的熱應(yīng)力，同時(shí)耐磨性提高。使得鍍液成分與銅合金的成分相協(xié)調(diào)。
[0010]3)經(jīng)檢測，采用本發(fā)明的鍍液獲得的鍍層具有如下性能:鍍層硬度為220-240HV;鍍層的內(nèi)應(yīng)力僅為27-35N/mm2。將鍍有本發(fā)明鍍層的基體進(jìn)行冷熱疲勞試驗(yàn)，在600°C溫度下保溫5分鐘，然后在處于室溫的水中淬火，再在600°C溫度下保溫5分鐘，重復(fù)此類保溫與淬火試驗(yàn)500次，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鍍層與基體結(jié)合完好，鍍層表面無裂紋、剝落、鼓泡等缺陷。采用鍍有本發(fā)明鍍層的結(jié)晶器連鑄，經(jīng)過連續(xù)澆鑄35爐次后鍍層完好。按照GB6461-2002鹽霧評判標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，本發(fā)明的鍍層遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的耐鹽霧腐蝕時(shí)間，因此，本發(fā)明的鍍層的耐腐蝕性能優(yōu)異。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例一
[0012]—種鍍覆有鎳鐵合金層的結(jié)晶器銅板的制備方法，所述結(jié)晶器銅板的組成按質(zhì)量百分比為:Ni:l%；Be:0.2%；Al:0.5%,Zr:5.0%；Mn:1.2%；Mg:3%；Cr:0.8%；Zn:16.0%;其余為Cu;所述制備方法包括采用具有上述成分的銅合金制備結(jié)晶器，并在結(jié)晶器的表面電鍍鍍覆層，所述電鍍采用的鍍液的組成為:硫酸鎳220g/l，氯化鎳19g/l，硫酸鐵
11.0g/Ι，硼酸27g/l，硫酸鉀5g/l，氯化鈉40g/l，十二烷基硫酸鈉0.2g/l，添加劑22ml/L，其中添加為采用1g葡萄糖酸鈉，37g抗壞血酸和22g糊精加入11水中配制的溶液，所述工藝條件為:PH值2.3-3.5，電流密度3.5A/dm2，溫度44_46°C，電鍍至鍍層厚度為1.3mm為止。
[0013]實(shí)施例二
[0014]—種鍍覆有鎳鐵合金層的結(jié)晶器銅板的制備方法，所述結(jié)晶器銅板的組成按質(zhì)量百分比為:N1: 2% ；Be:0.05%；Al:0.7%,Zr:3.0%；Mn:1.4%；Mg:l%；Cr:1.2%；Zn:14.0%;其余為Cu;所述制備方法包括采用具有上述成分的銅合金制備結(jié)晶器，并在結(jié)晶器的表面電鍍鍍覆層，所述電鍍采用的鍍液的組成為:硫酸鎳240g/l，氯化鎳17g/l，硫酸鐵13.0g/Ι，硼酸23g/l，硫酸鉀7g/l，氯化鈉30g/l，十二烷基硫酸鈉0.4g/l，添加劑20ml/L，其中添加為采用12g葡萄糖酸鈉，33g抗壞血酸和26g糊精加入11水中配制的溶液，所述工藝條件為:PH值2.3-3.5，電流密度4.5A/dm2，溫度44_46°C，電鍍至鍍層厚度為1.5mm為止。
[0015]實(shí)施例三
[0016]—種鍍覆有鎳鐵合金層的結(jié)晶器銅板的制備方法，所述結(jié)晶器銅板的組成按質(zhì)量百分比為:N1:1.5% ；Be:0.12%；Al:0.6%,Zr:4.0%；Mn:1.3%；Mg:2.0%；Cr:1.0%；Zn:15.0%;其余為Cu;所述制備方法包括采用具有上述成分的銅合金制備結(jié)晶器，并在結(jié)晶器的表面電鍍鍍覆層，所述電鍍采用的鍍液的組成為:硫酸鎳230g/l，氯化鎳18g/l，硫酸鐵12.0g/Ι，硼酸24g/l，硫酸鉀6g/l，氯化鈉35g/l，十二烷基硫酸鈉0.3g/l，添加劑21ml/L，其中添加為采用Ilg葡萄糖酸鈉，34g抗壞血酸和24g糊精加入11水中配制的溶液，所述工藝條件為:PH值2.3-3.5，電流密度4A/dm2，溫度44_46°C，電鍍至鍍層厚度為1.4mm為止。
[0017]申請人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鍍覆有鎳鐵合金層的結(jié)晶器銅板的制備方法，其特征在于，所述結(jié)晶器銅板的組成按質(zhì)量百分比為:N1:1-2% ；Be:0.05-0.2% ；Al:0.5-0.7% ,Zr:3.0-5.0% ；Mn:1.2-1.4%；Mg:l-3% ；Cr:0.8-1.2% ;Zn: 14.0-16.0% ;其余為Cu，所述制備方法包括采用具有上述成分的銅合金制備結(jié)晶器，并在結(jié)晶器的表面電鍍鍍覆層，所述電鍍采用的鍍液的組成為:硫酸鎳220-240g/l，氯化鎳17-19g/l，硫酸鐵11.0-13.0g/Ι，硼酸23-27g/l，硫酸鉀5-7g/l，氯化鈉30-40g/l，十二烷基硫酸鈉0.2-0.4g/l，添加劑20_22ml/L，其中添加為采用10-128葡萄糖酸鈉，33-378抗壞血酸和22-268糊精加入11水中配制的溶液，電鍍工藝條件為:PH值2.3-3.5，電流密度3.5-4.5A/dm2，溫度44_46°C，電鍍至鍍層厚度為約1.3-1.5_為止。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鍍覆有鎳鐵合金層的結(jié)晶器銅板的制備方法，所述結(jié)晶器銅板的組成按質(zhì)量百分比為：Ni：1-2％；Be：0.05-0.2％；Al：0.5-0.7％，Zr：3.0-5.0％；Mn：1.2-1.4％；Mg：1-3％；Cr：0.8-1.2％；Zn：14.0-16.0％；其余為Cu，所述制備方法包括采用具有上述成分的銅合金制備結(jié)晶器，并在結(jié)晶器的表面電鍍鍍覆層，所述電鍍采用的鍍液的組成為：硫酸鎳220-240g/l，氯化鎳17-19g/l，硫酸鐵11.0-13.0g/l，硼酸23-27g/l，硫酸鉀5-7g/l，氯化鈉30-40g/l，十二烷基硫酸鈉0.2-0.4g/l，添加劑20-22ml/L，其中添加為采用10-12g葡萄糖酸鈉，33-37g抗壞血酸和22-26g糊精加入1l水中配制的溶液，電鍍工藝條件為：PH值2.3-3.5，電流密度3.5-4.5A/dm2，溫度44-46℃，電鍍至鍍層厚度為1.3-1.5mm為止。
【IPC分類】C22C9/04, B22D11/057, B22D11/059, C25D3/56
【公開號】CN105478691
【申請?zhí)枴緾N201511015904
【發(fā)明人】張穎
【申請人】張穎
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月31日