二次冷轧板表面性能及镀锡层耐蚀性探讨

2020-12-08

魅力中国 2020年18期

（河北钢铁集团衡水薄板公司，河北衡水 053000）

二次冷轧镀锡板的生产工艺复杂化，技术要求以及质量要求特别高，但优势作用特别明显，体现在强度、外观、焊接性、耐蚀性等方面，有着普通镀锡板无法比拟的优越性，已被广泛运用到食品工业以及容器、冲压制品、包装材料等方面，要在深化把握二次冷轧板表面性能以及镀锡层的耐蚀性基础上严格管控所用钢的成分，明确钢种、加工方法的同时生产高质量的二次冷轧镀锡板。

一、二次冷轧板的表面性能

（一）实验研究概述

以某钢铁公司冷轧薄板厂为例，应用到实验研究中的二次冷轧镀锡板的生产序号为7099980000，简称为DR 材，一次冷轧电镀锡板材的生产序号为6429730000，简称为MR 材。应用其中的化学试剂包括氯化钠、氯化钾、硫酸铜、硫酸等，作用到测试环节的仪器包括MICROMESVRE 粗糙度仪、SSX-500 型扫描电子显微镜、53X 型金相显微镜等[1]，明确电镀锡试样制备的流程、试样规格等。在实验研究过程中，巧用显微镜、扫描电镜等，仔细观察MR 材以及二次冷轧镀锡板表面的形貌，借助硬度计，准确测试两类板材不同位置的硬度，还要进行X 射线衍射、粗糙度、孔隙率、电流效率、电化学性能以及镀锡层耐蚀性等实验测试。

（二）实验研究结果分析

和MR 材相比，二次冷轧镀锡板表面有着较高的性能。在测试两类板材表面的粗糙程度基础上细化剖析各自结构体系，随着压下率不断提升，轧制力度持续增大，晶粒日渐细化，二次冷轧镀锡板表面的平整度以及光滑度明显提升，粗糙程度低于MR 材。二次冷轧镀锡板的强度、深冲性能都高于MR 材。与此同时，从电镀锡层面来说，基材并没有对板材镀锡层形貌产生较大的影响，二次冷轧镀锡板和MR 材的锡析出电位以及析出的电流差异不大，可以利用扫描电镜，快速、精准扫描板材的各个镀层动态变化，在分析照片的基础上发现电镀条件一致的时候，锡沉积晶粒的大小没有明显的差异。在测试板材电化学性能过程中，镀锡之前，二次冷轧镀锡板的耐蚀性能要高于MR 材。镀锡之后，在孔隙率等因素影响下，相同条件下二次冷轧镀锡板的耐蚀性仍然高于MR 材，但和镀锡之前相比，二者的耐蚀性都有所提升。

二、二次冷轧板镀锡层的耐蚀性分析

二次冷轧镀锡板就是在一次冷轧以及退火基础上进行规范化冷连轧，再在应用技术过程中进行科学化二次轧制。由于有着较高的压下率，应用到二次冷轧镀锡板生产中的轧制油要具有较高的使用性能，还要具有润滑、冷却等功能作用。与此同时，二次冷轧镀锡板轧制中会产生大量的碳、铁，还会残留一定的轧制油，增加了后续电镀锡工艺的难度系数，需要从表面残留量、电镀工艺两大层面入手，巧用作用到二次冷轧镀锡板表面性能测试中的仪器设备，深层次测试板材的表面形貌、电化学性能以及耐蚀性等，全面、深入分析其对二次冷轧板镀锡层耐蚀性的具体影响。

残留在二次冷轧镀锡板表面的轧制油对板材镀锡层的整体质量有着特别大的影响。随着轧制不断进行，板材表面残留的轧制油增加，在电镀过程中，沉积阻力大幅度增加的同时电流效率持续降低，结晶变粗。软熔之后，二次冷轧镀锡板的合金层日渐疏松[2]，孔隙率不断提升的同时镀锡层的耐蚀性也会有所降低。在此过程中，铁离子对板材的镀液性能有着较大的影响。在工艺处理中，一旦镀液中铁离子的含量超过规定的范围，电流密度降低的同时镀锡层的空隙增多，耐蚀性能变差。此外，在工艺条件相同的情况下，随着镀锡层日渐增厚，能够更好地保护二次冷轧板的基体，镀锡层的耐蚀性也会明显提高；在不同电流密度作用下进行针对性电镀，镀锡层的结晶情况并不相同，随着沉积的锡晶粒日渐细化，软熔之后，合金层晶粒变粗的同时镀锡层的耐蚀性也会有所提升，如果沉积的锡晶粒日渐变粗，软熔之后，合金层晶粒变细的同时镀锡层耐蚀性降低。针对这种情况，要在工艺处理过程中，联系各方面实际的同时综合把握影响二次冷轧板表面性能以及镀锡层耐蚀性各方面因素，优化调整工艺流程、工艺方法的同时动态控制多样化的工艺参数，随时了解板材表面形貌的同时优化工艺条件，将轧制油残留量、镀锡层厚度、铁离子含量、电流密度等控制在规定范围内[3]，提升二次冷轧板表面的强度、平整度等，在动态控制镀锡层孔隙、结晶状况等基础上最大化提升耐蚀性。