專利名稱：結(jié)晶器內(nèi)表面電鍍方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及方坯、矩形坯及組合方坯、矩形坯結(jié)晶器的內(nèi)表面上電鍍鎳鈷合金或在電鍍鎳鈷合金后，再在其上電鍍硬鉻的方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是發(fā)明一種結(jié)晶器內(nèi)表面電鍍方法，在電鍍前將結(jié)晶器銅管的內(nèi)表面進(jìn)行粗化處理，用去污粉簡(jiǎn)單除油，或電解除油及硫酸活化處理，然后進(jìn)行電鍍鎳鈷合金，合金鍍層的鈷含量為1-80％，電鍍液的組成為硫酸鎳(NiSO4·6H2O)100-260g/l、氯化鎳(NiCl·6H2O)10-40g/l、硫酸鈾(CoSO4·6H2O)1-100g/l、硼酸(H3BO3)30-40g/l、十二烷基硫酸鈉0.05-0.12g/l、糖精0.01-0.40g/l。電鍍時(shí)工藝條件為溫度48-55℃、pH2.0-4.8、電流密度2.5-4.5A/dm2、陽(yáng)極內(nèi)置式陽(yáng)極、攪拌方式溶液泵強(qiáng)制循環(huán)。
本發(fā)明的有益效果是1、由于待鍍銅管在電鍍前進(jìn)行了粗化、用去污粉除油及硫酸活化處理，鍍層與基體結(jié)合牢固。同時(shí)由于鍍層與基體的熱膨脹系數(shù)相差很小，避免了鍍層在澆鋼的過程中由于銅管基體與鍍層的膨脹系數(shù)的過大而造成的鍍層開裂并脫落的現(xiàn)象。
2、由于本發(fā)明方法在電鍍液中適當(dāng)?shù)丶尤肓颂蔷?，能有效地確保鍍層僅有很小的張應(yīng)力或壓應(yīng)力，可以確保鍍層有較大的耐熱沖擊和耐疲勞性。
3、由于鎳鈷合金在高溫下有較高的硬度，較小的磨擦系數(shù)，耐磨性很高，應(yīng)用在結(jié)晶銅管上，是十分優(yōu)良的鍍層。
4、本發(fā)明方法電鍍鎳鈷合金鍍層的厚度為50-200微米，可保證結(jié)晶器銅管在連續(xù)拉坯的條件下，具有足夠的強(qiáng)度，大大提高結(jié)晶器銅管的使用壽命。
由于結(jié)晶器銅管在拉鋼坯時(shí)，鍍層在高溫下受到向下的拉力，同時(shí)還受到導(dǎo)熱過程的間歇式的熱負(fù)荷沖擊，鍍層容易產(chǎn)生疲勞而開裂脫落，為了提高鍍層與基體的結(jié)合力，對(duì)結(jié)晶器銅管內(nèi)表面進(jìn)行粗化處理，用80-120號(hào)砂紙進(jìn)行均勻打磨。
由于待鍍結(jié)晶器銅管的油污較少，結(jié)晶器銅管在進(jìn)行均勻打磨后，用去污粉進(jìn)行除油，除油工序后要進(jìn)行沖洗，然后用硫酸進(jìn)行活化處理，處理時(shí)間為2-3分鐘，再用去離子水進(jìn)行沖洗，通電鍍液循環(huán)30秒后進(jìn)行電鍍，電鍍液的組成及工藝條件為電鍍液組成硫酸鎳(NiSO4·6H2O) 180-240g/l氯化鎳(NiCl2·6H2O) 20-40g/l硫酸鈷(CoSO4·7H2O) 2-40g/l硼酸(H3BO3) 30-40g/l十二烷基硫酸鈉 0.05-0.12g/l糖精0.05-0.30g/l工藝條件為pH值2.0-4.7電路密度2.0-4.0A/dm2溫度48-55℃溶液攪拌方式用液體泵強(qiáng)制循環(huán)陽(yáng)極內(nèi)置式陽(yáng)極在電鍍過程中，鈷優(yōu)先沉積即溶液中的鈷離子的濃度不斷降低，為了保證鍍層中鈷含量的一致性，在電鍍的過程中，硫酸鈷溶液要連續(xù)地加入到電鍍液中，并持續(xù)到整個(gè)電鍍過程中。同時(shí)要在電鍍前對(duì)電鍍?nèi)芤褐械慕饘兮掚x子的濃度進(jìn)行分析，以確定在鍍液中補(bǔ)加的量。
由于本發(fā)明工藝的鍍層的厚度為50-200微米左右，鍍層的應(yīng)力比較大，所以鍍層應(yīng)力消除劑糖精的添加量必須合適。添加量過少，鍍層的張應(yīng)力過大；添加量過大，鍍層的壓應(yīng)力過大。所以糖精的加入量為0.05-0.3g/l時(shí)比較合適，最佳值為0.15-0.20g/l。
根據(jù)實(shí)際需要，鎳鈷合金鍍層中的鈷含量可以進(jìn)行控制，比較理想的鈷含量為10-20％。
下面用一實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明。
采用如下工藝電鍍120mm2結(jié)晶器銅管1)、用100號(hào)砂紙均勻大磨結(jié)晶器銅管的內(nèi)表面，以使結(jié)晶器銅管的內(nèi)表面粗化；2)、用去污粉均勻擦洗結(jié)晶器內(nèi)表面，以去除其上的油污并用水清洗干凈；3)、把結(jié)晶器銅管裝到電鍍的掛具上，用硫酸(165ml/l)進(jìn)行活化，時(shí)間為1-3分鐘，放出硫酸并用去離子水清洗干凈，并充滿去離子水，裝上電鍍陽(yáng)極；4)、放掉去離子水，開泵打入鍍液，進(jìn)行電鍍；5)、鎳鈷合金鍍層電鍍結(jié)束后，進(jìn)行機(jī)械拋光，銅管外表面進(jìn)行絕緣處理，經(jīng)除油活化處理，進(jìn)行電鍍硬鉻，電鍍方式與方法與普通電鍍硬鉻相同。
電鍍鎳鈷合金硫酸鎳(NiSO4·6H2O) 240g/l氯化鎳(NiCl2·6H2O) 20g/l硫酸鈷(CoSO4·7H2O) 9g/l硼酸(H3BO3) 40g/l十二烷基硫酸鈉 0.12g/l糖精 0.12g/l電鍍溫度 53℃pH 4.2電流密度 3.2A/dm2液體泵循環(huán)鍍液在首鋼第二煉鋼廠進(jìn)行了兩種鍍層的120mm2結(jié)晶器銅管的連鑄試驗(yàn)(鍍層為只鍍鎳鈷合金和鎳鈷合金鍍層+硬鉻鍍層)，三支僅鍍鎳鈷合金鍍層的120mm2方坯結(jié)晶器銅管平均過鋼量為4460噸，最低的為4022噸，最高的為5033噸(非極限過鋼量)，是國(guó)內(nèi)通脹類型的結(jié)晶器銅管過鋼量的兩倍，每噸鋼降低成本1.2元；五支鎳鈷合金鍍層+硬鉻鍍層的120mm2結(jié)晶器銅管平均過鋼量為7856.3噸，最低的為7530噸，最高的過鋼量為8333.2噸(非極限過鋼量)，是國(guó)內(nèi)同種類型的方坯結(jié)晶器銅管最高過鋼量的3-4倍，每噸鋼可降低成本1.7元，所以方坯結(jié)晶器銅管的內(nèi)表面無(wú)論是僅鍍鎳鈷合金鍍層還是鎳鈷合金鍍層+硬鉻鍍層，與僅鍍硬鉻鍍層相比，其高溫耐磨性能都得到了極大的提高，也都具有相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)晶器內(nèi)表面電鍍方法，其特征在于電鍍前將結(jié)晶器銅管的內(nèi)表面進(jìn)行粗化處理，用去污粉簡(jiǎn)單除油，或電解除油及硫酸活化處理，然后進(jìn)行電鍍鎳鈷合金，合金鍍層的鈷含量為1-80％，電鍍液的組成為硫酸鎳(NiSO4·6H2O) 100-260g/l氯化鎳(NiCl·6H2O) 10-40g/l硫酸鈷(CoSO4·6H2O) 1-100g/l硼酸(H3BO3) 30-40g/l十二烷基硫酸鈉 0.05-0.12g/l糖精 0.01-0.40g/l電鍍時(shí)工藝條件為溫度48-55℃pH 2.0-4.8電流密度2.5-4.5A/dm2陽(yáng)極內(nèi)置式陽(yáng)極攪拌方式溶液泵強(qiáng)制循環(huán)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)晶器內(nèi)表面電鍍方法，其特征在于結(jié)晶器銅管的內(nèi)表面，電鍍鎳鈷合金鍍層，鍍層厚度為50-200微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)晶器內(nèi)表面電鍍方法，其特征在于酸洗活化用的硫酸濃度為100-200ml/l。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)晶器內(nèi)表面電鍍方法，其特征在于糖精的加入量為0.01-0.4g/l。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)晶器內(nèi)表面電鍍方法，其特征在于在該鎳鈷合金合金鍍層上再電鍍一層硬鉻，電鍍前活化方式為用硫酸活化，濃度為100-300g/l。
全文摘要
一種能提高結(jié)晶器壽命的結(jié)晶器內(nèi)表面電鍍方法。本發(fā)明采用的方法是將待鍍銅管首先進(jìn)行粗化處理，然后進(jìn)行簡(jiǎn)單除油和電解除油，用硫酸活化處理，然后進(jìn)行電鍍鎳鈷合金，電鍍液含NiSO
文檔編號(hào)C25D3/54GK1465753SQ0212155
公開日2004年1月7日 申請(qǐng)日期2002年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月25日
發(fā)明者齊德志, 許曉東, 劉念華, 李本海, 白學(xué)軍, 蔡保春, 董延生, 劉根林 申請(qǐng)人:首鋼總公司