本發(fā)明涉及鍍鎳鋼帶，具體為一種寬幅超薄鍍鎳鋼帶及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、鋼帶又稱帶鋼，是一種寬度窄而長的鋼板材料。鋼帶的厚度一般在0.1到2.0毫米之間，常用于制造橋架以及部分機(jī)械零件和結(jié)構(gòu)件，是一種常見且必不可少的重要物資。與常規(guī)鋼材一樣，鋼帶中的鐵元素與空氣中的氧氣反應(yīng)，會形成鐵氧化合物，即所謂的生銹，除了自身在空氣中被氧化物，環(huán)境中的其他化學(xué)物質(zhì)，如酸性或鹽類氣體、液體等也會加速鋼帶的腐蝕。

2、為了提高鋼帶的使用壽命，人們通過在鋼帶表面鍍鎳，提高了材質(zhì)的耐腐蝕能力。但是現(xiàn)有技術(shù)中，單一的鍍鎳鍍層存在機(jī)械性能不穩(wěn)定、耐腐蝕性差以及平整后內(nèi)應(yīng)力過高鍍層易脆化脫落等問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種寬幅超薄鍍鎳鋼帶及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種寬幅超薄鍍鎳鋼帶及其制備方法，包括以下步驟：

3、步驟1：

4、取寬幅超薄鋼帶，對其表面進(jìn)行打磨拋光，并用除油劑除去表面油污，去離子水漂洗至中性；在50~60℃下強(qiáng)浸蝕60~90s，去離子水漂洗至中性后弱浸蝕60~120s，用去離子水漂洗至中性，備用；

5、步驟2：

6、取氧化石墨烯超聲分散在去離子水中得到質(zhì)量濃度為1~3%的氧化石墨烯溶液；以步驟1中經(jīng)過處理的寬幅超薄鋼帶為正極，鉑電極為對負(fù)極，在氧化石墨烯溶液中通電沉積，取出后吹干、固化，得到表面電鍍氧化石墨烯鋼帶；

7、步驟3：

8、將表面電鍍氧化石墨烯鋼帶浸沒在復(fù)合鍍銅試劑中，在65~70℃下進(jìn)行鍍銅，60~90min后取出，用去離子水漂洗、干燥得到銅鍍層厚度為1~1.5μm的表面鍍銅鋼帶；

9、步驟4：

10、將表面鍍銅鋼帶浸沒在復(fù)合鍍鎳試劑中，在85~90℃下進(jìn)行鍍鎳，120~135min后取出，用去離子水漂洗、干燥，得到鎳鍍層厚度為3~5μm的鍍鎳鋼帶；經(jīng)過后處理工藝得到成品。

11、進(jìn)一步地，步驟1中，除油劑中各組分含量為：80~85g/l氫氧化鈉、360~400g/l碳酸鈉、440~450g/l磷酸納、余量為去離子水；強(qiáng)浸蝕液為質(zhì)量濃度10~15％的硫酸溶液；弱浸蝕液為質(zhì)量濃度3~5％的硫酸溶液。

12、進(jìn)一步地，步驟2中，沉積電壓為4~6v，沉積時間為300~360s；氧化石墨烯膜層厚度為5~10nm。

13、進(jìn)一步地，步驟3中，所述復(fù)合鍍銅試劑的制備方法為：將硫酸銅、edta二鈉、亞鐵氰化鉀、聚乙二醇、硫酸鎳、磷酸二氫鈉、去離子水混合，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)ph值至12.5~12.8，升溫至50~60℃，加入甲醛。

14、進(jìn)一步地，復(fù)合鍍銅試劑中各組分含量為：0.035~0.04mol/l硫酸銅、0.12~0.13mol/l?edta二鈉、120~130mg/l亞鐵氰化鉀、120~125mg/l聚乙二醇-400、10~15mmol/l硫酸鎳、12~18mmol/l磷酸二氫鈉、0.1~0.12mol/l甲醛。

15、進(jìn)一步地，步驟4中，復(fù)合鍍鎳試劑的制備方法為：將硫酸鎳、磷酸二氫鈉、乙酸鈉、碳酸氫鈉、氟化鈉、納米碳化硼、去離子水混合，加入乳酸調(diào)節(jié)ph值至5~5.5，得到復(fù)合鍍鎳試劑。

16、進(jìn)一步地，復(fù)合鍍鎳試劑中各組分含量為：20~25g/l硫酸鎳、25~30g/l磷酸二氫鈉、10~12g/l乙酸鈉、21~23g/l碳酸氫鈉、1~1.5g/l氟化鈉、3~5g/l?納米碳化硼。

17、進(jìn)一步地，步驟4中，后處理工藝依次為連續(xù)退火、時效處理、平整處理。

18、進(jìn)一步地，連續(xù)退火處理過程中，氣氛為5％的氫氬混合氣，溫度為830~850℃，時間為60~120s；時效處理過程中，氣氛為氬氣，溫度為420~450℃，時間為2~3h；平整處理過程中，壓力為6~8mpa。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：本發(fā)明技術(shù)方案中，通過在鋼帶表面依次施鍍氧化石墨烯層、銅鍍層和鎳鍍層，從而提高了產(chǎn)品的耐磨性能。與傳統(tǒng)的單獨(dú)層工藝相比，多鍍層可以有效防止裂紋擴(kuò)散；經(jīng)過高溫退火后層間重結(jié)晶進(jìn)一步提高了鍍層的防腐蝕性能。

20、在本發(fā)明中，首先采用電鍍沉積法在鋼帶表面沉積了一層氧化石墨烯鍍層，一方面氧化石墨烯層可以有效防止腐蝕性離子滲透，起到了物理性隔絕的作用；另一方面，氧化石墨烯層的存在還可以防止在鍍銅時鋼帶中的鐵中發(fā)生置換反應(yīng)，減低銅鍍層與基體的結(jié)合力，從而降低鍍層缺陷。本發(fā)明采用化學(xué)鍍銅法在氧化石墨烯表面形成銅鍍層。與鎳、鋼相比，銅具有良好的柔韌性，銅鍍層作為中間層，降低鍍鎳過程中產(chǎn)生的應(yīng)力，對鎳鍍層裂紋的產(chǎn)生具有一定的抑制效果，且由于銅鍍層具有更低的孔隙率，可以有效提高鍍層之間的結(jié)合力和耐蝕性能。最后，本發(fā)明在銅鍍層表面進(jìn)行化學(xué)鍍鎳形成鎳鍍層。在復(fù)合鍍鎳試劑中加入納米碳化硼可以提高鍍層的耐磨性能，但由于碳化硼會干擾鎳鍍層的沉積，導(dǎo)致鍍層產(chǎn)生缺陷，為此，本發(fā)明在復(fù)合鍍銅試劑中加入了少量的鎳、磷元素，從而在銅鍍層上提供了催化位點，加速鍍鎳過程中參與反應(yīng)的ni2+和hpo22-的擴(kuò)散沉積速度，降低了納米碳化硼帶來的不良影響。

技術(shù)特征：

1.一種寬幅超薄鍍鎳鋼帶的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬幅超薄鍍鎳鋼帶的制備方法，其特征在于：步驟1中，除油劑中各組分含量為：80~85g/l氫氧化鈉、360~400g/l碳酸鈉、440~450g/l磷酸納、余量為去離子水；強(qiáng)浸蝕液為質(zhì)量濃度10~15％的硫酸溶液；弱浸蝕液為質(zhì)量濃度3~5％的硫酸溶液。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬幅超薄鍍鎳鋼帶的制備方法，其特征在于：步驟2中，氧化石墨烯溶液的質(zhì)量濃度為1~3%；沉積電壓為4~6v，沉積時間為300~360s；氧化石墨烯膜層厚度為5~10nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬幅超薄鍍鎳鋼帶的制備方法，其特征在于：步驟3中，所述復(fù)合鍍銅試劑的制備方法為：將硫酸銅、edta二鈉、亞鐵氰化鉀、聚乙二醇、硫酸鎳、磷酸二氫鈉、去離子水混合，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)ph值至12.5~12.8，升溫至50~60℃，加入甲醛。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種寬幅超薄鍍鎳鋼帶的制備方法，其特征在于：復(fù)合鍍銅試劑中各組分含量為：0.035~0.04mol/l硫酸銅、0.12~0.13mol/l?edta二鈉、120~130mg/l亞鐵氰化鉀、120~125mg/l聚乙二醇-400、10~15mmol/l硫酸鎳、12~18mmol/l磷酸二氫鈉、0.1~0.12mol/l甲醛。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬幅超薄鍍鎳鋼帶的制備方法，其特征在于：步驟4中，復(fù)合鍍鎳試劑的制備方法為：將硫酸鎳、磷酸二氫鈉、乙酸鈉、碳酸氫鈉、氟化鈉、納米碳化硼、去離子水混合，加入乳酸調(diào)節(jié)ph值至5~5.5，得到復(fù)合鍍鎳試劑。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種寬幅超薄鍍鎳鋼帶的制備方法，其特征在于：復(fù)合鍍鎳試劑中各組分含量為：20~25g/l硫酸鎳、25~30g/l磷酸二氫鈉、10~12g/l乙酸鈉、21~23g/l碳酸氫鈉、1~1.5g/l氟化鈉、3~5g/l?納米碳化硼。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬幅超薄鍍鎳鋼帶的制備方法，其特征在于：步驟4中，后處理工藝依次為連續(xù)退火、時效處理、平整處理。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種寬幅超薄鍍鎳鋼帶的制備方法，其特征在于：連續(xù)退火處理過程中，氣氛為5％的氫氬混合氣，溫度為830~850℃，時間為60~120s；時效處理過程中，氣氛為氬氣，溫度為420~450℃，時間為2~3h；平整處理過程中，壓力為6~8mpa。

10.根據(jù)權(quán)利要求1~9中任一項所述的制備方法制備得到的寬幅超薄鍍鎳鋼帶。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及鍍鎳鋼帶領(lǐng)域，具體為一種寬幅超薄鍍鎳鋼帶及其制備方法。本發(fā)明先對寬幅超薄鋼帶表面進(jìn)行打磨拋光、表面除污、強(qiáng)浸蝕、弱浸蝕后，采用電鍍法在其表面形成一層氧化石墨烯膜層；采用化學(xué)鍍的方法依次在氧化石墨烯膜層表面沉淀形成銅鍍層和鎳鍍層；其中，化學(xué)鍍銅所用復(fù)合鍍銅試劑由硫酸銅、EDTA二鈉、亞鐵氰化鉀、聚乙二醇、硫酸鎳、磷酸二氫鈉、去離子水、氫氧化鈉、甲醛混合得到，化學(xué)鍍鎳所用復(fù)合鍍鎳試劑由硫酸鎳、磷酸二氫鈉、乙酸鈉、碳酸氫鈉、氟化鈉、納米碳化硼、去離子水、乳酸混合得到。本發(fā)明制備的寬幅超薄鍍鎳鋼帶具有良好的耐腐蝕性能、力學(xué)性能和耐磨性能。

技術(shù)研發(fā)人員：單朝暉,吳天明,曹聰,楊少旭,沈黎,施燕興,吳強(qiáng)強(qiáng),吳雨輝,嚴(yán)燁燁,李建峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇甬金金屬科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9