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电镀锡钢板Sn-Fe合金层及耐蚀性

2017-01-12 15:05:50点击:

  1前言镀锡是两面镀有商业纯锡的冷轧低炭薄钢板或钢带。它将锡的强度和成型性锡的耐蚀性、锡焊性和美观性的外表结合于一种材料之中。镀锡板的起源可以追溯到14世纪,当时在巴伐利亚曾在锻制的薄铁板厂进行镀锡。而生产优质的镀锡板则是从1720年在英国的南威尔士开始的。电镀锡钢板的工业化生产则是1934年在国实现的由于锡无毒、延展性好、耐蚀性好等,因此在食品工业、装运设备、电子器件等行业上得到了广泛应用。镀锡板的最大用途是制造食品包装材料。但正受到铝、塑料等包装材料的竞争,另外也由于锡本身价格相对较篼,镀锡板的锡涂层正向薄型化发展。同时这为镀锡板是否能保持原有的耐蚀性也提出了要求。因为镀锡板的耐蚀性与Sn-Fe合金层有很大关系W,因此,控制合金层生长十分重要。

  2影响Sn-Fe合金层结构与性能的因素在实践中可以发现,不同厂家生产的镀锡板其耐蚀性不同,这种偏差来自于镀锡板在制造过程中的各个工序,和原板也有关系。要获得耐蚀性优良的镀锡板,必须楚这些影响因素。

  般来说,如杲钢基板含有大量的马氏体,镀锡板的耐蚀性会大大提篼,并且钢基板完全是马氏体钢时,可获得最好的耐蚀性。还发现,若马氏体未经回火的话,基板的耐蚀性会更好。钢成分对马口铁耐蚀性的影响是十分复杂的,钢中的P,S,Cu,Si等对镀锡层的耐蚀性影响很大,P几乎在所有的钢中都会引起耐蚀性的下降。S的含量也是越小耐蚀性越好。然而对于盛装可乐的罐体来说,多少含些S的话,会引耐蚀性的提篼。

  通常Cu在钢中的含量越少越好,但是对于盛装橘子等含有柠檬酸物质的内容物来说,多少含有一些Cu有时会使耐蚀性升篼。

  另外,在软熔操作过程中,基板上铁晶粒中的晶面择优取向也影响着锡-铁合金层的生长,进而影响镀锡板的耐蚀性。

  酸洗工艺和耐蚀性有很大关系,特别是采用疏酸的酸洗工艺比盐酸酸洗工艺对耐蚀性的影响更大,这是由于在采用琉酸酸洗时,为了防止过腐蚀,要加人缓蚀剂,这些缓蚀剂会引起点腐蚀,特别是在停机,钢板在酸洗液中长时间溃时,十分容易生成腐蚀点。因而在生产篼耐蚀性钢板时,不应该加入缓蚀剂,或者剪断长时间浸溃在酸洗液中的钢板。

  现在,由于几乎全部采用盐酸酸洗,因此酸洗对耐蚀性的影响已经不那引人注意了。

  一般认为,洗工序对酎蚀性的影响主要是除油剂的种类,在一般的除油液中主要含有氢氧化钠、表面活性剂、偏硅酸钠等。由于偏硅酸钠的作用,洗后的钢板表面残留有SiOi,因为这层物质能够妨碍镀锡层的正常生长,所以对镀锡层的耐蚀性有不良的影响。最近几乎不再使用含3(的除油剂了。

  (41不同退火工艺的影响在采用连续退火工艺时,退火工艺对镀锡钢板的耐蚀性影响不大,但是在采用罩式退火时,退火采用的气氛对镀锡层的耐蚀性有影响。一舣认为含有CO、C2、H2气体时,对镀层的耐蚀性有不良影响。

  压下率对镀层耐蚀性最大的影响来自于原板的粗糙度,粗糙度影响ISV、ATC值,原板的粗糙度越大,镀锡板的耐蚀性越不好。

  压下率也对耐蚀性有影响,在干法制罐的情况下,压下率越大ISV值越不好。

  众所周知,电镀线上的诸多条件都会影响镀锡板的耐蚀性,而且影响的情况是多种多样的,首先,在前处理阶段,经过电解酸洗和电解除油采用不同极性的组合,虽未发现不同的组合对耐蚀性有太大的影响,但是发现,采用阳极除油和阴极酸洗的搭配比较好。其次,电沉积时的初始沉积层是否均一也直接影响镀锡板的耐蚀性。

  DDS浓度与ATC的关系另外,电镀镀液中的光亮剂(DDS)浓度对键'锡层耐蚀性也有影响,DDS浓度对耐蚀性的影响如所示:软熔段是影响镀锡板耐蚀性至关重要的因素。软熔的结果就是一部分锡与带钢起反应,形成金属间化合物FeSn2(即锡铁合金层)。锡铁合金层可使锡层在带钢上有良好的附着力,并能提高镀锡板的抗腐蚀性能。对于低锡钢板来说,软熔处理能提高其耐丝状腐蚀性能。

  由于锡-铁合金层主要是在软熔过程中形成的,因此控制软熔时间和软熔温度就可得到不同厚度的锡-铁合金层。通常情况下,软溶温度越篼,时间越长,合金层也就愈厚,从而镀锡板的耐蚀性也会增加W.但是由于软熔中所生成的FeSn2具有很高的硬度和脆性,因此合金层也不能太厚,否者就会损。172.害镀锡板可加工性。

  3Sn-Fe合金层、ATC值与镀锡板耐蚀性之间的关系由可以看出,随锡铁合金量的增加,相应镀锡板的ATC值降低。

  因此可以明确的是,随着锡铁合金的增加,ATC值下降,从而使得镀锡板的耐蚀性就会增加。

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