[发明专利]一种镀锡产品表面钝化膜结构柔性控制方法

说明书

本发明公开了一种镀锡产品表面钝化膜结构柔性控制方法，无钝化层的镀锡板表面钝化膜控制技术，镀锡板表面钝化膜质量修饰技术，获得涂饰性和润湿性优良的镀锡板。本发明开发了绿色环保、成本低，可循环使用镀锡板表面的电解钝化镀液，在确保钝化层厚度的同时，可有效调整、柔性控制镀锡板表面钝化膜羟基铬和氧化铬含量比例，减少了镀锡板表面涂饰性和缩孔缺陷发生率；结合多功能钝化槽中NO.3电解槽电解修饰钝化膜技术，提高镀锡板表面漂洗效率，大大降低其表面六价铬残存量，提高了NO.4和NO.5电解槽漂洗水的利用率20％，经济效益明显。

技术领域

本发明涉及镀锡钢板表面质量的生产控制技术，特别涉及镀锡钢板表面钝化膜结构控制技术。本技术实施路径为带钢经过电镀锡生产机组，采用常规镀锡技术对带钢表面进行镀锡控制，通过多功能钝化槽和新的钝化工艺柔性控制镀锡产品表面钝化膜结构，进而改善其产品质量。

背景技术

镀锡板是在冷轧低碳薄钢板双面上镀覆纯锡，是一种生产技术复杂、技术性强、制造流程长、质量要求高且制造难度大的产品。镀锡板不仅具有高强度、成型性好、耐蚀性优良、焊接性强、外观亮泽等特点外，还具有良好的印刷着色性，加之镀锡层无毒，因而镀锡板广泛应用于食品工业及制作各种容器、冲压制品、包装材料等非食品工业。

在生产镀锡板过程中，带钢经镀锡、软熔以后，形成表面为自由锡层和锡铁合金层。为了提高镀锡板的耐蚀性能，防止镀锡板在贮存或涂料烘烤时锡层氧化发黄，同时提高镀锡板的耐硫化变黑等性能，要对镀锡板进行钝化处理，形成钝化层，即镀锡板表面最外的功能性保护层(相对于钝化膜，油膜不具有防护功能)。但是，镀锡板在应用过程中需要进行内涂外印处理。内涂是为防止内装物与罐内壁发生化学反应，以及微量有害物质对内装物的污染，以维持内装物的新鲜度及原有风味，并使内装物在长时间储藏、运输和销售过程中不影响其食用价值。外印主要是增加镀锡板的耐蚀性、美观、产品的多样化，外涂料不仅同样具有内涂料的功能，而且有底漆料、白涂料、上光涂料之分，以丙烯酸和聚酯树脂为主。由此可知，内涂外印材料多为有机物，而镀锡板表面成分以无机材料为主。这就不可避免的会出现镀锡板表面与有机涂层之间的涂饰性和润蚀性问题。也就是说，镀锡板表面涂饰性和润蚀性的问题取决于其表面状态及其表面结构。

而影响镀锡板表面状态及其表面结构，其关键问题之一是钝化膜。镀锡板表面钝化膜的钝化工艺主要分为无铬钝化和含铬钝化。无铬钝化目前正处于探索性应用阶段。而现在常用的钝化工艺为铬酸盐钝化，即在重铬酸盐溶液中对镀锡钢板进行电解钝化，得到钝化膜很薄，耐蚀性能很好。电化学钝化能够获得高铬含量(约5～10mg/m²)的钝化膜，其可以提高镀锡板抗氧化和抗硫化斑的能力。钝化工艺为钝化液组成25±5g/L重铬酸钠，镀液温度42±5℃，pH为4±1，时间约为3s，钝化电量为3.24C/dm²。但是，随着生产的运行，在工艺条件未进行任何调整，且钝化膜厚度满足要求的情况下，用户常反馈镀锡板表面出现涂饰不良和缩孔缺陷等，这给镀锡板生产控制带来了极大的不便。

有文献报道，不同的钝化膜表面组织结构势必影响镀锡板表面润湿性，进而影响其涂饰性。当镀锡板表面钝化膜表面羟基氧化铬Cr(OH)₃或Cr(OH)₃·nH₂O含量过多时，镀锡板表面涂蚀性和润湿性随之降低。而提高钝化膜中氧化铬含量Cr₂O₃有利于改善镀锡板的涂饰性和润蚀性。目前，关于镀锡板表面钝化膜的控制，主要是控制钝化膜的厚度来改善其质量，无法针对不同产品种类和用户需求柔性调控钝化膜的结构。因此，控制镀锡板表面钝化膜结构具有重要的实际意义。