[发明专利]用于使用镀覆层电镀未涂覆的钢带材的方法

说明书

本发明涉及用于使用来自三价Cr‑电解质的镀覆层电镀未涂覆的钢带材的方法，其中使未涂覆的带材在镀覆过程之前经受清洁和酸洗步骤然后在包含一系列连续镀覆槽的镀覆区段中经受镀覆过程，其中在镀覆过程的第一阶段中将电流施加至进入第一镀覆槽的带材，该电流不足以从三价Cr‑电解质沉积镀覆层，但是足以提供带材在电解质中的阴极保护，并且其中在镀覆过程的第二阶段中将更高的电流施加至带材以从三价Cr‑电解质沉积包含铬金属、铬碳化物和铬氧化物的镀覆层。

这一发明涉及用于使用镀覆层电镀未涂覆的钢带材的方法及其改进。

在连续钢带材镀覆中，提供冷轧钢带材，通常在冷轧之后将其退火从而通过再结晶退火或回复退火使钢软化。在退火之后和镀覆之前首先清洁钢带材用于去除油和其它表面污染物。主要地，出于这个目的使用碱性清洁剂，在其中钢是电化学钝化的，即钢带材表面覆盖有稳定且保护性氧化物膜并因此钢将不会溶解在碱性清洁剂中。碱性清洁剂是各种成分的复杂混合物。主要组分是苛性钠用于提供碱性、传导性和皂化。其它常见的组分为偏硅酸钠、碳酸钠、磷酸盐、硼酸盐和表面活性剂。

在清洁步骤之后，在硫酸溶液或盐酸溶液中酸洗钢带材用于去除氧化物膜。在不同的处理步骤之间总是用去离子水冲洗钢带材以防止前一处理步骤的溶液污染用于接下来的处理步骤的溶液。随后在酸洗步骤之后完全冲洗钢带材。在冲洗和转移钢带材至镀覆区段的过程中在裸露的钢表面上立即形成新的薄氧化物层。

在电镀中使用的方法被称作电沉积。待镀覆的零件(钢带材)是电路的阴极。电路的阳极可为由待镀覆在零件上的金属制成(溶解的阳极，例如在常规镀锡中使用的那些)或尺寸稳定的阳极(其在镀覆过程中没有溶解)。将两个部件都浸入称为电解质的溶液中。在阴极处，电解质溶液中的金属离子在溶液和阴极之间的界面处被还原，使得它们沉积至阴极上。

在许多情况下电解质是酸性溶液。因此，在酸洗步骤之后形成的氧化物层将迅速溶解。没有任何氧化物膜的裸露的钢易于腐蚀。腐蚀意味着来自钢基材的铁被氧化为Fe²⁺，其中通过氢离子或溶解在电解质中的氧气的还原消耗自由电子。

2H⁺+2e^-→H₂(g)

O₂(g)+4H⁺+4e^-→2H₂O

结果是电解质变得富含Fe²⁺。取决于电解质，这些Fe²⁺离子在接下来的电镀步骤中随后被还原成Fe并且这种Fe与有意被镀覆至基材上的金属一起沉积至基材上。共沉积的铁不利地影响镀覆层的性质，特别是腐蚀性能。

本发明的目的是提供用于使用来自三价Cr-电解质的镀覆层电镀未涂覆的钢带材的改进方法。

本发明的目的还是使用通过使用三价Cr-电解质电镀未涂覆的钢带材产生的镀覆层向钢带材提供改进的性质。

由用于使用来自三价Cr-电解质的镀覆层电镀未涂覆的钢带材的方法达到一个或多个目的，其中未涂覆的带材在镀覆过程之前经受清洁和酸洗步骤以去除带材的一个或多个表面上存在的氧化物和任何其它污染物，并且其中随后使带材在包含一系列连续镀覆槽的镀覆区段中经受镀覆过程，其中在镀覆过程的第一阶段中将电流施加至进入第一镀覆槽的带材，该电流不足以从三价Cr-电解质沉积镀覆层，但是其足以提供带材在电解质中的阴极保护，并且其中在镀覆过程的第二阶段中将更高的电流施加至带材以从根据本发明的三价Cr-电解质沉积包含铬金属、铬碳化物和铬氧化物的镀覆层。