[发明专利]电解沉积氧化铬层的方法

说明书

本发明涉及用于电解沉积氧化铬层至i)黑钢板上或至ii)基于铬(III)技术电镀所生产的涂覆有铬电沉积涂层的黑钢板上的方法，并涉及由此获得的涂覆产品。

发明领域

本发明涉及用镀覆层电镀钢带的方法及其改进。

发明背景

锡轧制产品传统上包括电解镀锡钢板、电解镀铬钢(还称作无锡钢或TFS)和黑钢板。虽然不受它限制，但是锡轧制产品的大多数应用由容器工业使用在食品和饮料工业的罐、端盖和密封的制造中。

在连续钢带镀覆中，提供冷轧钢带，其通常在冷轧之后被退火从而通过再结晶退火或回复退火使钢变软。在退火之后且镀覆之前首先清洁钢带用于去除油和其它表面污染物。在清洁步骤之后，将钢带在硫酸或盐酸溶液中酸洗用于除去氧化物膜。在不同的处理步骤之间，冲洗钢带以防止用于下一处理步骤的溶液污染。在冲洗和运输钢带至镀覆段期间，在裸露的钢表面上立即形成新的薄氧化物层。需要通过将涂覆层沉积至钢上来保护裸露的钢表面免于进一步氧化。

通过在电镀中使用的被称作电沉积的工艺来提供这种保护。待镀覆的零件(钢带)是电路的阴极。电路的阳极可由待镀覆在零件上的金属制成(溶解阳极，例如在常规镀锡中使用的那些)或尺寸稳定的阳极(其在镀覆过程中不溶解)。阳极和阴极浸没在含有待沉积至黑钢板基材上的金属的离子的电解质溶液中。

黑钢板是在生产过程中(尚)未接受任何金属性涂层的锡轧制产品。它是生产其它锡轧制产品的基础材料。黑钢板可为单次减薄或两次减薄的。对于单次减薄的黑钢板而言，在冷轧机中将热轧带材减薄至期望的厚度并随后在连续或分批退火工艺中再结晶或回复退火，并任选地平整轧制。对于两次减薄的黑钢板而言，使单次轧制的基材经受大于5％的第二次轧制减薄。平整轧制的单次减薄的黑钢板通常不被认为是两次减薄的黑钢板，因为平整轧制减薄小于5％。

通常以卷绕带材的形式提供SR或DR黑钢板。

(三价铬涂覆技术)是对于电解镀铬钢(ECCS)的符合REACH的替代物。ECCS是通过电解沉积涂覆的SR或DR黑钢板，其具有覆盖有氧化铬膜的金属性铬。这种类型的涂覆的钢总是基于使用有害的Cr(VI)化合物的技术生产的。REACH(欧盟化学品规定)禁止使用这些六价铬化合物。因此，随着时间已经基于无害化合物开发了替代物。由塔塔钢铁基于无害的Cr(III)技术开发。WO2014202316-A1公开了使用120g/l(＝385mM)碱式硫酸铬(III)的Cr(III)电解质，虽然这种基材与其它替代物相比已经具有更好的性能并具有与ECCS相当的性能，但是在TCCT-基材和有机涂层之间的粘着性需要进一步改进。

发明目的

本发明的目的是从包含三价铬化合物的电解质溶液在金属带材上沉积氧化铬层。

本发明的目的还是提供改进漆与镀Cr黑钢板的粘着性的基于Cr(VI)的处理的符合REACH的替代物。

发明描述

一个或多个目的通过以下方法实现，其根据用于电解沉积氧化铬层至黑钢板上或至基于铬(III)技术所生产的涂覆有铬电沉积涂层的黑钢板上的方法。在连续高速镀覆生产线中从包含由水溶性的铬(III)盐提供的三价铬化合物的不含卤离子的电解质水溶液进行氧化铬层的沉积，所述连续高速镀覆生产线以至少50m/min的生产线速度工作。黑钢板或涂覆的黑钢板充当阴极。提供阳极，其包含i)氧化铱或ii)混合金属氧化物的催化涂层，所述混合金属氧化物包含氧化铱和氧化钽，用于减少或消除Cr³⁺-离子氧化至Cr⁶⁺-离子，并且其中电解质溶液含有至少50mM且至多1000mM的Cr³⁺离子，总计25-2800mM的硫酸钠或硫酸钾，在25℃下测量的pH在2.50和3.6之间，并且其中镀覆温度在40和70℃之间并且其中没有向电解质添加其它化合物，除了任选的硫酸或氢氧化钠或氢氧化钾以调节pH至期望值。另外，在电解质中可仅存在不可避免的杂质。