二次冷轧板表面性能与镀锡层耐蚀性研究

论文摘要

DR材,即二次冷轧镀锡(Double Reduced Tinplate)的带钢板材,特点是板厚比普通镀锡板材薄,但机械强度较高。通过二次冷轧工艺,减薄了带钢,同时还可以获得一定的表面粗糙度,改善平整度,满足客户的需要。DR材经过镀锡后具有良好的耐腐蚀性,富有光泽的外观,无毒以及在有机溶液中稳定的特点决定其用途为制造食品、化工业等耐压容器的罐身和底、盖等。普通镀锡原板所采用的带钢是经一次冷轧─退火─干平整等工序生产的,称之为MR材,DR材在工艺上是采用第二次冷轧代替普通镀锡板的干平整工序,但并不是单纯的轧制过程,所以DR材与MR材在表面状态与材质的性能上有很大差异。本课题通过探讨DR材、MR材前处理对镀层质量的影响因素,考察电镀锡前后的表面状态、微观形貌与电化学性能,跟踪镀层质量缺陷,分析形成原因与机理,为改进二次冷轧镀锡钢板的前处理工艺进行基础性研究;通过对比MR材、DR材之间的表面性能的异同,找出其对镀层质量的影响,提高镀锡层表面质量。实验结果表明:原板的表面状态(粗糙度)与电镀参数对DR材镀锡板的质量有很大影响,镀层性能的好坏进而影响耐蚀性,并存在一定规律。经过粗糙度测试发现DR材原板与MR材原板相比比较平整,经过镀锡后镀锡层的光泽较好,虽然镀锡起到了整平的作用,但镀后粗糙度依然是MR材镀锡板较高。镀锡原板中晶面的结晶取向,集中倾向于以<111>平行轧制方向,结晶取向会对合金层的晶粒结构有所影响,即合金层晶粒取向也基本集中于<111>,所以基板的结晶取向大致决定了镀锡板合金层的形貌,由此决定合金层的耐蚀性。通过电化学测试,DR材原板的耐蚀性要好于MR材原板,两种镀锡板由于是相同的镀层耐蚀性差别不大。对二次冷轧镀锡板耐蚀性能的影响因素:表面残油量、电镀电流密度、不同镀层厚度以及铁离子对镀层性能的影响,进行了实验分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 国内外冷轧镀锡板的生产与发展
• 1.2.1 冷轧镀锡板工业的发展历史
• 1.2.2 镀锡板的发展与展望
• 1.3 二次冷轧电镀锡钢板的研究现状与发展方向
• 1.4 电镀锡生产工艺简介
• 1.5 镀锡板镀层耐蚀性的研究现状
• 1.5.1 镀锡原板及其表面富集元素对镀锡板耐蚀性的影响
• 1.5.2 镀锡生产工艺对镀锡板耐蚀性的影响
• 1.6 高速电镀锡新工艺技术
• 1.7 本论文的研究目的和研究内容
• 1.7.1 研究目的
• 1.7.2 研究内容
• 第2章 研究原理和方法
• 2.1 研究材料
• 2.2 化学药品及试验仪器
• 2.3 实验用电镀锡板试样制备过程
• 2.4 试验方法与原理
• 2.4.1 表面形貌观察
• 2.4.2 硬度实验
• 2.4.3 X 射线衍射实验测试
• 2.4.4 粗糙度测试
• 2.4.5 孔隙率测试
• 2.4.6 电流效率的测试
• 2.4.7 赫尔槽试验
• 2.4.8 镀层耐盐雾腐蚀性能测试
• 2.4.9 电化学性能测试
• 第3章 DR 材和MR 材表面性能对比
• 3.1 原板表面形貌与金相组织结构
• 3.1.1 表面形貌对比
• 3.1.2 金相组织对比
• 3.2 硬度测试结果
• 3.3 原板与镀锡板织构分析
• 3.3.1 ODF 图分析
• 3.3.2 反极图分析
• 3.4 原板与镀锡板粗糙度测试
• 3.4.1 二维宏观粗糙度
• 3.4.2 三维微观粗糙度
• 3.5 基板对电镀过程影响
• 3.5.1 电化学测试
• 3.5.2 表面形貌观察
• 3.6 镀锡板孔隙率测试
• 3.7 电化学性能测试
• 3.7.1 DR 材与MR 材阻抗比较
• 3.7.2 DR 材与MR 材极化曲线分析
• 3.8 本章小结
• 第4章 二次冷轧镀锡板耐蚀性影响因素分析
• 4.1 DR 材原板表面含油量测定
• 4.1.1 DR 材
• 4.1.2 MR 材
• 4.2 冷轧板表面状态对镀层性能及耐蚀性影响
• 4.2.1 不同表面含油量对镀层质量影响
• 4.2.2 不同表面含油量对镀层耐蚀性影响
• 4.3 镀液中亚铁离子浓度对镀锡板耐蚀性的影响
• 4.3.1 不同铁离子浓度赫尔槽实验
• 4.3.2 盐雾实验
• 4.4 不同镀锡量对冷轧镀锡板耐蚀性影响
• 4.4.1 不同镀锡量镀层形貌
• 4.4.2 镀层电化学性能测试
• 4.5 不同电流密度对镀层耐蚀性影响
• 4.5.1 不同电流密度下镀层及合金层形貌
• 4.5.2 孔隙率测试
• 4.5.3 电化学性能测试
• 4.5.4 盐雾实验
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
• 致谢
• 详细摘要