电镀锡钢板孔隙成因及降低对策研究

摘要

镀锡板广泛地应用于食品、饮料等包装行业。减薄镀锡板的镀锡层和合金层的厚度成为目前镀锡板生产的趋势。然而，这也增加了其发生点蚀的可能。针对目前宝钢现场生产的镀锡量为2.8g·m-2的低镀锡量镀锡板孔隙率值偏高且不稳定的情况，本论文采用XRF、SEM、AFM、XRD、电化学综合测试仪及金相显微镜等设备，对影响孔隙率的因素进行了系统的研究，并提出降低孔隙率的措施。
　　通过SEM、XRD、XRF等分析手段，本文对不同厂家镀锡原板进行了测试和对比，明确了不同厂家镀锡原板之间的差别所在，并初步探讨了原板组成，结晶取向，粗糙度，耐蚀性，原板形貌及镀锡后的形貌等原板特征与镀锡板孔隙率的关系。
　　本文还系统研究了镀锡板的生产工序对镀锡层形貌及其孔隙率的影响。在前处理过程中，随原板碱洗后表面油污吸附量的下降，原板酸洗时间的延长，镀锡板孔隙率呈降低趋势。在电镀过程中，通过正交试验研究了镀液成分对孔隙率的影响，按影响程度大小依次是EN>PSA>ENSA>Sn2+；研究结果还表明电流密度为30A·dm-2、镀液温度为40℃左右时得到的镀锡板孔隙率较低。镀液中的锡泥和Fe2+是导致镀层表面产生孔隙的重要因素，锡溶胶和铁溶胶的产生破坏了镀层的完整性，孔隙率随镀液中锡泥和Fe2+含量的增加而升高。在软熔过程中，随着软熔温度的升高以及软熔时间的延长，镀锡板孔隙率呈现上升趋势。当淬水温度在30~40℃时，镀锡板孔隙率较低。研究结果还表明，在总镀锡量一定时，孔隙率随合金锡量的上升而上升。在钝化工艺中，镀锡板孔隙率在标准的钝化工艺下孔隙率最低，即钝化液Na2Cr2O7·2H2O浓度为25g·L-1；钝化液温度为42℃；钝化液 pH值为4.5。通过适当提高钝化电量，尤其是提高钝化电流密度，也可以降低镀锡板孔隙率。
　　在镀锡板孔隙率的影响因素研究的基础上，本论文提出了优化原板、前处理、电镀、软熔及钝化工艺的措施，以降低镀锡板的孔隙率。

目录

电镀锡钢板孔隙成因及降低对策研究

Causes and Reduction Countermeasures of Porosity in Electrolytic Tinplate

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题来源及研究背景

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 本课题研究路线

第2章 实验材料、设备及研究方法

2.1 实验材料

2.2 实验设备

2.3 研究方法

2.4 标准处理规范

第3章 原板对镀锡板孔隙率的影响

3.1 不同原板电镀锡后的孔隙率值

3.2 不同原板电镀锡后表面形貌

3.3 不同原板的XRF测试

3.4 不同原板的XRD 测试

3.5 不同原板的表面形貌

3.6 不同原板表面粗糙度测试

3.7 不同原板极化曲线测试

3.8 本章小结

第4章 前处理对镀锡板孔隙率的影响

4.1 引言

4.2 电解碱洗对镀锡层孔隙率的影响

4.3 电解酸洗对镀锡板孔隙率的影响

4.4 前处理过程中析氢对镀层孔隙率的影响

4.5 本章小结

第5章 电镀工艺对镀锡板孔隙率的影响

5.1 引言

5.2 电流密度对镀锡板孔隙率的影响

5.3 电镀液温度对镀锡板孔隙率的影响

5.4 电镀液组成对镀锡层孔隙率的影响

5.5 搅拌对镀锡板孔隙率的影响

5.6 后清洗工艺对镀锡层孔隙率的影响

5.7 镀液温度、阴极电流密度和Sn2+浓度影响的联系

5.8 镀液中金属杂质对镀锡板孔隙率的影响

5.9 本章小结

第6章 软熔工艺对镀锡板孔隙率的影响

6.1 引言

6.2 软熔温度的影响

6.3 软熔时间的影响

6.4 淬水温度对镀锡板孔隙率的影响

6.5 合金锡量对镀锡板孔隙率的影响

6.6 本章小结

第7章 阴极电解钝化工艺对镀锡板孔隙率的影响

7.1 引言

7.2 钝化液温度、钝化液浓度对镀锡板孔隙率的影响

7.3 钝化液pH 对孔隙率的影响

7.4 钝化电量对孔隙率的影响

7.5 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢