镀锡板暗斑缺陷的成因与对策.pdf
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1、中国新技术新产品2023 NO.9(上)-40-工 业 技 术镀锡板是指两面镀有一层极薄金属锡的冷轧薄钢板,集冷轧薄板的硬度、强度以及锡镀层的易焊接性、抗腐蚀性、美观性于一体1,目前在食品罐头工业、奶粉罐、饮料罐、气雾罐和电子器件等行业均有广泛应用。1 暗斑缺陷的形貌分析暗斑是镀锡量为 5.6g/m2、2.8g/m2的厚镀层镀锡板在生产过程中产生的色泽偏暗的表面缺陷。在 5.6g/m2镀层上,暗斑缺陷整板面分布,呈雨点状或片状。在 2.8g/m2镀层上,暗斑缺陷弥散分布,为针尖大小。暗斑缺陷的性能指标如附着力、抗硫性能等均为一级,未发生异常。对暗斑缺陷处进行成分分析也未发现异常元素,可见暗斑缺
2、陷并不是常见的斑迹缺陷。暗斑缺陷不影响镀锡板的实际使用,但会影响镀锡板表面质量,用户观感不佳,会导致抱怨甚至批量质量异议,需要高度重视。电镀锡机组的暗斑缺陷发展主要分为3个阶段。第一阶段,5.6g/m2镀层产生雨点状暗斑缺陷,如图 1 所示,通过关闭电镀 1#槽电极板,可以基本消除此缺陷。第二阶段,关闭电镀 1#槽电极板无法消除该缺陷,仅有色泽上的变化,由发白的浅色暗斑变为发黑的深色暗斑。第三阶段,在 2.8g/m2镀层上产生针尖大小暗斑、暗点,如图 2 所示。暗斑缺陷是一种全新的缺陷,没有历史经验可供参考,因此需要结合其他斑迹类缺陷产生原因,并考虑电镀锡全部工艺流程,如碱洗、酸洗、电镀、软熔
3、、钝化以及涂油一系镀锡板暗斑缺陷的成因与对策周雨奇(上海梅山钢铁股份有限公司,江苏 南京 210039)摘 要:镀锡板斑迹类缺陷是镀锡板表面质量的直接影响因素,暗斑缺陷无法消除,易引发批量质量事故,应引起高度重视。该文通过工艺试验,分析了影响斑迹类缺陷的主要原因,找出了导致暗斑缺陷产生的关键因素,并制定了相应的改善措施,改善了镀锡板的表面质量。关键词:镀锡板;暗斑;改善措施中图分类号:TG174文献标志码:A图 1 5.6g/m2镀层暗斑形貌图 2 2.8g/m2镀层暗斑形貌场中的薄弱位置问题并进行处理,极大地减少了户外现场维修处置的工作量,提高了效率和牵引负回流的运行质量,达到了降低轨电位、
4、保证乘客人身安全、提高负回流通流能力、降低负回流电能损耗、控制杂散电流以及降低其他设备系统电腐蚀的风险的目标,具有重要意义及经济价值。参考文献1 方刚,黄德晖.广州地铁负回流系统分析 J.科技创新与应用,2013,60(20):291.2 赵海军.地铁牵引供电系统回流设计方案优化 J.电气化铁道,2020,31(增刊1):121-124.3 詹思睿.城市轨道交通直流牵引系统杂散电流分布研究及防治措施 D.成都:西华大学,2022.4 占志伟.广佛线西朗站轨电位异常升高的原因分析及解决措施 J.机电信息,2016,477(15):71,73.5 黄山山,贺睿,陈智敏.地铁车辆段杂散电流的探讨与分
5、析 J.电气化铁道,2019,30(4):46-48,52.6 张目然.直流牵引系统杂散电流及轨电位相关问题研究D.广州:华南理工大学,2012.7 李国欣.直流牵引回流系统分析及轨电位相关问题研究D.徐州:中国矿业大学,2010.8 胥伟,刘卫东,刘飞.基于实测牵引回流的地铁时变负荷对钢轨电位影响分析 J.电工技术,2021,548(14):84-86,88.中国新技术新产品2023 NO.9(上)-41-工 业 技 术列工艺对带钢表面暗斑缺陷的影响,以便找到最佳暗斑缺陷控制措施。2 暗斑缺陷的原因分析2.1 镀锡基板分析在实际生产过程中,2.8g/m2镀层奶粉罐镀锡板均未发生点状暗斑缺陷,
6、其与普通 2.8g/m2镀层镀锡板的差别为奶粉罐镀锡板采用 R2 表面基板,粗糙度偏高;普通镀锡板采用R 表面基板,粗糙度偏低。因此,需要考虑基板表面粗糙度对暗斑缺陷的影响。以厚 0.20mm、T-4 调质、连续退火的低碳钢基板为例,根据平整工艺的不同,分为 R 表面(粗糙度为 0.255m)和R2 表面(粗糙度为 0.438m),以 320mpm 的速度运行,使用不同的镀锡量设定,即 2.8g/m2与 5.6g/m2。在镀锡量为 2.8g/m2时,R 表面镀锡板产生针尖大小的点状暗斑,R2 表面镀锡板无暗斑。在镀锡量为 5.6g/m2时,R 表面镀锡板产生片状暗斑,R2表面镀锡板也产生片状暗
7、斑,色泽比 R 表面亮。根据以上试验结果,粗糙度较高的 R2 表面对 2.8 镀层的点状暗斑存在一定的改善效果。但是,镀锡机组在同一时间、同一工艺和同一镀层条件下连续生产 R 表面和 R2 表面产品,和 R 表面相比,R2 表面产品的斑迹缺陷有极大改善,表面粗糙度提升对斑迹类缺陷的改善主要体现在降低了斑迹类缺陷在频闪仪下目视检测的显著性,对产生斑迹的溶液飞溅、辊系脏污并没有改善效果。因此,R2 表面对 2.8g/m2镀层的点状暗斑的改善效果体现在无法目视发现上,实际的点状暗斑仍然存在于镀锡板表面。2.2 镀锡机组辊系分析在生产过程中,镀锡板需要与现场辊系直接接触,当辊面结垢、磨损时,都会导致辊
8、面缺陷翻印到镀锡板表面,产生斑迹类缺陷,该类斑迹类缺陷通常会有固定的位置与周期。而暗斑缺陷在镀锡板表面没有固定的位置与周期,与该类斑迹类缺陷差异较大。挤干辊、压辊压靠异常造成溶液飞溅到带钢表面,则会产生点状、片状的斑迹,没有固定的位置与周期,与暗斑缺陷的形貌接近。但是溶液飞溅产生的斑迹类缺陷为连续产生,暗斑缺陷针对特定镀层产生,存在一定差异性。排查辊系原因产生的斑迹类缺陷时,一方面利用连续在线生产,现场排查,锁定斑迹缺陷的具体发生位置,另一方面可以利用检修停机机会,抽出带钢检查辊系表面状态。连续在线生产时,全线挤干辊、压辊压靠均未发现溶液飞溅异常,但是可以在软熔段的淬水槽出口使用频闪仪观察到暗
9、斑缺陷的出现,说明暗斑缺陷产生于软熔及软熔之前的工艺段。而在电镀段出口观察不到暗斑缺陷,这并不表示电镀段与暗斑缺陷的产生原因无关。暗斑缺陷主要显示为色泽上的差异,来料的粗糙度异常、酸洗工艺的表面活化异常都会产生色泽差异。同时,在电镀工艺中,镀锡板表面锡层为电解沉积产生的锡结晶,呈现乳白色,无法观察到暗斑缺陷的色泽差异,需要经过软熔工艺,表面锡层熔化流平,产生金属光泽后,暗斑缺陷才会在软熔工艺之后显现出来。在检修停机的辊面检查作业中,全线辊系均未发现辊面结垢、磨损,同时辊面也未发现与暗斑缺陷形貌类似的纹路。综上所述,辊系异常并不是影响暗斑缺陷的关键因素。2.3 镀锡机组溶液分析2.3.1 镀锡机
10、组工艺变更分析在生产过程中,镀锡板除了与现场辊系直接接触外,还需要浸泡在槽罐内溶液、冲洗水中,因此需要考虑溶液、冲洗水的工艺变更对暗斑缺陷的影响。镀锡机组在暗斑缺陷发生前工艺变更冲洗水流量调整,暗斑缺陷可能与冲洗水流量不足,镀锡板表面溶液残留有关。但是,工艺变更与暗斑缺陷发生时间间隔超过半年,关联不够紧密。在现场生产过程中尝试恢复冲洗水流量,并进一步提高冲洗水流量与温度,对暗斑缺陷无影响。因此,冲洗水流量并不是影响暗斑缺陷的关键因素。2.3.2 镀锡机组碱洗工艺分析碱洗工艺主要是通过化学碱洗和电解碱洗清除带钢表面油脂与铁粉。碱洗工艺的主要缺陷为镀层不良或镀层脱落,与斑迹类缺陷没有直接关系。因此
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