本发明属于钢铁冶炼技术领域，尤其涉及一种镀锡板的制备方法及由此制得的镀锡板的应用。
背景技术
覆膜铁作为金属包装领域一项革命性创新受到极大的关注，目前覆膜铁用基板大部分为镀铬板，镀铬板在制造成本上以及与pet膜结合力方面较镀锡板有优势，但焊接性能较差，只在顶底盖和两片罐中广泛应用。而将镀锡板来代替镀铬板应用于覆膜铁，目前工艺还不成熟，并且常规镀锡板镀锡量规格范围一般在1.1g/m2～11.2g/m2，而镀锡量低于1.1g/m2的极低锡产品应用还较少，且极低锡量镀锡板在生产过程中主要存在着镀锡不均匀、软熔工艺段纯锡与基铁发生合金化等问题。
技术实现要素：
针对背景技术中的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种镀锡板的制备方法及由此制得的镀锡板的应用，得到了镀层均匀、焊接性能良好、与pet膜结合力良好的极低锡量镀锡板，可替代镀铬板应用于覆膜铁。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种镀锡板的制备方法，包括如下步骤：包括将带钢依次经电镀锡、软熔、钝化及涂油，得到成品；
其中，在所述电镀锡过程中第一道次和最末道次电流密度为10～20a/dm2，中间道次电流密度为5～10a/dm2；
在所述软熔过程中采用纯感应软熔工艺，在所述软熔过程中软熔的温度为240～245℃，软熔的时间为0.5～1.5s；
在所述钝化过程中采用浓度为27～31g/l的重铬酸钠溶液作为钝化液。
作为进一步的优选，在所述电镀锡过程中带钢运行速度为200～300m/min。
作为进一步的优选，在所述电镀锡过程中sn2+浓度为10～25g/l。
作为进一步的优选，所述钝化液温度为40～44℃，钝化液ph为4.2～4.6。
作为进一步的优选，所述钝化电荷密度为3～5as/dm2。
作为进一步的优选，在所述涂油过程中采用葵二酸二辛脂，涂油量5～7mg/m2。
作为进一步的优选，所述带钢为厚度规格为0.14～0.55mm的一次或二次冷轧板。
本发明的另一目的在于提供由上述制备方法制得的镀锡板，所述镀锡板的总镀锡量为0.5g/m2，纯锡量0.15-0.25g/m2，带钢边部与中部镀锡量极差小于0.1g/m2；所述镀锡板与pet膜结合力≥500n/m。
本发明的另一目的还在于提供上述镀锡板的应用，将所述镀锡板作为覆膜铁用基板。
本发明的有益效果是：本发明镀锡板的制备方法，在电镀锡过程中第一道次和最末道次电流密度为10～20a/dm2，中间道次电流密度为5～10a/dm2；即将第一道次电流密度限定在10～20a/dm2，较大的电流密度可使形核速率大于晶核长大速率，使获得的晶粒更加均细致，因此电镀投入使用的最后一道次依然使用大电流密度保证表层晶粒致密，最后一道次电流密度限定在10～20a/dm2，中间道次应减小阴极极化以限制形核促进晶粒长大，电流密度限定在5～10a/dm2；通过上述电镀锡工艺中的设计，提高了镀锡层的均匀性。另外，本发明在所述软熔过程中采用纯感应软熔工艺，在所述软熔过程中软熔的温度为240～245℃，软熔的时间为0.5～1.5s；为了改善低镀锡量焊接性能差的问题，通过采用上述加热效率快和控制精度高的感应软熔加热方式，并配合合适的软熔温度和软熔时间，既保证了镀锡板的耐蚀性能又使低镀锡量镀锡板满足焊接要求；而且，为提高与pet膜化学结合，本发明在软熔之后采用27～31g/l的高浓度重铬酸钠作为钝化液进行电化学钝化，使得本发明镀锡板与pet膜结合力良好。
具体实施方式
本发明通过提供一种镀锡板的制备方法及由此制得的镀锡板的应用，解决了现有极低锡量镀锡板的生产工艺及其应用在覆膜铁中的缺陷。
为了解决上述问题，本发明实施例的主要思路是：
本发明实施例镀锡板的制备方法，包括如下步骤：包括将带钢依次经电镀锡、软熔、钝化及涂油，得到成品；
其中，在所述电镀锡过程中第一道次和最末道次电流密度为10～20a/dm2，中间道次电流密度为5～10a/dm2；
在所述软熔过程中采用纯感应软熔工艺，在所述软熔过程中软熔的温度为240～245℃，软熔的时间为0.5～1.5s；
在所述钝化过程中采用浓度为27～31g/l的重铬酸钠溶液作为钝化液。
上述带钢在电镀锡前，也可采用常规的清洗处理工艺去除表面残油和氧化层恢复表面活性状态，例如碱液喷洗、电解碱洗。
由于镀锡板表面微观不平具有一定粗糙度，在电镀锡过程中会导致局部电流密度不均匀，需要在电镀槽投入使用的第一个道次增加阴极极化提高形核率，弱化电流不均匀问题增加晶粒覆盖率，同时应考虑避免析氢反应的发生，第一道次电流密度限定在10～20a/dm2，较大的电流密度可使形核速率大于晶核长大速率，使获得的晶粒更加均细致，因此电镀投入使用的最后一道次依然使用大电流密度保证表层晶粒致密，最后一道次电流密度限定在10～20a/dm2，中间道次应减小阴极极化以限制形核促进晶粒长大，电流密度限定在5～10a/dm2。为保证电镀效率稳定在85％以上，并保证电沉积与电流密度相匹配，带钢运行速度应设定在200～300m/min，电镀液中sn2+浓度设定在10～25g/l。
软熔过程既要消除电镀锡后锡层中的针孔，在锡层与铁基板之间形成具有一定耐蚀性的合金层，又要保持纯锡量在0.15～0.25g/m2，获得良好的表面亮度和焊接性能，因此采用控制温度精度高，加热速度快的感应软熔加热方式，限定软熔温度240～245℃，软熔时间0.5～1.5s。
钝化过程中为促进可与pet膜上极性基团牢固结合的水合氧化铬形成，钝化液浓度设定在27～31g/l，钝化液温度设定在40～44℃，钝化液ph值设定在4.2～4.6，钝化电荷密度设定在3～5as/dm2。
另外，低镀锡量产出后为了保证在库存和运输过程避免点锈的发生应进行涂油处理，涂油种类采用葵二酸二辛脂，涂油量设定在5～7mg/m2。
综上所述，本发明实施例通过在电镀工艺段采用大电流形核、小电流结晶的方式以及匹配一定的带钢速度和sn2+浓度，保证了低锡量下锡层分布的均匀性，同时采用感应软熔加热方式快速精确的达到设定温度，保证了合金化后镀层纯锡量在0.15～0.25g/m2，使该镀锡板具有优良的焊接性能和耐蚀性能，钝化采用高重铬酸钠溶液和电流密度保证钝化膜的量与结构，获得了与pet膜优异的附着力性能，并可在带钢卷取前采用适量dos油既保证表面质量又避免了覆膜过程中涂覆不良的问题。
本发明实施例可得到总镀锡量为0.5g/m2的极低锡量镀锡板，本发明中为节约生产成本考虑以极低锡量镀锡板代替镀铬板应用于覆膜铁，
常规镀锡板镀锡量规格范围一般在1.1g/m2～11.2g/m2，目前现有技术中镀锡量低于1.1g/m2的极低锡产品应用还较少，极低锡量镀锡板在生产过程中主要存在着镀锡不均匀、软熔工艺段纯锡与基铁发生合金化导致镀层纯锡量过低，合金层和基板暴露面积增加，在后续的制罐焊接过程中接触电阻过大造成焊接性能不良、库存及运输过程中锈点发生率高等问题，结合镀锡板市场镀层减薄化的发展趋势，本发明实施例设计了上述镀锡量0.5g/m2的极低锡镀锡板，其具有镀层均匀、焊接性能良好、与pet膜结合力大于500n/m的优势，可替代镀铬板应用于覆膜铁。
为了让本发明之上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数实施例，来说明本发明所述之镀锡板的制备方法及由此制得的镀锡板的应用。作出下列说明是为了使得任何本领域技术人员能够制造并使用本发明。对于特定实施方案和用途的说明仅作为实例提供。对于本领域技术人员而言，可对这里描述的实施例进行多种改变及结合，并且这里所定义的一般原理在不偏离本发明范围的情况下可以应用与其他的实施例和用途。因此，本发明并不意欲被所述和展示的实施例所限制，而是应根据与此处公开的原理和特征相一致的最宽范围。
实施例1
采用一次冷轧罩退板t-3ba，厚度规格0.35mm，宽度规格980mm，依次经过碱液喷洗、电解碱洗、电镀锡工艺、漂洗挤干、软熔、水淬、钝化、漂洗、干燥、涂油，卷取得到成品；其中电镀工艺段带钢运行速度280m/min，投入使用3个道次6块可溶性阳极，上下表面一致各3个整流器控制，电流密度采用10a/dm2+8a/dm2+10a/dm2的模式，sn2+浓度20g/l，实测电镀效率87％；在软熔段采用软熔温度240℃，软熔时间1s，水淬温度85℃，然后钝化工艺段钝化电荷密度设定3as/dm2，重铬酸钠浓度实测28g/l，ph4.3，钝化液温度42.4℃，涂油机设定值6mg/m2，经过卷取机卷取，最终获得覆膜铁用镀锡板上表面总镀锡量0.51g/m2、上表面合金锡量0.31g/m2，下表面总镀锡量0.58g/m2、下表面合金锡量0.36g/m2，带钢边中总镀锡量极差小于0.1g/m2，上表面铬含量5.5mg/m2，下表面铬含量5.8mg/m2，用户使用时与pet膜结合剥离强度600n/m。
实施例2
采用薄规格的二次冷轧板dr-7mba，厚度规格0.23mm，宽度规格950mm，依次经过碱液喷洗、电解碱洗、电镀锡工艺、漂洗挤干、软熔、水淬、钝化、漂洗、干燥、涂油，其中电镀工艺段带钢运行速度300m/min，投入使用3个道次6块可溶性阳极，上下表面一致各3个整流器控制，电流密度采用13a/dm2+5a/dm2+13a/dm2的模式，sn2+浓度22g/l，实测电镀效率90％；软熔工艺段软熔温度245℃，软熔时间0.84s，水淬温度90℃；然后钝化工艺段钝化电荷密度设定4as/dm2，重铬酸钠浓度实测28g/l，ph4.2，钝化液温度44.3℃，涂油机设定值6mg/m2，经过卷取机卷取，最终获得覆膜铁用镀锡板上表面总镀锡量0.51g/m2、上表面合金锡量0.34g/m2，下表面总镀锡量0.56g/m2、下表面合金锡量0.35g/m2，带钢边中总镀锡量极差小于0.1g/m2，上表面铬含量6.2mg/m2，下表面铬含量6.5mg/m2，用户使用时与pet膜结合剥离强度550n/m，制桶焊接时火花小，焊缝均匀，无虚焊假焊现象。
实施例3
采用一次冷轧板t-4ca，厚度规格0.2mm，宽度规格858mm，依次经过碱液喷洗、电解碱洗、电镀锡工艺、漂洗挤干、软熔、水淬、钝化、漂洗、干燥、涂油，其中电镀工艺段带钢运行速度300m/min，投入使用3个道次6块可溶性阳极，上下表面一致各3个整流器控制，电流密度采用12a/dm2+8a/dm2+12a/dm2的模式，sn2+浓度23g/l，实测电镀效率85％；软熔工艺段软熔温度240℃，软熔时间0.84s，水淬温度90℃，然后钝化工艺段钝化电荷密度设定4as/dm2，重铬酸钠浓度实测26.5g/l，ph4.3，钝化液温度43.3℃，涂油机设定值6mg/m2，经过卷取机卷取，最终获得覆膜铁用镀锡板，上表面总镀锡量0.49g/m2、上表面合金锡量0.34g/m2，下表面总镀锡量0.55g/m2、下表面合金锡量0.35g/m2，带钢边中镀锡量极差小于0.1g/m2，上表面铬含量6.4mg/m2，下表面铬含量6.2mg/m2，用户使用时与pet膜结合剥离强度570n/m，制罐焊接时火花小，焊缝均匀，无虚焊假焊现象。
实施例4
采用一次冷轧罩退板t-3ba，厚度规格0.14mm，宽度规格960mm，依次经过碱液喷洗、电解碱洗、电镀锡工艺、漂洗挤干、软熔、水淬、钝化、漂洗、干燥、涂油，卷取得到成品；其中电镀工艺段带钢运行速度250m/min，投入使用3个道次6块可溶性阳极，上下表面一致各3个整流器控制，电流密度采用15a/dm2+5a/dm2+15a/dm2的模式，sn2+浓度10g/l，实测电镀效率87％；在软熔段采用软熔温度243℃，软熔时间0.5s，水淬温度80℃，然后钝化工艺段钝化电荷密度设定3.5as/dm2，重铬酸钠浓度实测26g/l，ph4.4，钝化液温度40℃，涂油机设定值6mg/m2，经过卷取机卷取，最终获得覆膜铁用镀锡板上表面总镀锡量0.52g/m2、上表面合金锡量0.32g/m2，下表面总镀锡量0.56g/m2、下表面合金锡量0.34g/m2，带钢边中镀锡量极差小于0.1g/m2，上表面铬含量5.6mg/m2，下表面铬含量5.6mg/m2，用户使用时与pet膜结合剥离强度630n/m。
实施例5
采用薄规格的二次冷轧板dr-7mba，厚度规格0.42mm，宽度规格960mm，依次经过碱液喷洗、电解碱洗、电镀锡工艺、漂洗挤干、软熔、水淬、钝化、漂洗、干燥、涂油，其中电镀工艺段带钢运行速度220m/min，投入使用3个道次6块可溶性阳极，上下表面一致各3个整流器控制，电流密度采用18a/dm2+6a/dm2+15a/dm2的模式，sn2+浓度18g/l，实测电镀效率90％；软熔工艺段软熔温度242℃，软熔时间1.0s，水淬温度85℃；然后钝化工艺段电荷密度密度设定3as/dm2，重铬酸钠浓度实测27.5g/l，ph4.5，钝化液温度41.3℃，涂油机设定值5mg/m2，经过卷取机卷取，最终获得覆膜铁用镀锡板上表面总镀锡量0.51g/m2、上表面合金锡量0.34g/m2，下表面总镀锡量0.55g/m2、下表面合金锡量0.35g/m2，带钢边中镀锡量极差小于0.1g/m2，上表面铬含量6.2mg/m2，下表面铬含量6.5mg/m2，用户使用时与pet膜结合剥离强度560n/m，制桶焊接时火花小，焊缝均匀，无虚焊假焊现象。
实施例6
采用一次冷轧板t-4ca，厚度规格0.55mm，宽度规格850mm，依次经过碱液喷洗、电解碱洗、电镀锡工艺、漂洗挤干、软熔、水淬、钝化、漂洗、干燥、涂油，其中电镀工艺段带钢运行速度200m/min，投入使用3个道次6块可溶性阳极，上下表面一致各3个整流器控制，电流密度采用20a/dm2+10a/dm2+20a/dm2的模式，sn2+浓度25g/l，实测电镀效率85％；软熔工艺段软熔温度245℃，软熔时间1.5s，水淬温度90℃，然后钝化工艺段钝化电荷密度设定5as/dm2，重铬酸钠浓度实测31g/l，ph4.6，钝化液温度44℃，涂油机设定值7mg/m2，经过卷取机卷取，最终获得覆膜铁用镀锡板，上表面总镀锡量0.49g/m2、上表面合金锡量0.34g/m2，下表面总镀锡量0.55g/m2、下表面合金锡量0.35g/m2，带钢边中镀锡量极差小于0.1g/m2，上表面铬含量6.4mg/m2，下表面铬含量6.2mg/m2，用户使用时与pet膜结合剥离强度580n/m，制罐焊接时火花小，焊缝均匀，无虚焊假焊现象。
上述各实施例中，总镀锡量和纯锡量是根据《gb/t1838-2008电镀锡钢板镀锡量试验方法》测量的，总镀锡量＝纯锡量+合金锡量。
镀锡板与pet膜的结合力是根据《gb/t2791-1995胶粘剂t剥离强度试验方法》测量。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
为提高镀锡层的均匀性，本发明在电镀工艺中设计中采用首尾道次采用大电流密度保证形核和晶粒度细致，中间道次采用小电流密度保证晶粒长大，并且通过一定的锡离子和带钢速度保证较高的电镀效率；为了改善低镀锡量焊接性能差的问题，通过采用加热效率快和控制精度高的感应软熔加热方式，并配合合适的软熔温度和软熔时间，既保证了镀锡板的耐蚀性能又使低镀锡量镀锡板满足焊接要求；为提高与pet膜化学结合，在软熔之后采用高浓度的重铬酸钠进行电化学钝化的方式，并设计与高浓度重铬酸钠相匹配的钝化工艺参数以满足运行要求；另外由于低镀锡量镀锡板在贮存和运输过程中锈点和划伤的表面缺陷发生率较高，因此采用较高厚度的dos油可降低表面缺陷的发生。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。