魏軍勝，賈志剛，李寧,

（1.寶山鋼鐵股份有限公司，上海 201900；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工與化學(xué)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001）

【綜述】

閃鍍鎳在冷軋板表面處理中的應(yīng)用

魏軍勝1，賈志剛2，李寧2,*

（1.寶山鋼鐵股份有限公司，上海 201900；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工與化學(xué)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001）

簡(jiǎn)述了閃鍍鎳的鍍液組成、覆蓋能力和鍍層結(jié)合力方面的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，概述了閃鍍鎳層作為冷軋板鍍銅、鋅、錫等中間層的應(yīng)用現(xiàn)狀，比較了幾種應(yīng)用于冷軋板表面處理中的閃鍍鎳工藝。指出了閃鍍鎳存在的問(wèn)題(如孔隙率高)并提出了相關(guān)解決措施，建議采用熱擴(kuò)散進(jìn)行后處理。最后對(duì)閃鍍鎳技術(shù)在冷軋板中的應(yīng)用進(jìn)行了展望。

冷軋板；閃鍍鎳；結(jié)合力；孔隙率；熱擴(kuò)散

First-author’s address:Baoshan Iron & Steel Co., Ltd., Shanghai 201900, China

冷軋板是由普通熱軋?zhí)妓亟Y(jié)構(gòu)鋼帶經(jīng)過(guò)進(jìn)一步冷軋制成的厚度小于4 mm的鋼板。由于冷軋是金屬在再結(jié)晶溫度以下的軋制過(guò)程，即室溫軋制，故冷軋時(shí)鋼材組織不會(huì)發(fā)生再結(jié)晶過(guò)程。與熱軋鋼相比，冷軋板帶材具有尺寸精度高、表面質(zhì)量好、組織性能好等優(yōu)點(diǎn)，有利于生產(chǎn)組織性能要求高的產(chǎn)品[1]。目前冷軋板主要應(yīng)用于汽車(chē)板、高強(qiáng)鋼板、電工鋼、建筑用鋼(如熱鍍鋅板、熱鍍鋁鋅板、電鍍鋅板、彩涂板等)、包裝用鋼板(如鍍錫板、鍍鉻板等)以及家電用板[2]。由于冷軋板在多個(gè)領(lǐng)域中均有重要應(yīng)用，因此保證產(chǎn)品的質(zhì)量，并使產(chǎn)品擁有良好的外觀，就成為一項(xiàng)重要工作。

鎳鍍層細(xì)致平滑、容易拋光，具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，在空氣中容易生成致密的氧化膜，能抵抗大氣腐蝕，不與強(qiáng)堿發(fā)生作用，在稀硫酸和稀鹽酸溶液中的溶解非常緩慢，具有良好的耐蝕性[3]4-136。因此，將鍍鎳技術(shù)引入冷軋板的表面處理中，將有利于改善冷軋板的性能與質(zhì)量，從而提升冷軋板產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

閃鍍鎳是一種采用不含或含少量添加劑的鍍液，以較大電流密度在較短時(shí)間內(nèi)使工件表面電鍍一層薄鎳的技術(shù)[4]。相比于其他鍍鎳工藝，閃鍍鎳工藝簡(jiǎn)單、成熟，成本較低，并且閃鍍鎳層在多層表面處理中是非常好的打底層和中間層。因此將閃鍍鎳技術(shù)應(yīng)用于冷軋板的表面處理中，具有一定的研究?jī)r(jià)值。

1 閃鍍鎳的技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

1. 1 閃鍍鎳液的組成與特點(diǎn)

閃鍍鎳主要使用瓦特型和氯化物型兩種鍍液體系。瓦特型鍍液的基礎(chǔ)成分為硫酸鎳、氯化鎳與硼酸，是應(yīng)用最廣泛的鍍鎳液，通過(guò)添加合適的添加劑，可以獲得光亮鎳、半光亮鎳、暗鎳等[3]4-155。氯化物型鍍鎳液的基本組成是氯化鎳與鹽酸，鍍液pH低，鍍層耐蝕性強(qiáng)，主要用于不銹鋼等易鈍化基體的電鍍[5]。

閃鍍鎳傾向于使用含低濃度鎳鹽的鍍液。在高速電鍍中，低濃度鎳鹽可以降低鎳離子的帶出損失和對(duì)環(huán)境的污染。沈品華主編的《現(xiàn)代電鍍手冊(cè)(上冊(cè))》[3]4-82-4-84中提到閃鍍型焦磷酸鹽鍍銅使用低濃度的主鹽，以適當(dāng)增強(qiáng)濃差極化。主鹽濃度降低，意味著金屬沉積不易，從而析氫加劇。袁詩(shī)璞[6]認(rèn)為，H+被還原為H原子而尚未結(jié)合成H2分子時(shí)形成的“活性氫原子”具有很強(qiáng)的還原能力，可以還原金屬表面的氧化(鈍化)層，使其活化。因此在無(wú)氰堿銅中“閃鍍銅”與不銹鋼閃鍍鎳時(shí)都要求大量析氫，以提高鍍層與基體的結(jié)合力。此外，閃鍍用鍍液pH較低，施鍍時(shí)間短，即使?jié)獠顦O化較強(qiáng)，也不易引起局部OH-濃度過(guò)高和鍍層燒焦問(wèn)題。

1. 2 閃鍍鎳液的覆蓋能力

閃鍍鎳一般使用較高的電流密度(＞5 A/dm2)。李超群[7]通過(guò)循環(huán)伏安法研究發(fā)現(xiàn)，鎳的沉積過(guò)程經(jīng)歷了晶核形成過(guò)程。其計(jì)時(shí)電流法研究則表明，鎳在玻碳電極上的電結(jié)晶行為符合 Scharitker-Hill三維成核/生長(zhǎng)機(jī)理：過(guò)電位較小時(shí)(施加電位為-0.95 ～ -1.00 V，均相對(duì)于飽和甘汞電極)，Ni的初始電結(jié)晶遵循三維連續(xù)成核機(jī)制；過(guò)電位較大時(shí)(施加電位為-1.10 ～ -1.50 V)，Ni的初始電結(jié)晶遵循瞬時(shí)成核機(jī)制。與E. Gómez等[8]的早期研究結(jié)果相似。

根據(jù)鎳沉積的陰極極化曲線(xiàn)，電流密度越大，陰極極化越強(qiáng)，即過(guò)電位越大。因此，閃鍍鎳傾向于以瞬時(shí)成核的方式在基體上進(jìn)行電結(jié)晶，彌散在基體上的鎳晶核能顯著提高鍍層的覆蓋能力；另外，在一些諸如凹處、拐角處等難沉積區(qū)域表面，也能分配到較大的電流密度。因而相比于普通鍍鎳，閃鍍鎳的覆蓋能力更高，鍍層更均勻、細(xì)致，為后續(xù)表面處理提供良好的基礎(chǔ)。

1. 3 閃鍍鎳對(duì)鍍層結(jié)合力的影響

閃鍍鎳的一個(gè)重要目的是提高基體與鍍層的結(jié)合力。從兩種材料的物性上考慮，鎳與鐵同屬鐵族元素，原子序數(shù)相近，微觀上相對(duì)原子質(zhì)量、原子半徑接近，宏觀上則表現(xiàn)為線(xiàn)膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、楊氏模量等物理性質(zhì)接近(見(jiàn)表1)。因此在溫度變化時(shí)，鐵鎳之間不會(huì)產(chǎn)生明顯的應(yīng)力差而導(dǎo)致鍍層脫落。

表1 鐵與鎳的物理性質(zhì)對(duì)比[9-10]Table 1 Comparison between physical properties of iron and nickel

從兩種材料的電化學(xué)性質(zhì)考慮，F(xiàn)e的標(biāo)準(zhǔn)電極電位(Fe/Fe2+)為-0.447 V(均相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極)，Ni的標(biāo)準(zhǔn)電極電位(Ni/Ni2+)為-0.257 V[11]。鐵基體表面的Ni鍍層作為中間層，可使基體表面電位升高，避免后續(xù)鍍層與鐵基體之間發(fā)生置換反應(yīng)。例如，鐵上鍍銅時(shí)，利用預(yù)鍍鎳降低Fe與Cu之間的電位差，有效避免了疏松置換層的生成。而在不銹鋼電鍍時(shí)，則利用氯化物型鍍鎳液所含的高濃度 Cl-與 H+活化不銹鋼表面，防止其鈍化，待基體鍍上鎳后再鍍其他金屬就變得容易[3]6-160-6-162。

2 閃鍍鎳在冷軋板表面處理中的應(yīng)用

2. 1 閃鍍鎳作為冷軋板電鍍或熱鍍的中間層

冷軋板常見(jiàn)的表面缺陷為原料缺陷和冷軋缺陷，原料缺陷可以在煉制過(guò)程中控制，冷軋缺陷則是在軋制過(guò)程中產(chǎn)生的氧化鐵皮殘留、熱劃傷、卷曲缺陷、平整缺陷、退火缺陷等[12]。冷軋缺陷表面不均勻，粗糙度較高，在其表面鍍覆低熔點(diǎn)金屬(如錫、鋅)時(shí)，金屬離子會(huì)沿著表面晶體結(jié)構(gòu)外延生長(zhǎng)，宏觀上表現(xiàn)為晶粒粗大，色調(diào)不統(tǒng)一和存在強(qiáng)度缺陷，而且在后續(xù)軟熔或熱擴(kuò)散時(shí)生成的Fe-Sn、Fe-Zn合金有很大的脆性，對(duì)鍍層質(zhì)量有一定的影響。閃鍍鎳層在冷軋板中通常作為打底層、中間層，能減少冷軋缺陷并有效阻止上述合金層的形成，有助于提高后續(xù)鍍層的質(zhì)量。

2. 1. 1 冷軋板上電鍍銅

將鋼鐵件浸入常規(guī)酸性鍍銅溶液中，由于Fe-Cu電偶的電位差大，反應(yīng)快，置換反應(yīng)能在瞬間完成，形成的銅置換層疏松多孔，結(jié)合力差，容易發(fā)生腐蝕[13]。在鋼鐵上預(yù)鍍鎳后，降低了基體與 Cu間的電位差，避免了Fe與Cu置換反應(yīng)的發(fā)生，所得鍍層較致密，與鋼鐵基體間結(jié)合牢固[14]。

2. 1. 2 冷軋板上電鍍鋅

電鍍鋅自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)效率高。但對(duì)于一些前板面上存在碳化邊、氧化色、絲狀斑等質(zhì)量問(wèn)題的原料板，鍍鋅層容易出現(xiàn)缺陷，影響產(chǎn)品的耐蝕性。在電鍍前閃鍍鎳，能有效減少低質(zhì)量板引發(fā)的鍍鋅層缺陷，提高產(chǎn)品質(zhì)量[15-17]。高速電鍍鋅前閃鍍鎳的作用主要有兩個(gè)[18]：一是修復(fù)基板擦、劃傷，表面狀態(tài)一定時(shí)，金屬離子的析出電位越正，越易沉積析出，鎳的析出電位比鋅正，因此具有更好的覆蓋能力，更易在基板的深凹部位沉積；二是細(xì)化電鍍鋅晶粒，彌散的鎳晶粒能夠阻礙鋅晶粒的外延生長(zhǎng)，因而生成更多細(xì)小的鋅晶核。

2. 1. 3 冷軋板上熱鍍鋅

由于Sandelin效應(yīng)(即鋼中的Si對(duì)常規(guī)熱浸鍍鋅層的作用)，部分含硅冷軋板在熱鍍鋅時(shí)Fe與Zn劇烈反應(yīng)，生成的金屬間化合物長(zhǎng)到表面，致使鋅層局部厚度高達(dá)400 μm，結(jié)晶粗大、疏松，外觀灰暗且結(jié)合力差[19]。盧錦堂等[20]研究發(fā)現(xiàn)，在含硅活性鋼上預(yù)鍍鎳層后熱鍍鋅，可以降低Sandelin效應(yīng)的影響，獲得致密的鋅層。因此閃鍍鎳作為冷軋板上熱鍍鋅的預(yù)鍍工藝，有一定的可行性。

2. 1. 4 冷軋板上電鍍錫

以降低錫用量、節(jié)約成本為目的而開(kāi)發(fā)的低錫鐵(LTS)，其鍍錫量一般低于1 g/m2。錫量的下降容易導(dǎo)致耐蝕性的下降，其有效解決方式之一便是預(yù)鍍鎳。日本東洋鋼鈑的盛山博一等[21]研究了經(jīng)閃鍍鎳處理(工藝流程為：除油→酸洗→閃鍍鎳→鍍錫→重鉻酸鈉鈍化→烘烤)的LTS的性能，發(fā)現(xiàn)閃鍍鎳層的存在能提高鍍層的耐蝕性。由于烘烤過(guò)程會(huì)促進(jìn)Ni-Sn合金的形成，在不同的腐蝕溶液中，與Fe-Sn合金和純Ni相比，Ni-Sn合金的電位與鋼鐵基體的電位更接近，這表明Ni-Sn與Fe構(gòu)成的電偶腐蝕中腐蝕電流更小，即形成Ni-Sn的LTS更耐腐蝕。但鍍鎳量大于50 mg/m2后耐蝕性下降，這是因?yàn)殄冩嚵枯^大時(shí)，烘烤后仍有少量電位較正的游離鎳存在，使電偶腐蝕電流增大，LTS的耐蝕性降低。

2. 1. 5 無(wú)鉛燃油箱鋼板

汽車(chē)燃油箱要求具有耐蝕性、沖壓成型性、焊接性與涂裝性，傳統(tǒng)上采用的是鍍Pb-8%Sn合金鋼板，即Terne板，但Terne板不符合ELV指令(規(guī)定從2003年7月起投放市場(chǎng)的車(chē)輛必須限制鉛、汞和其他重金屬的使用)[22]。Corus鋼鐵公司(現(xiàn)Tata鋼鐵公司的前身)開(kāi)發(fā)了一種Neotec鋼板，是通過(guò)在鋼板上閃鍍Ni后再鍍Sn-Zn的合金鋼板[22-23]。在鍍層中，Zn含量低于11%，其余為Sn，Pb雜質(zhì)少于0.1%，鍍層總重至少為80 g/m2，后處理采用鉻或者無(wú)鉻鈍化。綜合評(píng)價(jià)測(cè)試表明這種鋼板材料的各項(xiàng)性能均達(dá)到或超過(guò)Terne板，預(yù)期壽命達(dá)15 a。此類(lèi)產(chǎn)品的應(yīng)用也較為廣泛，如1998年三菱汽車(chē)公司發(fā)布的新車(chē)燃油箱鋼板使用的就是新日鐵(現(xiàn)為新日鐵住金)研制的一種帶閃鍍鎳層的熱鍍鋅鋼板[24]，2003年Corus宣布Neotec鋼板成功應(yīng)用于福特Ka和StreetKa車(chē)型的燃油箱。

2. 2 幾種應(yīng)用于冷軋板的閃鍍鎳工藝

根據(jù)基體與使用環(huán)境的不同，在冷軋板上的閃鍍鎳工藝會(huì)有所差異。表 2對(duì)比了幾種常用的閃鍍鎳工藝，除工藝1外，其他均應(yīng)用在冷軋板中。

工藝 1主要應(yīng)用于不銹鋼等易鈍化的金屬，考慮到有些特殊的冷軋板可能極易鈍化，特列出以作參考。該工藝的特點(diǎn)是：鍍液成分簡(jiǎn)單，僅含高濃度的Ni2+、Cl-和H+；高酸低溫會(huì)降低電沉積的電流效率，增強(qiáng)析氫作用；高電流密度能提高鎳的晶核生長(zhǎng)速率和覆蓋能力。不銹鋼表面能生成一層薄而透明且附著牢固的自然鈍化膜，即使遭到破壞也能迅速恢復(fù)，若鍍前不能把鈍化膜徹底除去，鍍層與基體間的結(jié)合力將無(wú)法得到保證。工藝 1利用氯離子對(duì)不銹鋼鈍化膜的破壞作用，輔以強(qiáng)烈的析氫反應(yīng)，能活化基體表面；再配合高成核速率的鎳沉積，能在不銹鋼上閃鍍一層結(jié)合力良好的鎳，有利于后續(xù)電鍍的進(jìn)行。

表2 幾種閃鍍鎳工藝對(duì)比Table 2 Comparison of several flash nickel plating processes

工藝2為瓦特鍍鎳，添加劑可以調(diào)整，用作普通閃鍍鎳，如在Fe上鍍Cu前的打底時(shí)，可不加添加劑或加少量表面活性劑來(lái)減少針孔。

工藝3應(yīng)用于冷軋板鍍鎳后退火以獲得擴(kuò)散層，其流程為：冷軋板閃鍍鎳→鍍錫→電阻加熱(電壓70 ～ 75 V，時(shí)間2.5 ～ 3.5 s)→熔融硫酸錫浴(溫度235 ～ 295 °C，時(shí)間0.5 ～ 3.0 s)。后兩個(gè)步驟起到退火的作用，退火過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生Ni-Sn合金擴(kuò)散層，且合金化Sn的含量隨鍍鎳量增大和退火時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。因鍍液組分較瓦特鍍鎳液簡(jiǎn)單(無(wú)氯化鎳)，故成本與維護(hù)難度較低。

工藝 4應(yīng)用在高速鍍鋅前冷軋板的打底。其特征為：電流密度高，適應(yīng)高生產(chǎn)速率，使用鍍液的噴射設(shè)備或陰極移動(dòng)來(lái)減少濃差極化；鍍液pH低，析氫反應(yīng)較強(qiáng)，起到清洗、活化基體的作用；使用不溶性陽(yáng)極，通過(guò)加硫酸鎳來(lái)補(bǔ)充N(xiāo)i2+，用陰離子交換樹(shù)脂交換與OH-以調(diào)整pH，降低了維護(hù)難度，提高了生產(chǎn)效率。

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，筆者認(rèn)為在高速鍍鎳中使用的工藝條件應(yīng)為：陽(yáng)極采用含硫鎳塊并盛于鈦籃[27-28]，適當(dāng)增大陽(yáng)極面積(陰、陽(yáng)極面積比一般為1.0 ～ 1.3)[29]，防止鎳發(fā)生鈍化；硼酸用量應(yīng)適當(dāng)降低(30 ～ 35 g/L)[30-31]，因?yàn)榕鹚崾軠囟鹊挠绊戄^大，低溫時(shí)容易析出，引起鍍液 pH改變；添加溴化鉀作為活化劑[32]，雖然溴化鉀成本較高，但高速鍍鎳中氯離子會(huì)對(duì)設(shè)備造成較為嚴(yán)重的腐蝕，且鍍層內(nèi)應(yīng)力也較大[28]，因此建議用溴化鉀代替。

3 閃鍍鎳存在的問(wèn)題及解決措施

鍍鎳層孔隙率高，是鎳作為保護(hù)性鍍層的主要缺點(diǎn)。實(shí)踐表明，鋼鐵基體上的鎳鍍層至少要有24 μm厚，方有可能無(wú)孔隙[33]。徐金來(lái)等[34]在鐵上進(jìn)行瓦特型鍍鎳的試驗(yàn)表明，當(dāng)鍍層厚度為1.5 μm與3.0 μm時(shí)，鍍層孔隙率非常高；當(dāng)鎳層加厚至20 μm時(shí)，孔隙率仍為8 ～ 10個(gè)/cm2。而閃鍍鎳由于鍍層很薄，若將其作為冷軋板的唯一表面鍍層，將不得不面對(duì)鍍層存在孔隙的問(wèn)題。

鎳的電極電位比鐵正，若鎳鍍層中有孔隙，則在潮濕環(huán)境構(gòu)成的腐蝕原電池中基體鐵充當(dāng)陽(yáng)極，會(huì)加速腐蝕。為了降低鎳鍍層的孔隙率，通常采用加厚鎳的方法。但由于鎳成本高，一般的產(chǎn)品都采用薄鎳層后再鍍覆其他金屬(如銅)以獲得成本與耐蝕性能的平衡[3]4-136。

鎳層孔隙的產(chǎn)生與鎳的本性有關(guān)系，也與基體鍍前處理效果有關(guān)。鎳鍍層產(chǎn)生孔隙的主要原因[33]有：(1)鍍層厚度不足；(2)基底表面存在缺陷或污染物；(3)鍍液成分變化或工藝條件不恰當(dāng)；(4)閃鍍鎳體系不合適，如硫酸鹽鍍鎳液所得鎳鍍層的孔隙率要比氨基磺酸鹽鍍鎳的略高。

對(duì)于冷軋板閃鍍鎳而言，首先閃鍍鎳層厚度有限。例如，在罐用低錫鐵中，鍍鎳量多在100 mg/m2以下[35-37]，即厚度在11 nm以下；熱鍍鋅中使用的鎳層厚度也只有3 μm左右[38]。其次，大規(guī)模生產(chǎn)的冷軋板表面粗糙度基本穩(wěn)定。因此要降低冷軋板鍍鎳孔隙率只能考慮后兩個(gè)措施，但可以預(yù)見(jiàn)其作用有限。

采用熱擴(kuò)散法可以在鍍鎳鋼鐵上獲得從外到內(nèi)鎳含量遞減的梯度鐵鎳合金，該合金層的耐蝕性好，并且隨鎳含量提高而增強(qiáng)[39-41]。因此解決鎳層孔隙率的有效方法為熱擴(kuò)散。

鎳鍍層與鐵基體發(fā)生擴(kuò)散的溫度在500 °C以上，實(shí)際操作常選擇600 ～ 800 °C[36,42-43]。鐵基體上1.05 μm的普通鎳鍍層在600 °C下保持7 h，能形成3.5 μm厚的Fe-Ni合金擴(kuò)散層[42]；在連續(xù)退火線(xiàn)上，鍍鎳量70 mg/m2(厚約7.9 nm)的冷軋板在7% H2+ 93% N2氣氛中700 °C退火30 s，就能獲得厚于原純鎳層的鎳合金層[36,44]。國(guó)內(nèi)外有很多成功的應(yīng)用例子，其產(chǎn)品有鋼絲[42]、鍍錫板[36,43]、堿性電池殼用鍍鎳鋼板[45]等。

1978年，川崎制鐵公開(kāi)了一種制作高耐蝕性鍍錫板的方法[46]：通過(guò)在鋼板上鍍覆一層厚0.005 ～ 0.500 μm的Ni，再在無(wú)氧氣氛中退火使鍍層與鋼鐵基體相互擴(kuò)散。此方法能顯著降低ISV(鐵溶出值)與孔隙率，提高了鍍錫板的耐蝕性。隨后川崎制鐵開(kāi)發(fā)了一款名為Riverwelt的LTS[36,43]，該鍍錫板具有良好的耐蝕性與可焊性，由Fe、Ni擴(kuò)散層、Fe-Sn(Ni)、Sn、Cr和Cr的氫氧化物6層構(gòu)成，并且均有特殊的島狀結(jié)構(gòu)。其制作工序?yàn)椋洪W鍍鎳→7% H2+ 93% N2氣氛中700 °C連續(xù)退火30 s→鍍錫→軟熔→鈍化。鎳擴(kuò)散后鋼基體的電位居于Fe與Ni之間，且隨著鍍鎳量增多而變正，而且鐵與錫之間的電位差由約140 mV降低至約10 mV，從而使腐蝕反應(yīng)的傾向減弱。此外，鎳擴(kuò)散處理過(guò)的LTS在無(wú)氧酸性飲料中能有效阻止錫的溶解。

新日鐵推出的SUPERNICKEL產(chǎn)品也是在鐵基體上通過(guò)鎳擴(kuò)散方式獲得Fe-Ni合金層，同時(shí)保留部分純Ni鍍層。該產(chǎn)品由于采用擴(kuò)散處理(可能為熱擴(kuò)散)，讓Ni鍍層軟化且重新結(jié)晶使其延展性提高，鍍層針孔減少，同時(shí)生成了附著性良好的Fe-Ni合金層，因此其耐蝕性?xún)?yōu)于無(wú)擴(kuò)散合金層的鍍鎳鋼板。對(duì)含鎳2 μm的電池外殼進(jìn)行60 min鹽霧試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：鎳擴(kuò)散后的樣品基本無(wú)銹蝕點(diǎn)，而無(wú)擴(kuò)散合金層的樣品銹蝕嚴(yán)重[47]。

此外，中小路尚匡等[37]系統(tǒng)研究了鎳擴(kuò)散對(duì)LTS的影響。干濕循環(huán)試驗(yàn)等結(jié)果均表明鎳擴(kuò)散處理后鍍錫板的耐蝕性隨表面鎳含量提高而增強(qiáng)。深入研究發(fā)現(xiàn)，軟熔后的LTS形成了致密的Fe(Ni)·Sn2合金相，能降低鐵錫之間的電位差，從而提高耐蝕性。美國(guó)專(zhuān)利US5679181公開(kāi)了一種耐蝕性鎳鍍層鋼帶的生產(chǎn)工藝，該工藝在冷軋鋼帶的至少一面鍍鎳，使鎳鍍層部分或全部成為鐵/鎳擴(kuò)散層，鍍鎳層表面鐵的暴露率在4% ～ 30%之間[42]。李偉生[45]對(duì)鍍鎳鋼帶進(jìn)行950 °C保溫?zé)崽幚?0 ～ 40 min，使鍍層與鐵之間發(fā)生擴(kuò)散而形成單相固溶體，實(shí)現(xiàn)無(wú)鐵暴露，提高了鋼帶的耐蝕性。

4 結(jié)語(yǔ)

為滿(mǎn)足高性能冷軋板產(chǎn)品生產(chǎn)的需要，閃鍍鎳技術(shù)及其在冷軋板表面處理中的應(yīng)用的發(fā)展方向如下：

(1) 鍍液成分傾向于簡(jiǎn)單化，在高速生產(chǎn)線(xiàn)上傾向于使用含硫鎳塊為陽(yáng)極，并配合使用溴鹽作為陽(yáng)極活化劑，同時(shí)適當(dāng)降低硼酸濃度。

(2) 從成本角度考慮，傾向于大電流閃鍍薄鎳層，同時(shí)考慮到孔隙率問(wèn)題，無(wú)論是作為表面鍍層，還是作為中間鍍層，均傾向于采用熱擴(kuò)散處理工藝。

(3) 閃鍍鎳技術(shù)可以應(yīng)用在鍍錫板、鍍鋅板、熱鍍鋅板等不同種類(lèi)的冷軋產(chǎn)品表面處理中，具有廣闊的應(yīng)用前景。

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[ 編輯：周新莉 ]

Application of flash nickel plating to surface treatment of cold rolled plate

WEI Jun-sheng, JIA Zhi-gang, LI Ning*

The characteristics and advantages of flash nickel plating including bath composition, throwing power and adhesion of coating were briefly introduced. The application status of flash nickel coating as an intermediate coating for copper, zinc and tin plating on cold rolled plate were reviewed. The properties of several flash nickel plating processes applied to surface treatment of cold rolled plate were compared. Some problems existing in flash nickel plating such as high porosity of coating were pointed out, and corresponding solutions, for example, post-treatment by thermal diffusion, were presented. The application of flash nickel plating to cold rolled plate were prospected.

cold rolled plate; flash nickel plating; adhesion; porosity; thermal diffusion

TQ153.12

B

1004 - 227X (2016) 17 - 0927 - 06

2016-06-03

2016-08-15

魏軍勝（1981-），男，甘肅隴西人，碩士，主要從事電鍍工藝方面的研究。

李寧，教授，(E-mail) lininghit@263.net。