结晶器铜板各种镀层特性一览表
结晶器铜板电镀镀层设计与控制概述
结晶器铜板电镀镀层设计与控制概述结晶器铜板电镀镀层设计与控制是指在铜板表面进行电镀处理，形成一层均匀、致密、具有良好导电性和耐腐蚀性的铜镀层。
这种电镀镀层广泛应用于半导体、光电子、电子通信、航天航空等领域，是制造这些产品的关键步骤之一。
铜板电镀过程主要由镀液配制、镀液搅拌、铜板电解切削、铜板电镀和铜板后处理等环节组成。
在镀液配制方面，需要根据具体的工艺要求，选择适当的镀液配方和比例，以确保铜镀层的均匀性和致密性。
常用的镀液配方包括硫酸铜、硫酸、硫酸二甲酯、硫酸铁等成分。
在镀液搅拌方面，是为了保持镀液的均匀性，防止镀液中的成分沉积和析出。
通常采用机械搅拌或气泡搅拌的方式进行。
机械搅拌可以通过搅拌器、搅拌棒等设备进行，气泡搅拌则是通过在槽内通入气体产生气泡来实现。
在铜板电解切削方面，主要是通过在铜板上施加电流，使铜板表面的杂质被去除，并形成平整的表面。
切削电压、切削时间和切削液浓度是影响切削质量的关键因素。
在铜板电镀方面，需要控制铜板电流密度、电镀时间和温度等参数，以保证铜镀层的均匀性和致密性。
电流密度是指单位面积所通过的电流量，通常使用铜板与相同面积的不锈钢作为阳极进行电镀。
电镀时间通常根据需要的镀层厚度来确定，温度则是控制电镀速度和镀层均匀性的重要因素。
在铜板后处理方面，主要是对电镀后的铜板进行清洗、干燥、检验和包装等环节，以确保产品的质量和外观。
还需要对整个电镀过程进行良好的控制和监测，包括镀液的浓度、PH值、温度、电阻率等参数，以及电镀设备的稳定性和安全性。
结晶器铜板电镀镀层设计与控制是一个复杂的过程，需要综合考虑材料性能、工艺要求和设备的特点，通过合理的配方和严格的控制参数，确保铜镀层的质量和稳定性。
方坯结晶器铜管电镀Ni-co,cr复合镀层
方坯结晶器铜管电镀Ni- Co+ Cr 复镀层技术（简称复合镀技术）方坯结晶器铜管电镀Ni- Co+ Cr 复镀层技术（简称复合镀技术）为了提高产品的市场竞争力, 各钢铁企业从生产的各个环节进行技术开发、技术改造, 力求在生产的每一个环节上提高设备的工作效率, 降低生产成本, 确保产品的质量,使企业的经济效益最大化。
连铸是炼钢生产的重要环节, 连铸结晶器是连铸机的心脏, 结晶器质量的好坏在相当大的程度上影响着连铸机的生产效率、连铸进程的稳定性和连铸坯质量, 直接关系到炼钢生产和经济效益。
连铸小方坯结晶器铜管是方坯结晶器最重要的组件, 也是经常需要更换的部件。
济南东方结晶器有限公司开发的方坯结晶器铜管电镀N i- Co+ Cr 复镀技术, 能大幅度地提高方坯结晶器铜管的使用寿命, 提高连铸机的作业效率和连铸技术的水平, 推动连铸技术的发展完善; 可以把结晶器铜管在连铸生产中的成本降到1. 0 元之内, 有效地降低连铸生产成本, 提高产品的竞争力。
在连铸生产中, 影响结晶器铜管质量的有以下两个关键指标: 一是铜管内腔锥度曲线, 另一个则是铜管内表面镀层。
目前, 国内普遍采用的是结晶器铜管内表面电镀硬铬, 由于铬和铜的收缩比差别较大, 影响了两者之间的结合力, 也直接制约了结晶器铜管的使用寿命。
因此, 研究开发结晶器铜管新镀层是提高结晶器铜管使用寿命的关键。
N i- Co 合金镀层与铜管有很好的结合力,在较高的温度下有较高的硬度和耐磨性, 表面套镀一层铬, 可以解决镀层脱铬问题及镀铬层的种种影响, 起到抗磨损、保护铜管的作用, 从而大大提高结晶器铜管的使用寿命。
历尽艰辛终结硕果烟台电镀技术服务部同济南东方结晶器有限公司开发结晶器铜管内表面采用电镀Ni- Co+ Cr 复合镀层工艺技术。
从2001 年4 月开始, 他们进行电镀Ni- Co+ Cr 复合镀层的120mm2 方坯结晶器铜管的连铸试验, 先后历时一年时间、分6批进行了电镀工艺试验。
结晶器铜管镀铬层厚度标准
结晶器铜管镀铬层厚度标准
1. 国家标准和行业标准，不同国家和行业对于镀铬层的厚度标
准可能会有不同的规定，这些标准通常由相关的标准化组织或行业
协会制定，以确保产品质量和安全性。
2. 使用环境和要求，镀铬层的厚度标准通常会根据产品的使用
环境和要求来确定。
例如，对于结晶器铜管这样的产品，如果需要
在潮湿或腐蚀性环境中使用，镀铬层的厚度可能会相对较厚，以增
强产品的耐腐蚀性能。
3. 工艺和成本考虑，制定镀铬层厚度标准时，还需要考虑到镀
铬工艺的可行性和成本因素。
通常会进行工艺优化和成本效益分析，以确定最合适的镀铬层厚度。
总的来说，结晶器铜管镀铬层厚度标准是一个综合考虑产品要求、行业标准、使用环境和成本等因素的结果。
具体的厚度标准需
要根据产品的具体情况和要求来确定，并且需要符合相关的国家标
准和行业规定。
结晶器铜管镀铬阳极种类及形状对镀层及通钢量的影响
结晶器铜管镀铬阳极种类及形状对镀层及通钢量的影响结晶器铜管镀铬时，最早使用纯铅阳极，导电性一般，需经常刷洗才能导电。
之后使用铅锡合金阳极，导电性好些，不用频繁刷洗阳极，阳极溶解物明显减少。
镀铬时使用的阳极材料有DSA钛阳极(贵金属氧化涂层钛阳极)pbsn(铅锡)，石墨，钛基二氧化铅电极,这些材料都有能力把铬离子氧化成铬酸离子,而使用不溶性钛阳极时,阳极的氧化过电位比铅电极约低450mv,节约电能消耗.同时钛阳极可以大电流密度运行,使用寿命长,铬镀层与基体结合牢固,表面光亮洁净.涂层钛阳极又称为尺寸稳定性阳极DSA（dimensionally stable anode），DSA通常是在起骨架和导电作用的金属基体上刷涂或者是滚涂一层或者多层的活性涂层氧化物，所以也被称为金属涂层电极[1]。
钌系尺寸稳定阳极析氯催化活性高，被大量的用在氯碱工业和氯酸盐工业中；铱系尺寸稳定阳极具有高活性及阳极耐腐蚀稳定性，常被用于酸性介质中析氧电催化材料[1,2]。
钛基DSA阳极自被发现以来由于其阳极材料环保、尺寸稳定性好、无二次污染、基体可以重复利用、涂层可修复等优点受到人们的广泛关注，随着其不断的发展已经广泛用于电镀工业、废水处理、氯碱工业等多个领域。
钛基IrO2涂层阳极在酸性析氧环境中具有良好的电催化活性和稳定性，而且在电解过程中IrO2的溶解相当小可以忽略，不会对镀液产生污染，寿命长，而且Ti基体可以重复利用，涂层可以修复。
研究发现，IrO2涂层阳极在酸性溶液中表现出优于其他贵金属氧化物涂层的电催化活性和稳定性，但和高电流密度、高温介质条件下其使用寿命并不理想，但若与惰性组元TiO2，SnO2，Ta2O5和Nb2O5组合起来使用则可以有效地增加其使用寿命。
当和Ta2O5结合使用时，可使得涂层和基体的结合稳定，涂层电解消耗速率减小，而且还可以提高电流密度，即使是在较高的电流密度下也具有较长的使用寿命。
六价铬电镀工艺中通常采用铅锡合金电极进行电镀，在电镀过程中表面发生析氧反应；但在使用中析氧电位高，而且在使用过程容易在阳极表面生成一层导电性很差的铬酸铅膜，使得电镀过程中槽压较高；另外由于膜层和基体间的应力作用以及气体和溶液对阳极表面冲刷作用导致该阳极表面有颗粒进入到镀液中污染镀液并使阳极尺寸发生变化，这无疑增加了成本和能耗。
连铸结晶器铜板及镀层的应用进展
第２ ８卷第 ４期
２０ ０ ７年 ７月
特 殊 钢
Ｓ Ｅ Ａ Ｔ Ｅ Ｐ ＣＩ Ｌ Ｓ Ｅ Ｌ
Ｖ０． ８ Ｎ ． １２ ． ｏ ４
Ｊｌ ２ ０ ・３ ・ ｕｙ ０ ７ ９
・
工艺 材 料 进 展 ・
连 铸 结 晶 器 铜 板 及 镀 层 的 应 用 进 展
１ 影 响结 晶器铜 板寿 命 的 因素 结 晶器在 使 用 过 程 中主 要 存 在 边 缘磨 损 、 面 宽 热裂 纹 、 面收缩 、 蚀 等 问题 ， 晶 器 的 表 面是 影 窄 腐 结
２ 结 晶器铜 板母 材 的选 择
连铸 结晶器最初采用紫铜板或脱氧铜板 ， 虽然 其导热性好 ， 强度 和硬度低 ， 但 耐磨性差 ， 高温下强 度更低。现在 的结 晶器普遍 采用 Ａ ．ｕ Ｃ—ｒ ｕ ｇＣ 、ｒ — 、 ｚＣ Ｃ．ｒ ｓ ｕ Ｍ ．ｒ ｕ Ｃ．ｒ ｇ ｕ等铜合金板制 ｒ ＿ ． 、 ｇＺ． 、 ｒ ． ． ｚＡ Ｃ Ｃ ＺＭ Ｃ
高泽平
（ 湖南工业 大学材料与冶金工程系 ， 株洲 ４ ２ ０ ） １０ ０ 摘 要 在正 常冷却条件下 ， 结晶器 内壁工作温度为 ２ ０￣ ５ ５ ３ ０℃ ， 晶器铜板应 具有 良好 的导热 性和抗变形 结
能力 ， 有较高的高温强度 、 面精度和耐磨性 。Ａ —ｕ和 Ｃ —ｒ ｕ板使用寿命优 于脱 氧铜和 紫铜 。结 晶器铜板镀层 表 ｇＣ ｒ — ＺＣ
的作用是 ： 避免结晶器铜板产生 星状裂纹 ； 防止铜渗 入铸坯 ； 提高 润滑性 和耐磨 性 。 目前 主要 采用 Ｎ ＋Ｃ 和 Ｎ － ｉ ｒ ｉ ｃ 镀层及其他开发的新合金镀 层。文 中分析 了铜板及镀层 的特点 和应 用情况。 ｏ 关键 词 连铸结 晶器 铜板 镀层
结晶器铜板各种镀层特性一览表
结晶器铜板各种镀层特性一览表在正常冷却条件下，结晶器内壁工作温度为250~350℃ ，结晶器铜板应具有良好的导热性和抗变形能力，有较高的高温强度、表面精度和耐磨性。
Ag —Cu 和Cr —Zr —Cu 板使用寿命优于脱氧铜和紫铜。
结晶器铜板镀层的作用是：避免结晶器铜板产生星状裂纹；防止铜渗入铸坯；提高润滑性和耐磨性。
目前主要采用Ni+Cr 和Ni-co ，Co-Ni Ni-Co-Fe 系镀层及其他开发的新合金镀层。
镀层种类镀层特性特点主成分名称硬度高温磨损量（Hv ）(mg) 电镀Cr 系Cr9002硬度高，耐磨损性强。
E-Cr40015不出现Cr 特有的细裂纹，耐腐蚀性强。
Ni 系Ni200 60耐热、耐腐蚀性强。
可厚电镀（电铸）。
母模的复制性好。
Ni 合金650 18硬度高，耐磨损性强。
Co 系Co-Ni200 13与Ni 、Ni 系合金相比，其高温耐磨损性更优越。
K-2200 13Co-Ni 的延性（耐裂纹性）有改善。
Ni-Co-Fe系镍钴铁合金 700 13硬度高，耐磨损性强。
其高温耐磨损性更优越热喷镀NiCr 系MMS-1650 5耐磨损性超好。
BK-2400 4保持高耐磨损性的同时，耐裂纹性及耐粘钢性得以改善。
几种结晶器镀层的特点及使用情况解析镀铬层硬度较高，化学稳定性好，缺点为：安全厚度受限制，镀层无论厚薄都有裂纹存在；随温度升高硬度迅速降低，与铜结合时，其线膨胀系数、导热率相差太大，镀层容易在高温状态起皮剥落[ 。
因此，镀铬层影响结晶器寿命，其使用受到一定的限制。
镀镍层化学稳定性较好，封闭能力很强，且能镀至3—8 mm。
但其硬度(200 HV左右)经不起连铸钢坯的磨损，因此镀层寿命不高；采用镀厚镍的结晶器，使用寿命相对延长。
在铜板表面先镀l一4 mm的镍，经加工后再镀铬。
镍起中间过渡作用，可提高铬层与基体的结合强度，而外表面硬铬提高其耐磨性。
虽镀层性能。
如硬度和耐磨性可以达到要求，网状裂纹可以消除，结晶器寿命得到延长，但双镀层工艺相对复杂，由于铬与镍的热膨胀系数相差近2倍，使得铬层与镍层间的结合强度仍较低[Bl。
结晶器保护渣的性能和特性汇总
结晶器保护渣的性能和特性1•简介在连铸生产中结晶器保护渣起着主要作用。
保护渣从结晶器顶部加入，向下移动逐步形成烧结层，熔融层和液渣层（见图l）o液渣渗入结晶器涮板M止之间,润滑坯壳。
但是，大部分的液渣进入铜板与坯壳之间后,遇水冷结晶器铜板凝结并形成玻璃状的固态渣膜（大约2毫米厚）。
薄液渣膜（大约0.1毫米厚）与坯壳一起移动并为其提供液态润滑。
同时，玻璃渣也可部分结晶。
一般认为固渣膜附在结晶器壁上，或者如果移动，一定比坯壳的速度慢得多。
结晶器振动防止坯壳粘结在结晶器上。
同渣膜的厚度和特性决定水平热传递。
总之，液渣股控制润滑，固渣膜控制水平热传递。
图1：结晶器内形成的各种渣层--股认为液渣层”度应超过振幅,才能保证保护渣渗透良好（如坯壳的润滑），一般建议采用厚度＞10毫米。
液二強影响渗入结晶器铜板与坯壳之1卞•的液渣量和从钢水进到液渣中的夹杂物数量。
连铸生产中保护渣有下列功能：1)防止弯厂面钢水被氧化2)保温，防止弯月面钢水表面凝结3)提供液渣润滑坯壳4)对浇铸钢种提供最佳水平热传递5)吸附钢水中的夹杂物所有上述功能都很重要，但在日常生产中最重要的润滑和水平热传递。
影响保护渣性能的基本因素如下：・浇铸条件（拉速，V c,振动特性）・钢种和结晶器尺寸・结晶器液位控制（可导致損爪等）・钢流，其紊动可导致多种问题，如气泡和夹渣山此可见，要有效执行上述工作需要优化保护渣的物理性能。
结晶器保护渣的构成如下：70% （CaO+SiO：）, 0-6%Mg0, 2-6%Al20s, 2-10%Na：0（+K：0）, 0-10%F 带有其他添加物，如Ti02, ZrO：, B203, Li=0和MnO。
碱度（%CaO/%SiO2）范围为0. 7-1. 3。
碳以焦碳,碳黑和石墨方式加入（2-20%）, 1）可控制保护淹的熔化速度,2）可在结晶器上部形成CO （g）,防止钢水氧化。
碳以固定碳方式存在］保护渣中,因而可防止保护渣结块,直到最后氧化掉。
结晶器铜板电镀镀层设计与控制概述
结晶器铜板电镀镀层设计与控制概述在电子、电器、机械、汽车等制造行业中，铜板电镀镀层是非常重要的一种涂层技术。
铜板电镀涂层的作用是提高基材的电导率、防腐保护、美观装饰等。
在该技术中，结晶器起到了至关重要的作用。
本文将从结晶器铜板电镀镀层设计与控制方面进行概述。
一、结晶器设计1.结晶器的种类根据不同的铜板电镀工艺和基材类型，结晶器的种类也有很多，如光板结晶器、铝基/镍基结晶器、钛合金结晶器等等。
结晶器的种类取决于其所需的耐蚀性、导热性、硬度和表面处理等特性。
2.结晶器的形状和尺寸在结晶器的设计中，其形状和尺寸也是至关重要的因素。
对于光板结晶器，其通常采用多孔状的设计形式；对于铝基/镍基结晶器，其需具备更高的耐腐蚀性和强度，所以可以采用复合材料的设计；对于钛合金结晶器，其表面应具备平滑度和均匀性，以免阻碍金属颗粒的出口。
3.结晶器的设计要点针对不同的铜板电镀工艺和使用要求，结晶器的设计还需要考虑到以下要点：（1）颗粒尺寸和分布；（2）可深度压裂和细分程度；（3）颗粒分离和扩散能力；（4）颗粒合成和沉积问题。
二、结晶器控制在铜板电镀过程中，结晶器电压的控制可以对镀层的性能进行调整。
对于结晶器而言，其电压可以通过改变阳极电流密度的方法进行控制。
增加结晶器电压可以促进金属颗粒的形成和沉积，从而提高镀层的颗粒度和均匀性。
在铜板电镀过程中，结晶器温度的控制可以对镀层的颗粒度和沉积速度产生影响。
通常情况下，结晶器的温度应该保持在一定的范围内，不过具体的温度控制方法则需根据不同的铜板电镀工艺而定。
在铜板电镀过程中，结晶器的流量也是需要进行控制的。
一般来说，结晶器的流量越大，则镀层颗粒度越细；反之则颗粒度越粗。
因此，流量的控制需要根据不同的铜板电镀工艺和使用要求进行调整。
总体来讲，结晶器铜板电镀镀层设计和控制是铜板电镀涂层技术中极为重要的一个环节。
结晶器的优化设计和控制，可以大大提高镀层的性能和使用寿命，从而增强铜板电镀涂层技术的竞争力和市场价值。
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结晶器铜板各种镀层特性一览表
在正常冷却条件下，结晶器内壁工作温度为250~350℃ ，结晶器铜板应具有良好的导热性和抗变形能力，有较高的高温强度、表面精度和耐磨性。
Ag —Cu 和Cr —Zr —Cu 板使用寿命优于脱氧铜和紫铜。
结晶器铜板镀层的作用是：避免结晶器铜板产生星状裂纹；防止铜渗入铸坯；提高润滑性和耐磨性。
目前主要采用Ni+Cr 和Ni-co ，Co-Ni Ni-Co-Fe 系镀层及其他开发的新合金镀层。
镀层种类
镀层特性
特点
主成分
名称
硬度
高温磨损量
（Hv ）
(mg) 电镀
Cr 系
Cr
900
2
硬度高，耐磨损性强。
E-Cr
400
15
不出现Cr 特有的细裂纹，耐腐蚀性强。
Ni 系
Ni
200 60
耐热、耐腐蚀性强。
可厚电镀（电铸）。
母模的复制性好。
Ni 合金
650 18
硬度高，耐磨损性强。
Co 系
Co-Ni
200 13
与Ni 、Ni 系合金相比，其高温耐磨损性更优越。
K-2
200 13
Co-Ni 的延性（耐裂纹性）有改善。
Ni-Co-Fe
系
镍钴铁合
金 700 13
硬度高，耐磨损性强。
其高温耐磨损性更优越
热喷镀
NiCr 系
MMS-1
650 5
耐磨损性超好。
BK-2
400 4
保持高耐磨损性的同时，耐裂纹性及耐粘钢性得以改善。
几种结晶器镀层的特点及使用情况解析
镀铬层硬度较高，化学稳定性好，缺点为：安全厚度受限制，镀层无论厚薄都有裂纹
存在；随温度升高硬度迅速降低，与铜结合时，其线膨胀系数、导热率相差太大，镀层容易在高温状态起皮剥落[ 。
因此，镀铬层影响结晶器寿命，其使用受到一定的限制。
镀镍层化学稳定性较好，封闭能力很强，且能镀至3—8 mm。
但其硬度(200 HV左
右)经不起连铸钢坯的磨损，因此镀层寿命不高；采用镀厚镍的结晶器，使用寿命相对延长。
在铜板表面先镀l一4 mm的镍，经加工后再镀铬。
镍起中间过渡作用，可提高铬层
与基体的结合强度，而外表面硬铬提高其耐磨性。
虽镀层性能。
如硬度和耐磨性可以达
到要求，网状裂纹可以消除，结晶器寿命得到延长，但双镀层工艺相对复杂，由于铬与镍的热膨胀系数相差近2倍，使得铬层与镍层间的结合强度仍较低[Bl。
热喷涂Ni·cr层具有高硬度(600 I-IV)、高温耐蚀性和抗高温氧化性，能显著提高结
晶器使用寿命 J。
但热喷涂工艺在操作上比较复杂。
国内开发的Ni—Fe合金镀层熔点一般为l 400 oC，耐高温能力强，抗热冲击性能好。
由于铁的加入导致其硬度(500 HV)高于镀镍层，耐磨性为镀镍层的2倍，结晶器寿命比
单一镀镍层的延长2倍-l。
但Ni．Fe镀层抗电位腐蚀和抗热交变性能很差，并且Ni．Fe 合金镀液不易控制，控制不好，成品率会降低。
Ni-co合金镀层受热后表层陶瓷化，润滑性好，可避免粘结现象；软化温度高，在较高
温下能形成稳定的高硬度耐磨表面；摩擦系数较低，铜板镀层不易产生热裂纹；与母材的结合力强，适用于铜板表面温度较高和缓冷却型结晶器铜板-l ，可使结晶器的使用寿命
提高到2 000炉次以上。
近年来国内外开发的新合金镀层，主要有：Ni—P、Ni—W—Fe、Ni—W —P、Ni—Co—W、Ni—Fe—W—Co、RE—Ni—W—P—SiC、Ni-Co-Fe陶瓷涂层、纳米复合镀层等。
新合金镀层结合力强、硬度高、耐磨、抗氧化性能好，显著提高了高速连铸结晶器使用寿命和铸坯表面质量。
国内结晶器铜板表面处理大多局限于使用Cr、Ni、Ni—Fe、Ni—Cr镀层，其中电镀Cr、Ni
—Cr层不可避免的缺陷限制了其应用。
Ni—Fe层也因为其缺点正在逐步被Ni、Ni—co层取代。
电镀Ni层是目前工艺较成熟、应用较多的镀层。
国内Ni—co层的研究已经取得了一定成果并有着良好的应用前景。
Ni-Co-Fe系电镀层无论在镀层性能、操作工艺和生产成本上
都具有优势，是最具有发展前景的镀层。