冷轧镀锡 食品包装的"保护神"
冷轧镀锡是将薄钢板表面镀上一层锡的工艺，为食品包装、电子元件等提供优异的防腐保护和装饰效果。
技术特点
- 优异的耐腐蚀性，适用于食品包装
- 良好的焊接性能和加工成型性
- 表面光亮美观，装饰性强
- 无毒性，符合食品卫生标准
- 可进行彩色印刷和涂装
全球镀锡板年产量超过1500万吨，其中70%用于食品包装行业
冷轧镀锡工艺概述
冷轧镀锡是在冷轧薄钢板表面电镀或热浸镀一层锡的工艺，为钢铁材料提供防腐保护和表面装饰功能。
冷轧镀锡的发展与应用
镀锡板（俗称马口铁）的工业化生产始于19世纪初，最初用于制作茶叶罐。随着食品工业的发展，镀锡板逐渐成为食品包装的主要材料。
现代冷轧镀锡技术包括电镀锡和热浸镀锡两种主要工艺，其中电镀锡因其镀层均匀、厚度可控、生产效率高等优点，已成为主流生产工艺。
电镀锡 vs 热浸镀锡
电镀锡
- 镀层均匀
- 厚度可控
- 生产效率高
- 成本较低
热浸镀锡
- 镀层较厚
- 厚度不均
- 生产效率低
- 成本较高
镀锡板结构示意图
镀锡板为多层复合结构，每层都有其特定功能，共同提供优异的防腐性能、焊接性能和加工成型性。
冷轧镀锡工艺原理
基于电化学原理，在电解液中通过电流作用使锡离子在钢板表面还原沉积，形成均匀致密的镀层。
电化学沉积原理
在酸性或碱性电解液中，钢板作为阴极，通入直流电后，电解液中的锡离子在阴极表面获得电子，还原为金属锡并沉积在钢板表面。
镀层形成机理
锡沉积过程包括锡离子向阴极扩散、放电还原、锡原子在表面迁移和结晶生长等步骤，形成致密的镀层结构。
防腐机理
锡的标准电极电位(-0.14V)比铁(-0.44V)正，在腐蚀环境中锡作为阴极，通过牺牲阳极的阴极保护作用保护钢基体。
电镀锡工艺流程原理
电源系统
提供稳定的直流电，电压3-12V，电流密度10-50A/dm²
电解液系统
酸性硫酸亚锡或碱性锡酸钠电解液，温度40-60°C
阳极系统
采用可溶性锡阳极（纯度≥99.9%）或不溶性阳极
电镀槽示意图
带钢作为阴极，在电解液中与阳极形成闭合电路，锡离子在带钢表面沉积
冷轧镀锡工艺流程
现代电镀锡生产线主要包括前处理、电镀、后处理、软熔和钝化等主要工序
前处理
清洗、脱脂
电镀锡
锡层沉积
软熔
镀层熔合
淬水
快速冷却
钝化
化学处理
涂油
表面保护
前处理
清洗、脱脂
碱洗、电解清洗、酸洗，去除表面油污和氧化物
电镀锡
锡层沉积
采用不溶性阳极或可溶性阳极工艺
软熔
镀层熔合
感应加热或电阻加热，温度232-260°C
淬水
快速冷却
水淬使锡层快速凝固，形成光亮表面
钝化
化学处理
铬酸盐处理，形成氧化铬保护膜
涂油
表面保护
静电涂油，油膜厚度2-5mg/m²
电镀锡主要工艺参数
| 工艺参数 | 酸性电镀 | 碱性电镀 | 弗洛斯坦法 | 技术要点 |
|---|---|---|---|---|
| 电解液类型 | 硫酸亚锡 | 锡酸钠 | 酚磺酸亚锡 | 弗洛斯坦法最常用 |
| 电流密度(A/dm²) | 20-50 | 10-30 | 15-40 | 根据镀层厚度调节 |
| 电解液温度(°C) | 30-50 | 70-90 | 40-55 | 温度影响沉积速度 |
| 镀层厚度(μm) | 0.3-2.0 | 0.5-2.5 | 0.4-2.0 | 食品包装常用0.8-1.2μm |
| 生产线速度(m/min) | 150-300 | 100-250 | 200-450 | 现代高速线达600m/min |
冷轧镀锡关键设备
现代电镀锡生产线由开卷、焊接、清洗、电镀、软熔、钝化、涂油、卷取等多个设备组成
电镀槽系统
电镀槽是电镀锡生产线的核心设备，包括槽体、阳极、电解液循环系统、导电辊等部件。现代电镀槽采用不溶性阳极（如钛基涂层阳极）技术，具有电流效率高、镀层均匀等优点。
槽体结构
PP或PVC材质，耐腐蚀，带保温层和加热装置
循环系统
电解液循环量200-500 m³/h，保持浓度和温度均匀
阳极配置
不溶性钛阳极，寿命3-5年，电流密度800-1200A/m²
电镀槽技术参数
现代电镀槽采用多段设计，每段独立控制，可实现不同镀层厚度的需求。
镀锡板应用领域
镀锡板因其优异的防腐性能、加工成型性和卫生安全性，广泛应用于食品包装、电子、化工等领域
食品包装
饮料罐、食品罐、奶粉罐等
电子元件
电容器外壳、半导体器件等
化工包装
油漆桶、化学品包装等
礼品包装
茶叶罐、礼品盒、化妆品包装
通用五金
瓶盖、标牌、小五金件
汽车配件
油箱部件、滤清器等
医疗器械
医疗器具包装、消毒盒
其他领域
文具、玩具、装饰品等
不同应用对镀锡板的技术要求
| 应用领域 | 镀锡量(g/m²) | 表面处理 | 硬度要求 | 主要性能要求 |
|---|---|---|---|---|
| 饮料罐 | 1.1-2.8 | 光亮表面 | T4-T5 | 耐蚀性、深冲性能 |
| 食品罐 | 2.8-11.2 | 石纹/银光 | T2-T3 | 耐蚀性、焊接性 |
| 瓶盖 | 1.1-2.8 | 光亮表面 | T4-T5 | 成型性、平整度 |
| 电子元件 | 0.4-1.1 | 哑光表面 | T1-T2 | 焊接性、导电性 |
| 化工包装 | 5.6-11.2 | 石纹表面 | T2-T3 | 耐腐蚀、强度 |
注：T1-T5表示镀锡板的调质度（硬度）等级，T1最软，T5最硬。
冷轧镀锡技术创新
冷轧镀锡技术持续创新，向着环保、高效、智能、多功能的方向发展
环保技术创新
- 无铬钝化：开发钛酸盐、锆酸盐等环保钝化技术
- 无氰电镀：替代传统含氰电解液，减少污染
- 废水零排放：实现电镀废水循环利用
- 节能技术：高频开关电源、热能回收系统
高效生产技术
- 高速电镀：生产线速度达到600-800m/min
- 宽幅生产：带钢宽度达到1200-1500mm
- 智能控制：镀层厚度在线检测与自动调节
- 连续生产：实现无头轧制与连续退火
新材料新工艺
- 复合镀层：Sn-Fe、Sn-Ni、Sn-Cr复合镀层
- 彩色镀锡：开发可进行彩色涂装的镀锡板
- 减薄技术：开发超薄镀层技术，减少锡用量
- 功能性镀层：抗菌、自清洁等功能性镀层
冷轧镀锡技术发展趋势
无铬钝化、无氰电镀、废水零排放
高速生产、智能控制、数字化工厂
复合镀层、功能性表面、个性化定制
减薄技术、替代材料、循环利用