CN103215622B - 一种电线电缆铜导体电镀锡的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电线电缆铜导体电镀锡的方法，它包括前处理、电镀、回收、清洗、干燥后得到成品的工序。该工艺利用电镀锡方法，同等的工作量条件下比热熔镀锡工艺能耗降至五分之一以下，材料锡利用率95％以上，操作工无需穿模，且在室温下生产，任何时间皆可启动或停止生产，工人的劳动强度明显降低。

Description

一种电线电缆铜导体电镀锡的方法
技术领域
本发明涉及金属表面电镀技术领域，特别涉及电线电缆导电铜线的镀锡方法。
背景技术
在电线电缆制造行业中，最常用的镀覆导线是镀锡铜线，其导体材料的优劣占电线电缆品质的主导地位。因此，铜线镀锡后可以有效防止铜线的氧化及铜线与橡皮接触引起的橡皮发粘、铜线变黑等硫化问题，同时提高电缆使用寿命和线芯的焊接性。电镀锡工艺具有设备投入低、工作效率高、操作简单等优点，被广泛应用在电线电缆行业中。
目前，我国线缆行业镀锡铜线的生产方式主要有热镀锡和电镀锡两种。市场上的镀锡一般均采用热熔镀，其包括以下步骤：浸助焊剂-60-80℃干燥-250℃热熔镀锡-模具穿模-风冷-定速-成品。此种热熔镀工艺需将锡加热到熔点以上(223～250℃)，此法耗能严重(30～40kW)，材料锡利用率低，约85％左右，工人劳动强度大，生产工序中的穿模(除多余的锡)需要在250℃左右的温度操作，助焊剂分解气体污染环境，并随时有飞溅的细小锡珠烫伤的可能。
范德发在“电镀锡工艺产生露铜的原因分析及解决方法”(《电线电缆》2004年第5期第45-46页)论文中披露电镀工艺流程如下：放线(裸铜线)-碱洗(除油)-清水冲洗-酸洗(除铜氧化膜)-电镀-清水冲洗--吹干-收线-拉丝、退火-收线(成品)。并根据法拉第电解定律和库仑定律可推导出工作电流密度(I)与锡层厚度、生产速度之间的关系：I＝0.62×d×V×δ(A)，式中d为铜线线直径(mm)；V为生产线的速度(m/min)；δ为锡层厚度(μm)。
中国专利申请CN1133903A公开了一种铜线镀锡工艺，它包括铜线镀前处理、铜线电镀和铜线镀后处理三道工序，其特征在于电镀液有氟硼酸亚锡，氟硼酸亚铅、氟硼酸、硼酸、邻苯二酚、组合光亮剂和水构成，生产的镀锡铜线具有色泽均匀一致，光洁，无露铜、锈蚀现象，加热200℃达5分钟不退色。该工艺中涉及的氟化物，易分解生成有毒物质，且工序较为繁琐，不适宜大规模生产。
因此，需要一种能耗低、操作安全简单、环境污染小且生产能力大的铜线镀锡方法，在提高锡原料利用率的同时，生产出优质的镀锡铜导线。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电线电缆导电铜线的镀锡方法，能克服前述缺陷，满足安全生产、高效优质的需要。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种电线电缆铜导体电镀锡的方法，其包括前处理、电镀、回收、清洗、干燥后得到成品的工序，其特征在于：所述电镀工序采用的镀液中各组分占镀液总量的百分比含量为：硫酸亚锡40～70g/L，硫酸70～100g/L，添加剂5～15ml/L，余量为水；所述电镀工艺参数为电流密度3～5A/dm2，温度为10～30℃、铜导体传送速度10～20m/min。
优选地，所述电镀工序采用的镀液中各组分占镀液总量的百分比含量为：硫酸亚锡50～60g/L，硫酸80～90g/L，添加剂8～12ml/L，余量为水。
其中，所述前处理工序为采用20％体积分数的硫酸溶液进行酸洗。
其中，所述添加剂为SS-920酸性镀锡亮剂。
其中，所述电镀工序为将清洗后的铜线引入镀锡槽，镀锡槽内镀液按上述配方配置，且镀锡槽内固定锡块，锡块与直流电源“+”极相连接，铜线通过阴极滚筒接电源“-”极。
其中，所述回收可采用回刮镀液等手段回收锡。
其中，所述清洗可采用清水冲洗。
其中，所述干燥可采用干布抹干。
根据本发明采用电镀锡的方法，同等的工作量装机容量仅6kW，能耗降至五分之一以下。
根据本发明采用电镀锡的方法，材料锡利用率95％以上，提高10％。
根据本发明采用电镀锡的方法，操作工无需穿模，室温下(10～30℃)生产，任何时间皆可启动或停止生产，工人的劳动强度明显降低。而熔融法则先将锡炉中锡熔化后，才可开始生产，其无效功率60kW以上。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步展开说明，但需要指出的是，本发明的电线电缆铜导体电镀锡的方法并不限于这种具体的组分或工艺。对于本领域技术人员显然可以理解的是，以下的说明内容即使不做任何调整或修正，也可以直接适用于在此未指明的其他类似的组分和工艺。
一种电线电缆铜导体电镀锡的方法，其包括前处理、电镀、回收、清洗、干燥后得到成品的工序，所述电镀工序采用的镀液中各组分占镀液总量的百分比含量为：硫酸亚锡40～70g/L，硫酸70～100g/L，添加剂5～15ml/L，余量为水；所述电镀工艺参数为电流密度3～5A/dm2，温度为10～30℃、铜导体传送速度10～20m/min。
在一个优选的实施方案中，所述电镀工序采用的镀液中各组分占镀液总量的百分比含量为：硫酸亚锡50～60g/L，硫酸80～90g/L，添加剂8～12ml/L，余量为水。
铜导线前处理包括采用20％体积分数的硫酸溶液酸洗处理，清除铜导线表面的氧化层等杂质成分。本领域技术人员理解的是，铜导线前处理不排除碱液洗涤、清水冲洗等其他处理步骤。
电镀液配制过程大致如下：在备用槽中加入需配体积一半量的去离子水或蒸馏水，在不断搅拌下，慢慢地加入一定量的全部硫酸。此时，槽内温度迅速上升，稍冷，然后在不断搅拌下加入硫酸亚锡，待硫酸亚锡全部溶解后，加入另一半量的去离子水或蒸馏水，冷却到室温。过滤到生产槽、加入需要量的SS-920(配缸)光亮剂，搅拌均匀。在通常情况下镀液需经2-4小时电解后，经试镀才能正式生产。
电镀工序为将清洗后的铜线引入镀锡槽，镀锡槽内镀液按上述配方配置，且镀锡槽内固定锡块，锡块与直流电源“+”极相连接，铜线通过阴极滚筒接电源“-”极。所述电镀工艺参数为电流密度3～5A/dm2，温度为10～30℃、铜导体传送速度10～20m/min。
回收工序可采用回刮镀液等手段回收锡，但不限于此，还可采用本领域的其他常用手段。
清洗工序可采用清水冲洗，但不限于此，还可采用本领域的其他常用清洗手段，比如流水清洗、热水烫洗、水蒸气清洗等。
干燥可采用干布抹干，但不限于此，还可采用本领域的其他常用干燥手段，比如热风烘干。
在生产过程中，镀锡槽内的溶剂随着生产的进行需要补充，通过镀液补给装置所补充的镀液成分和比例与先前开缸即的成分、比例一致。
实施例1
将待镀铜导线用20％体积分数的硫酸溶液酸洗后，引入1L的电镀槽中电镀，且镀锡槽内镀液配方为硫酸亚锡40g，硫酸70mg，SS-920添加剂5ml，余量为水。且镀锡槽内固定锡块，锡块与直流电源“+”极相连接，铜线通过阴极滚筒接电源“-”极，电镀工艺参数为电流密度3A/dm2，温度为10℃、铜导体传送速度10m/min。电镀锡的铜导线经回收锡后，用清水冲洗、干布抹干后得到成品。
采用本发明方法生产的镀锡铜线，无论从性能和产品质量上，均符合GB4910-85国家标准和中国RoHS(《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》)标准，而且产品质量更佳，材料利用率更高，约为96％，能耗更低，约为6kW。
实施例2
操作同实施例1，唯一不同的是镀液配方为硫酸亚锡70g/L，硫酸100g/L，添加剂15ml/L，余量为水。
采用本发明方法生产的镀锡铜线，无论从性能和产品质量上，均符合GB4910-85国家标准和中国RoHS(《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》)标准，而且产品质量更佳，材料利用率更高，约为97％，能耗更低，约为6.5kW。
实施例3
操作同实施例1，唯一不同的是镀液配方为硫酸亚锡50g/L，硫酸80g/L，添加剂8ml/L，余量为水。
采用本发明方法生产的镀锡铜线，无论从性能和产品质量上，均符合GB4910-85国家标准和中国RoHS(《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》)标准，而且产品质量更佳，材料利用率更高，约为98％，能耗更低，约为5.5kW。
实施例4
操作同实施例1，唯一不同的是镀液配方为硫酸亚锡60g/L，硫酸90g/L，添加剂12ml/L，余量为水。
采用本发明方法生产的镀锡铜线，无论从性能和产品质量上，均符合GB4910-85国家标准和中国RoHS(《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》)标准，而且产品质量更佳，材料利用率更高，约为97.5％，能耗更低，约为5.8kW。
尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种电线电缆铜导体电镀锡的方法，其包括前处理、电镀、回收、清洗、干燥后得到成品的工序，其特征在于：
所述电镀工序采用的镀液中各组分占镀液总量的百分比含量为：硫酸亚锡40~70g/L，硫酸70~100g/L，SS-920酸性镀锡亮剂5~12ml/L，余量为水；所述电镀工序为将前处理清洗后的铜线引入镀锡槽，且镀锡槽内固定锡块，锡块与直流电源“+”极相连接，铜线通过阴极滚筒接电源“-”极；
所述电镀工艺参数为电流密度3~5A/dm2，温度为10~30℃、铜导体传送速度10~20m/min；所述前处理工序为采用20%体积分数的硫酸溶液进行酸洗。
2.根据权利要求1所述的一种电线电缆铜导体电镀锡的方法，其特征在于所述电镀工序采用的镀液中各组分占镀液总量的百分比含量为：硫酸亚锡50~60g/L，硫酸80~90g/L，SS-920酸性镀锡亮剂8~12ml/L，余量为水。
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Pledgor: ANHUI CONSTANT CRYSTAL CABLE GROUP Co.,Ltd.

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