CN110158122A - 耐高温高导电率镀锡铜包钢线生产方法 - Google Patents

耐高温高导电率镀锡铜包钢线生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种耐高温高导电率镀锡铜包钢线生产方法，工艺流程为：低碳钢盘条→酸洗→防锈→拉拔Ⅰ→热处理Ⅰ→电镀铜→拉拔Ⅱ→热处理Ⅱ→电镀锡→成品；采用上述技术方案后，本发明提供的耐高温高导电率镀锡铜包钢线生产方法，能够保证铜包钢线具有较高的耐高温性能，且具有高导电率，且本工艺适用于推广，具有较高的生产价值。

Description

耐高温高导电率镀锡铜包钢线生产方法
技术领域
本发明涉及镀锡铜包钢线生产技术领域，具体涉及耐高温高导电率镀锡铜包钢线生产方法。
背景技术
铜包钢线顾名思义，是铜包着钢丝，也就是钢丝***包裹铜层的复合线材，它利用低压高频信号的趋肤效应，在高频区沿表面行走，所以只要铜层厚度达到一定范围，某个频率段的信号就能被确保传递。铜起到传导弱电信号的作用，钢丝则起到支撑作用。铜包钢线采用先进的包覆焊接制造技术，将高品质铜带同心地包覆在钢杆或钢丝等芯线的外表面，并使铜层和芯线之间形成牢固的原子间的冶金结合。使两种不同的金属材料结合成为不可分割的整体，可以象加工单一金属丝那样作拉拔和退火处理，拉拔过程中铜和钢同比例地变径，铜层体积比则保持相对恒定不变。由于高频信号具有“趋肤效应”的特点，因此铜包铝线和铜包钢线在传输高频信号（大于5MHz）时，具有与纯铜线相同的导电性能。独特的复合性能：铜包钢线同时具备铜的导电性与铝的密度小的复合特性；而铜包钢线则将铜的导电性与钢的高强度结合在一起。镀锡铜包钢线发挥了锡的可焊性和抗硫化性；镀银铜包钢线则提高了导电性、导热性、增大了耐蚀性、抗氧化性。因而具有广阔的应用范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高温高导电率镀锡铜包钢线生产方法。
耐高温高导电率镀锡铜包钢线生产方法，流程包括：低碳钢盘条→酸洗→防锈→拉拔Ⅰ→热处理Ⅰ→电镀铜→拉拔Ⅱ→热处理Ⅱ→电镀锡→成品。
a酸洗，使用盐酸去除钢条盘表面的铁锈和氧化表皮；酸洗的目的是防止拉拔时氧化铁皮损伤模具和钢丝表面，为后继工艺准备良好的表面条件以及减小拉拔时的摩擦降低拉拔力。
优选的，a酸洗步骤中，盐酸浓度100~300g/L，温度为常温，酸洗60~100分钟。
b防锈，使用亚硝酸钠水溶液进行防锈处理。
优选的，b防锈步骤中，使用10~30%亚硝酸钠水溶液进行防锈处理；亚硝酸钠属于阳极型缓蚀剂，也是氧化膜型缓蚀剂，使金属表面形成钝态的极薄致密氧化膜，造成金属离子化受阻，抑制腐蚀电化学阳极反应，减缓金属锈蚀。
c拉拔Ⅰ，工艺流程为水洗→电解酸洗→水洗→涂硼→拉拔；将钢盘条拉拔至所需规格的铁丝，便于后续加工。
优选的，c拉拔Ⅰ步骤中；
水洗：采用自来水冲洗，去除钢盘条表面残留物。
电解酸洗：在电解质溶液中将钢盘条与电解槽的阴极链接，电解极板与阳极链接；电解时产生的氢气和氧气使钢盘条表面的氧化物爆裂疏松、机械剥离，同时酸对氧化皮进行溶解；电解酸洗液采用硫酸，浓度200~500g/L，电解电流100~600A。
涂硼：在钢盘条表面涂覆硼砂；硼砂的涂覆在硼砂溶液中进行，硼砂溶液用10水硼砂Na2B4O7·10H2O配制，浓度约为300~400mg/L；工作温度为80～95℃，溶液温度高有利于对盘条表面的残酸进行充分的中和、增加硼砂在水中的溶解度和均匀度。
拉拔：在外加拉力的作用下，使金属通过模孔产生塑性变形，以获得与模孔形状、尺寸相同铁丝。
d热处理Ⅰ,包括升温、保温、退温三个过程，互相衔接且不间断。
优选的，热处理Ⅰ采用天然气热处理炉，温度在500~700℃，整个热处理时间为4~6h；软化铁丝，便于后续加工。
e电镀铜，在铁丝上覆盖铜层，达到所需的导电率40~60%。
优选的，电镀铜的工艺流程为：放线→电解除油→水洗→电解酸洗→水洗→预镀铜→水洗→酸性镀铜→水洗→防变色。
电解除油：在碱性溶液中，在直流电作用下将铁丝表面油污除去；使用氢氧化钠浓度：60~150g/L，温度：40~60g/L，电流：100~200A。
电解酸洗：在电解质溶液中将钢盘条与电解槽的阴极链接，电解极板与阳极链接；电解时产生的氢气和氧气使钢盘条表面的氧化物爆裂疏松、机械剥离，同时酸对氧化皮进行溶解；电解酸洗液采用硫酸，浓度200~500g/L，电解电流100~600A。
预镀铜：焦磷酸钾、焦磷酸铜溶液为镀液，以电解铜作为阳极，进行预镀铜，提高镀层结合力；焦磷酸铜浓度100~200g/L,焦磷酸钾浓度300~500g/L，PH值：8~11，温度：40~60℃。
酸性镀铜：酸性电镀铜是以铜板作阳极，槽液浓度控制在氟硼酸铜（100～300g/L），氟硼酸（30～80g/l）作电解液。
防变色：利用苯并三氮唑乙醇溶液作为防变色剂，苯并三氮唑乙醇溶液均匀涂在镀铜后的产品表面，使产品经各种加工后长时间保持原有色泽，避免出现红斑、绿斑等各种斑点。
f拉拔Ⅱ，对铜包钢进行拉拔，以获得各种规格的铜包钢线。
g热处理Ⅱ,对拉拔好的铜包钢线进行软化；通过控制热处理温度，以获得各种抗拉强度的铜包钢线。
h电镀锡，在铜包钢线表面涂覆厚度6~16微米的纯锡层；在275℃的温度下，于空气中干热烘烤120分钟，使得锡层表面无麻点、凹坑、锡瘤毛刺、露铜氧化等不良。
优选的，h电镀锡步骤为：放线→电解除油→水洗→电解酸洗→水洗→酸性镀锡→水洗→拉光。
电解除油：在碱性溶液中，在直流电作用下将铁丝表面油污除去；使用氢氧化钠浓度：60~150g/L，温度：40~60g/L，电流：100~200A。
电解酸洗：电解酸洗：在电解质溶液中将钢盘条与电解槽的阴极链接，电解极板与阳极链接；电解时产生的氢气和氧气使钢盘条表面的氧化物爆裂疏松、机械剥离，同时酸对氧化皮进行溶解；电解酸洗液采用硫酸，浓度200~500g/L，电解电流100~600A。
酸性镀锡：以锡板作为阳极，以甲基磺酸亚锡（100~200g/L），甲基磺酸（200~300g/L），为主盐，配以310添加剂为电镀液；所述310添加剂，以重量百分比计，包括晶粒细化剂（20~30%）、整平剂（0.1~0.5%）、表面活性剂（5~10%）、晶格调整剂（1~2%）、抗氧化剂（0.2~0.4%）、消泡剂（0.1~0.2%）、稳定剂（0.05~0.1%），余量为水。
拉光：用天然钻石模具碾磨拉光。
优选的，所述晶粒细化剂为月桂酰胺丙酸盐，整平剂为芳香酮衍生物，表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚TX-15，晶格调整剂为酚醛缩聚物，抗氧化剂为间苯二酚，消泡剂为丙二醇嵌段聚醚L61，稳定剂为聚丙烯酰胺。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：它能够保证铜包钢线具有较高的耐高温性能，且具有高导电率，且本工艺适用于推广，具有较高的生产价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
耐高温高导电率镀锡铜包钢线生产方法，流程包括：低碳钢盘条→酸洗→防锈→拉拔Ⅰ→热处理Ⅰ→电镀铜→拉拔Ⅱ→热处理Ⅱ→电镀锡→成品。
a酸洗，使用盐酸去除钢条盘表面的铁锈和氧化表皮；酸洗的目的是防止拉拔时氧化铁皮损伤模具和钢丝表面，为后继工艺准备良好的表面条件以及减小拉拔时的摩擦降低拉拔力。
a酸洗步骤中，盐酸浓度100~300g/L，温度为常温，酸洗60~100分钟。
b防锈，使用亚硝酸钠水溶液进行防锈处理。
b防锈步骤中，使用10~30%亚硝酸钠水溶液进行防锈处理；亚硝酸钠属于阳极型缓蚀剂，也是氧化膜型缓蚀剂，使金属表面形成钝态的极薄致密氧化膜，造成金属离子化受阻，抑制腐蚀电化学阳极反应，减缓金属锈蚀。
c拉拔Ⅰ，工艺流程为水洗→电解酸洗→水洗→涂硼→拉拔；将钢盘条拉拔至所需规格的铁丝，便于后续加工。
c拉拔Ⅰ步骤中；
水洗：采用自来水冲洗，去除钢盘条表面残留物。
电解酸洗：在电解质溶液中将钢盘条与电解槽的阴极链接，电解极板与阳极链接；电解时产生的氢气和氧气使钢盘条表面的氧化物爆裂疏松、机械剥离，同时酸对氧化皮进行溶解；电解酸洗液采用硫酸，浓度200~500g/L，电解电流100~600A。
涂硼：在钢盘条表面涂覆硼砂；硼砂的涂覆在硼砂溶液中进行，硼砂溶液用10水硼砂Na2B4O7·10H2O配制，浓度约为300~400mg/L；工作温度为80～95℃，溶液温度高有利于对盘条表面的残酸进行充分的中和、增加硼砂在水中的溶解度和均匀度。
拉拔：在外加拉力的作用下，使金属通过模孔产生塑性变形，以获得与模孔形状、尺寸相同铁丝。
d热处理Ⅰ,包括升温、保温、退温三个过程，互相衔接且不间断。
热处理Ⅰ采用天然气热处理炉，温度在500~700℃，整个热处理时间为4~6h；软化铁丝，便于后续加工。
e电镀铜，在铁丝上覆盖铜层，达到所需的导电率40~60%。
电镀铜的工艺流程为：放线→电解除油→水洗→电解酸洗→水洗→预镀铜→水洗→酸性镀铜→水洗→防变色。
电解除油：在碱性溶液中，在直流电作用下将铁丝表面油污除去；使用氢氧化钠浓度：60~150g/L，温度：40~60g/L，电流：100~200A。
电解酸洗：在电解质溶液中将钢盘条与电解槽的阴极链接，电解极板与阳极链接；电解时产生的氢气和氧气使钢盘条表面的氧化物爆裂疏松、机械剥离，同时酸对氧化皮进行溶解；电解酸洗液采用硫酸，浓度200~500g/L，电解电流100~600A。
预镀铜：焦磷酸钾、焦磷酸铜溶液为镀液，以电解铜作为阳极，进行预镀铜，提高镀层结合力；焦磷酸铜浓度100~200g/L,焦磷酸钾浓度300~500g/L，PH值：8~11，温度：40~60℃。
酸性镀铜：酸性电镀铜是以铜板作阳极，槽液浓度控制在氟硼酸铜（100～300g/L），氟硼酸（30～80g/l）作电解液。
防变色：利用苯并三氮唑乙醇溶液作为防变色剂，苯并三氮唑乙醇溶液均匀涂在镀铜后的产品表面，使产品经各种加工后长时间保持原有色泽，避免出现红斑、绿斑等各种斑点。
f拉拔Ⅱ，对铜包钢进行拉拔，以获得各种规格的铜包钢线。
g热处理Ⅱ,对拉拔好的铜包钢线进行软化；通过控制热处理温度，以获得各种抗拉强度的铜包钢线。
h电镀锡，在铜包钢线表面涂覆厚度6~16微米的纯锡层；在275℃的温度下，于空气中干热烘烤120分钟，使得锡层表面无麻点、凹坑、锡瘤毛刺、露铜氧化等不良。
h电镀锡步骤为：放线→电解除油→水洗→电解酸洗→水洗→酸性镀锡→水洗→拉光。
电解除油：在碱性溶液中，在直流电作用下将铁丝表面油污除去；使用氢氧化钠浓度：60~150g/L，温度：40~60g/L，电流：100~200A。
电解酸洗：电解酸洗：在电解质溶液中将钢盘条与电解槽的阴极链接，电解极板与阳极链接；电解时产生的氢气和氧气使钢盘条表面的氧化物爆裂疏松、机械剥离，同时酸对氧化皮进行溶解；电解酸洗液采用硫酸，浓度200~500g/L，电解电流100~600A。
酸性镀锡：以锡板作为阳极，以甲基磺酸亚锡（100~200g/L），甲基磺酸（200~300g/L），为主盐，配以310添加剂为电镀液；所述310添加剂，以重量百分比计，包括晶粒细化剂（20~30%）、整平剂（0.1~0.5%）、表面活性剂（5~10%）、晶格调整剂（1~2%）、抗氧化剂（0.2~0.4%）、消泡剂（0.1~0.2%）、稳定剂（0.05~0.1%），余量为水。
所述晶粒细化剂为月桂酰胺丙酸盐，整平剂为芳香酮衍生物，表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚TX-15，晶格调整剂为酚醛缩聚物，抗氧化剂为间苯二酚，消泡剂为丙二醇嵌段聚醚L61，稳定剂为聚丙烯酰胺。
拉光：用天然钻石模具碾磨拉光。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.耐高温高导电率镀锡铜包钢线生产方法，流程包括：低碳钢盘条→酸洗→防锈→拉拔Ⅰ→热处理Ⅰ→电镀铜→拉拔Ⅱ→热处理Ⅱ→电镀锡→成品；
a酸洗，使用盐酸去除钢条盘表面的铁锈和氧化表皮；酸洗的目的是防止拉拔时氧化铁皮损伤模具和钢丝表面，为后继工艺准备良好的表面条件以及减小拉拔时的摩擦降低拉拔力；
b防锈，使用亚硝酸钠水溶液进行防锈处理；
c拉拔Ⅰ，工艺流程为水洗→电解酸洗→水洗→涂硼→拉拔；
d热处理Ⅰ,包括升温、保温、退温三个过程，互相衔接且不间断；
e电镀铜，在铁丝上覆盖铜层，达到所需的导电率40~60%；
f拉拔Ⅱ，对铜包钢进行拉拔，以获得各种规格的铜包钢线；
g热处理Ⅱ,对拉拔好的铜包钢线进行软化；
h电镀锡，在铜包钢线表面涂覆厚度6~16微米的纯锡层；在275℃的温度下，于空气中干热烘烤120分钟。
2.根据权利要求1所述的耐高温高导电率镀锡铜包钢线生产方法，其特征在于：a酸洗步骤中，盐酸浓度100~300g/L，温度为常温，酸洗60~100分钟。
3.根据权利要求1所述的耐高温高导电率镀锡铜包钢线生产方法，其特征在于： b防锈步骤中，使用10~30%亚硝酸钠水溶液进行防锈处理；亚硝酸钠属于阳极型缓蚀剂，也是氧化膜型缓蚀剂，使金属表面形成钝态的极薄致密氧化膜，造成金属离子化受阻，抑制腐蚀电化学阳极反应，减缓金属锈蚀。
4.根据权利要求1所述的耐高温高导电率镀锡铜包钢线生产方法，其特征在于： c拉拔Ⅰ步骤中；水洗：采用自来水冲洗，去除钢盘条表面残留物；
电解酸洗：在电解质溶液中将钢盘条与电解槽的阴极链接，电解极板与阳极链接；电解时产生的氢气和氧气使钢盘条表面的氧化物爆裂疏松、机械剥离，同时酸对氧化皮进行溶解；电解酸洗液采用硫酸，浓度200~500g/L，电解电流100~600A；
涂硼：在钢盘条表面涂覆硼砂；硼砂的涂覆在硼砂溶液中进行，硼砂溶液用10水硼砂Na2B4O7·10H2O配制，浓度约为300~400mg/L；工作温度为80～95℃，溶液温度高有利于对盘条表面的残酸进行充分的中和、增加硼砂在水中的溶解度和均匀度；
拉拔：在外加拉力的作用下，使金属通过模孔产生塑性变形，以获得与模孔形状、尺寸相同铁丝。
5.根据权利要求1所述的耐高温高导电率镀锡铜包钢线生产方法，其特征在于：热处理Ⅰ采用天然气热处理炉，温度在500~700℃，整个热处理时间为4~6h；软化铁丝，便于后续加工。
6.根据权利要求1所述的耐高温高导电率镀锡铜包钢线生产方法，其特征在于：电镀铜的工艺流程为：放线→电解除油→水洗→电解酸洗→水洗→预镀铜→水洗→酸性镀铜→水洗→防变色；
电解除油：在碱性溶液中，在直流电作用下将铁丝表面油污除去；使用氢氧化钠浓度：60~150g/L，温度：40~60g/L，电流：100~200A；
电解酸洗：在电解质溶液中将钢盘条与电解槽的阴极链接，电解极板与阳极链接；电解酸洗液采用硫酸，浓度200~500g/L，电解电流100~600A；
预镀铜：焦磷酸钾、焦磷酸铜溶液为镀液，以电解铜作为阳极，进行预镀铜，提高镀层结合力；焦磷酸铜浓度100~200g/L,焦磷酸钾浓度300~500g/L，PH值：8~11，温度：40~60℃；
酸性镀铜：酸性电镀铜是以铜板作阳极，槽液浓度控制在氟硼酸铜（100～300g/L），氟硼酸（30～80g/l）作电解液；
防变色：利用苯并三氮唑乙醇溶液作为防变色剂，苯并三氮唑乙醇溶液均匀涂在镀铜后的产品表面。
7.根据权利要求1所述的耐高温高导电率镀锡铜包钢线生产方法，其特征在于： h电镀锡步骤为：放线→电解除油→水洗→电解酸洗→水洗→酸性镀锡→水洗→拉光；
电解除油：在碱性溶液中，在直流电作用下将铁丝表面油污除去；使用氢氧化钠浓度：60~150g/L，温度：40~60g/L，电流：100~200A；
电解酸洗：电解酸洗：在电解质溶液中将钢盘条与电解槽的阴极链接，电解极板与阳极链接；电解酸洗液采用硫酸，浓度200~500g/L，电解电流100~600A；
酸性镀锡：以锡板作为阳极，以甲基磺酸亚锡（100~200g/L），甲基磺酸（200~300g/L），为主盐，配以310添加剂为电镀液；所述310添加剂，以重量百分比计，包括晶粒细化剂（20~30%）、整平剂（0.1~0.5%）、表面活性剂（5~10%）、晶格调整剂（1~2%）、抗氧化剂（0.2~0.4%）、消泡剂（0.1~0.2%）、稳定剂（0.05~0.1%），余量为水；
拉光：用天然钻石模具碾磨拉光。
8.根据权利要求7所述的耐高温高导电率镀锡铜包钢线生产方法，其特征在于：所述晶粒细化剂为月桂酰胺丙酸盐，整平剂为芳香酮衍生物，表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚TX-15，晶格调整剂为酚醛缩聚物，抗氧化剂为间苯二酚，消泡剂为丙二醇嵌段聚醚L61，稳定剂为聚丙烯酰胺。
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