CN113969383A - 一种铜线的热镀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铜线的热镀方法，包括以下步骤，除油：向除油池内倒入除油剂，在常温下，将待处理的铜线放入除油池内浸泡，浸泡期间不停的晃动，预设时间后取出后清洗，除油剂包括氢氧化钠、硅酸钠、十二烷基磺酸钠、乳化剂、硼砂和氧化锌，酸洗：向酸洗池内倒入酸洗剂，在30‑40℃下，将除油后的铜线放入酸洗池内浸泡10‑13min，助镀：将清洗后的铜线放入助镀容器内，向助镀容器内倒入助镀液，在温度58‑68℃下向铜线表面镀助镀层；热镀：将助镀后的铜线放入锌池内进行热镀工艺。本发明氯化亚锡、聚醚多元醇和环氧树脂组合，可减缓镀层表面腐蚀程度。

Description

一种铜线的热镀方法
技术领域
本发明涉及铜线制作技术领域，尤其涉及一种铜线的热镀方法。
背景技术
热镀是将清洁处理过的工件放入溶化的锌池内等温后取出、工件表面会包上比较厚的锌、一般达0.2mm以上、用在户外的螺栓螺母、大型钢铁构件等，可几十年不锈。在澳大利亚、凡是户外的钢铁构件必须热镀锌，包括铁栏杆铁门等，而直接对铜线热镀锌层，耐腐蚀性差，尤其在沿海地区。
发明内容
本发明为了解决现有技术的上述不足，提出了一种铜线的热镀方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种铜线的热镀方法，包括以下步骤，
除油：向除油池内倒入除油剂，在常温下，将待处理的铜线放入除油池内浸泡，浸泡期间不停的晃动，预设时间后取出后清洗，除油剂包括氢氧化钠30-45份、硅酸钠12-16份、十二烷基磺酸钠8-12份、乳化剂10-15份、硼砂7-11份和氧化锌5-10份；
氢氧化钠的碱性极强，碱含量高时，皂化作用越强，对矿物油脂和动植物油脂均有良好的除去功效，但由于氢氧化钠碱性极强，对金属有一定的氧化和腐蚀作用，而硅酸钠分子能在铜线表面形成薄膜，保护金属层表面免受氢氧化钠的腐蚀，且碳酸钠对油脂的乳化作用较强，可除去不能发生皂化反应的矿物油脂；锌为活泼金属，可使氢氧化钠优先于氧化锌发生还原反应，从而防止铜线被腐蚀；加入硼砂，可以降低碱度对金属，特别是钢铁件和铝合金有保护作用和防锈功能；十二烷基磺酸钠为表面活性剂，配合乳化剂，浸透油脂层后使油脂微粒化，表面活性剂使油脂微粒乳化分散在水中，从而达到除掉油脂的目的。
酸洗：向酸洗池内倒入酸洗剂，在30-40℃下，将除油后的铜线放入酸洗池内浸泡10-13min。
清洗：将酸洗后的铜线放入超声波内清洗4次；
助镀：将清洗后的铜线放入助镀容器内，向助镀容器内倒入助镀液，在温度58-68℃下向铜线表面镀助镀层，助镀液的最适温度是58-68℃,温度较低，助熔剂附着会不均匀且没效果；温度较高，则助熔剂附着太厚，增加消耗；
热镀：将助镀后的铜线放入锌池内进行热镀工艺。
优选的，酸洗剂包括盐酸40-55份、柠檬酸10-15份、乙二胺四乙酸10-15份、松香胺聚氧乙烯醚12-17份和苯骈三氮唑7-11份。
乙二胺四乙酸为一种重要络合剂，能和金属、稀土元素和过渡金属等形成稳定的水溶性络合物，可将酸洗下的铁锈等含金属的杂质相容，加快金属溶液清洗速度，松香胺聚氧乙烯醚能改变腐蚀化学过程的阴极反应或者阳极反应的活化能，避免酸洗中，酸对金属的腐蚀，减缓被氧化，松香胺聚氧乙烯醚是一种有效的金属缓蚀剂，苯骈三氮唑可用于防锈，对铜的防腐蚀效果特别明显，用于铜及铜合金的气相缓蚀剂，苯并三氮唑可与铜原子形成共价键和配位键，相互多替成链状聚合物，在铜加表面组成多层保护膜，使铜的表面不起氧化还原反应，不发生氢气，起防蚀作用，苯并三氮唑配合松香胺聚氧乙烯醚，能有效的防止铜线被腐蚀的同时，在铜线表面形成保护膜，柠檬酸对金属腐蚀性小，柠檬酸未添加氯离子，故不会引起铜线的应力腐蚀，柠檬酸能够络合Fe3+，削弱Fe3+对腐蚀的促进作用，由于除油剂为碱性，酸洗还可去除铜线上残留的除油剂。
优选的，助镀液包括氯化锌20-30份、氯化铵10-15份、氯化亚锡5-8份、聚醚多元醇4-7份和环氧树脂5-8份。
氯化亚锡可保证在电镀时，镀层不易脱落，在镀化过程中，还可作为敏化剂，使镀膜亮度好，聚醚多元醇可作为浸润剂，使铜线与氯化锌和氯化铵快速浸润和反应，加快助镀层的形成，加快铜线表面形成一层薄的保护膜，加大贴合度，环氧树脂耐化学性，提高镀层的化学性质稳定性，保护金属基体表面。
优选的，乳化剂包括质量比为1:1的脂肪酸皂和聚氧乙烯醚。
聚氧乙烯醚为非离子活性剂，具有乳化、发泡、去污的作用，脂肪酸皂又名脂肪酸钾皂是一种阴离子表面活性剂，可作为高效洗净型的主体活性物，在碱性条件下，能任意与阴离子、非离子及高聚物阳离子表面活性剂复配，脂肪酸皂和聚氧乙烯醚配合，可增加碱性除油的效率。
优选的，助镀工艺还包括将铜线浸泡在助镀液内30-45s，将浸泡后的铜线放入烘干器内，在温度150-250℃下，将表面的水份烘干的同时提高铜线的温度，烘干时间为6-8min，将烘干后的铜线进行热镀工艺。
优选的，热镀工艺包括在锌液为500-600℃下，将铜线放入锌池内浸泡4-8min。
优选的，该方法还包括
冷却：将热镀后的铜线放入冷却池内，以冷却速度为17℃/s冷却至常温。
优选的，除油浸泡时间为9-15min。
与现有技术相比，本发明的有益效果：氯化亚锡、聚醚多元醇和环氧树脂组合，可减缓镀层表面腐蚀程度。
具体实施方式
下面结合实施例对发明进行详细的说明。
实施例1
本发明提出的一种铜线的热镀方法，包括以下步骤，
除油：向除油池内倒入除油剂，在常温下，将待处理的铜线放入除油池内浸泡，浸泡期间不停的晃动，9min后取出后清洗，除油剂包括氢氧化钠30份、硅酸钠12份、十二烷基磺酸钠8份、乳化剂10份、硼砂7份和氧化锌5份；
酸洗：向酸洗池内倒入酸洗剂，在30℃下，将除油后的铜线放入酸洗池内浸泡10min，酸洗剂包括盐酸40份、柠檬酸10份、乙二胺四乙酸10份、松香胺聚氧乙烯醚12份和苯骈三氮唑7份。
清洗：将酸洗后的铜线放入超声波内清洗4次；
助镀：将清洗后的铜线放入助镀容器内，向助镀容器内倒入助镀液内30s，在温度58℃下向铜线表面镀助镀层，助镀液包括氯化锌20份、氯化铵10份、氯化亚锡5份、聚醚多元醇4份和环氧树脂5份，将浸泡后的铜线放入烘干器内，在温度150℃下，将表面的水份烘干的同时提高铜线的温度，烘干时间为6min；
热镀：在锌液为500℃下，将助镀后的铜线放入锌池内浸泡4min；
冷却：将热镀后的铜线放入冷却池内，以冷却速度为17℃/s冷却至常温。
实施例2
一种铜线的热镀方法，包括以下步骤，
除油：向除油池内倒入除油剂，在常温下，将待处理的铜线放入除油池内浸泡，浸泡期间不停的晃动，13min后取出后清洗，除油剂包括氢氧化钠40份、硅酸钠14份、十二烷基磺酸钠10份、乳化剂13份、硼砂10份和氧化锌8份；
酸洗：向酸洗池内倒入酸洗剂，在35℃下，将除油后的铜线放入酸洗池内浸泡11min，酸洗剂包括盐酸50份、柠檬酸10-15份、乙二胺四乙酸12份、松香胺聚氧乙烯醚15份和苯骈三氮唑9份。
清洗：将酸洗后的铜线放入超声波内清洗4次；
助镀：将清洗后的铜线放入助镀容器内，向助镀容器内倒入助镀液内40s，在温度60℃下向铜线表面镀助镀层，助镀液包括氯化锌25份、氯化铵12份、氯化亚锡7份、聚醚多元醇6份和环氧树脂6份，将浸泡后的铜线放入烘干器内，在温度200℃下，将表面的水份烘干的同时提高铜线的温度，烘干时间为7min；
热镀：在锌液为550℃下，将助镀后的铜线放入锌池内浸泡7min；
冷却：将热镀后的铜线放入冷却池内，以冷却速度为17℃/s冷却至常温。
实施例3
一种铜线的热镀方法，包括以下步骤，
除油：向除油池内倒入除油剂，在常温下，将待处理的铜线放入除油池内浸泡，浸泡期间不停的晃动，15min后取出后清洗，除油剂包括氢氧化钠45份、硅酸钠16份、十二烷基磺酸钠12份、乳化剂15份、硼砂11份和氧化锌10份；
酸洗：向酸洗池内倒入酸洗剂，在40℃下，将除油后的铜线放入酸洗池内浸泡13min，酸洗剂包括盐酸55份、柠檬酸15份、乙二胺四乙酸15份、松香胺聚氧乙烯醚17份和苯骈三氮唑11份。
清洗：将酸洗后的铜线放入超声波内清洗4次；
助镀：将清洗后的铜线放入助镀容器内，向助镀容器内倒入助镀液内45s，在温度68℃下向铜线表面镀助镀层，助镀液包括氯化锌30份、氯化铵15份、氯化亚锡8份、聚醚多元醇7份和环氧树脂8份，将浸泡后的铜线放入烘干器内，在温度250℃下，将表面的水份烘干的同时提高铜线的温度，烘干时间为8min；
热镀：在锌液为600℃下，将助镀后的铜线放入锌池内浸泡8min；
冷却：将热镀后的铜线放入冷却池内，以冷却速度为17℃/s冷却至常温。
对照例1
本对照例与实施例3基本一致，不同之处在于：
除油剂包括氢氧化钠35份、氢氧化钾15份和氯化钠15份。
实施例4
本实施例与实施例3基本一致，不同之处在于：
除油剂中，未添加硅酸钠和硼砂。
实施例5
本实施例与实施例3基本一致，不同之处在于：
除油剂中，未添加十二烷基磺酸钠和氧化锌。
实施例6
本实施例与实施例3基本一致，不同之处在于：
除油剂中，未添加乳化剂。
实施例7
本实施例与实施例3基本一致，不同之处在于：
乳化剂中，未添加脂肪酸皂。
观察上述实施例与对照例除油后的铜线表面可知：
实施例1、实施例2、实施例3除油后的铜线表面均无明显油渍，铜线表面光泽整齐，无明显缺陷，但实施例1、实施例2的光泽度均低于实施例3；
实施例4除油后的铜线表面无明显油渍，表面光泽低于实施例1、实施例2和实施例3，铜线表面部分有腐蚀痕迹，实施例3与实施例4对照可知，硅酸钠结合硼砂，能有效地抑制碱性对铜线的腐蚀程度；
实施例5除油后的铜线表面有轻微油渍，表面光泽度高于实施例4低于实施例1和实施例2，铜线表面有轻微腐蚀痕迹，腐蚀痕迹低于实施例4，实施例3与实施例5对照可知，十二烷基磺酸钠可增加除油效果，氧化锌可减少碱性对铜线的腐蚀；
实施例6除油后的铜线表面有较为明显油渍，表面光泽度高于实施例4低于实施例5，铜线表面无明显缺陷，实施例3与实施例6对照可知，乳化剂可增加除油效果；
实施例7除油后的铜线有轻微油渍，但油渍程度低于实施例6高于实施例5，铜线表面无明显缺陷，实施例3与实施例7对照可知，脂肪酸皂可增加除油效果；
对照例1除油后的铜线表面有较为明显的油渍痕迹，且铜线光泽均低于上述实施例，铜线表面有较为明显的腐蚀痕迹，对照例1没有添加硅酸钠、硼砂和氧化锌来抑制碱性对铜线的腐蚀，也没有添加十二烷基磺酸钠和乳化剂增强除油效果。
实施例8
本实施例与实施例1基本一致，不同之处在于：
酸洗剂未添加乙二胺四乙酸。
实施例9
本实施例与实施例1基本一致，不同之处在于：
酸洗剂未添加松香胺聚氧乙烯醚和苯骈三氮唑。
对照例2
本对照例与实施例1基本一致，不同之处在于：
酸洗剂为硫酸50份。
观察上述实施例与对照例2酸洗过程和酸洗后的铜线表面可知：
实施例1、实施例2和实施例3表面无明显残留物和铁锈，且表面整齐无明显腐蚀痕迹，但实施例2和实施例3酸洗时间大于实施例1；
实施例8酸洗10min时，铜线表面还有较为明显的铁锈，需酸洗17min时，铜线表面才无明显铁锈痕迹，实施例1和实施例8对照可知，乙二胺四乙酸可加速酸洗过程，加快酸洗时间，提高效率；
实施例9酸洗10min时，铜线表面无明显铁锈痕迹，但观察酸洗后的铜线可知，铜线表面有较为明显的腐蚀痕迹，实施例1和实施例9对照可知，松香胺聚氧乙烯醚配合苯骈三氮唑，可减少酸洗中，酸溶液对铜线的腐蚀；
对照例2酸洗10min时，铜线依旧有明显的铁锈痕迹，需酸洗22min后，铜线无明显铁锈痕迹，观察对照例2酸洗后的铜线表面可知，铜线表面腐蚀痕迹有严重，对照例2直接采用硫酸酸洗，并未添加乙二胺四乙酸提高酸洗效率，也未添加松香胺聚氧乙烯醚和苯骈三氮唑防止腐蚀。
实施例10
本实施例与实施例1基本一致，不同之处在于：
助镀液未添加氯化亚锡。
实施例11
本实施例与实施例1基本一致，不同之处在于：
助镀液未添加聚醚多元醇和环氧树脂。
对照例3
本对照例与实施例1基本一致，不同之处在于：
未采用助镀工艺。
对照例4
本对照例与实施例1基本一致，不同之处在于：
助镀液未添加氯化亚锡、聚醚多元醇和环氧树脂。
对照例5
本对照例与实施例1基本一致，不同之处在于：
未添加冷却工艺。
对实施例1、实施例2、实施例3、实施例10、实施例11、对照例3和对照例4热镀后的铜线进行中性盐雾测试，观察铜线表面镀层腐蚀情况，结果如表1所示；其中，中性盐雾测试根据国标号为GB/T10125-2012的方法进行，喷雾室温度为35℃，NaCl浓度为50g/L，盐水pH值为7.0。
表1
Figure BDA0003320870610000071
Figure BDA0003320870610000081
Figure BDA0003320870610000091
从表1可知，实施例1为最优方案，实施例10未添加氯化亚锡，在第10天的时候铜线表面镀层开始出现腐蚀现象，实施例11未添加聚醚多元醇和环氧树脂，在第9天的时候铜线表面镀层开始出现腐蚀现象，且腐蚀速度快，第10天的时候，腐蚀面积约为17％，由此可见，氯化亚锡、聚醚多元醇和环氧树脂可减缓镀层表面腐蚀程度，对照例3未采用助镀工艺，对照例5未添加冷却工艺，铜线腐蚀速度均高于实施例1、实施例2和实施例3。
在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。
上述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利和保护范围应以所附权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种铜线的热镀方法，其特征在于，包括以下步骤，
除油：向除油池内倒入除油剂，在常温下，将待处理的铜线放入除油池内浸泡，浸泡期间不停的晃动，预设时间后取出后清洗，所述除油剂包括氢氧化钠30-45份、硅酸钠12-16份、十二烷基磺酸钠8-12份、乳化剂10-15份、硼砂7-11份和氧化锌5-10份；
酸洗：向酸洗池内倒入酸洗剂，在30-40℃下，将除油后的铜线放入酸洗池内浸泡10-13min。
清洗：将酸洗后的铜线放入超声波内清洗4次；
助镀：将清洗后的铜线放入助镀容器内，向助镀容器内倒入助镀液，在温度58-68℃下向铜线表面镀助镀层；
热镀：将助镀后的铜线放入锌池内进行热镀工艺。
2.如权利要求1所述的一种铜线的热镀方法，其特征在于，所述酸洗剂包括盐酸40-55份、柠檬酸10-15份、乙二胺四乙酸10-15份、松香胺聚氧乙烯醚12-17份和苯骈三氮唑7-11份。
3.如权利要求1所述的一种铜线的热镀方法，其特征在于，所述助镀液包括氯化锌20-30份、氯化铵10-15份、氯化亚锡5-8份(在ABS电镀时加入本品镀层不易脱落)、聚醚多元醇4-7份和环氧树脂5-8份。
4.如权利要求1所述的一种铜线的热镀方法，其特征在于，所述乳化剂包括质量比为1:1的脂肪酸皂和聚氧乙烯醚。
5.如权利要求3所述的一种铜线的热镀方法，其特征在于，所述助镀工艺还包括将铜线浸泡在助镀液内30-45s，将浸泡后的铜线放入烘干器内，在温度150-250℃下，将表面的水份烘干的同时提高铜线的温度，烘干时间为6-8min，将烘干后的铜线进行热镀工艺。
6.如权利要求4所述的一种铜线的热镀方法，其特征在于，所述热镀工艺包括在锌液为500-600℃下，将铜线放入锌池内浸泡4-8min。
7.如权利要求1-6任意一项所述的一种铜线的热镀方法，其特征在于，该方法还包括冷却：将热镀后的铜线放入冷却池内，以冷却速度为17℃/s冷却至常温。
8.如权利要求1所述的一种铜线的热镀方法，其特征在于，所述除油浸泡时间为9-15min。
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孔纲,卢锦堂,许乔瑜: "热浸镀锌助镀工艺的研究与应用", 材料保护 *

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Denomination of invention: A Hot Plating Method for Copper Wire

Effective date of registration: 20230531

Granted publication date: 20230407

Pledgee: Yingtan branch of Jiujiang Bank Co.,Ltd.

Pledgor: GUIXI AOTAI COPPER INDUSTRY Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980042508

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