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銅排及銅合金中性環保表面出光技術及其應用

放大字體  縮小字體 發布日期:2012-12-19  來源:互聯網  作者:未知  瀏覽次數:221
核心提示:介紹了采用傳統方法去除銅黑膜存在的種種缺點,指出了采用FJY環保型去銅黑膜技術、防銅變色技術在去除銅黑膜、防止銅變色方面所表現出的突出特點,給出了該系列技術在電力、電工、電子領域成功應用的實例。
    對于常用的純金屬導電材料而言,電導率由高到低的順序依次是銀、銅、金、鋁、錫、鋅、鐵、鉛等。由于金屬銀價格昂貴,通常選用銅用作電的良導體。所以銅及其合金材料是大功率電力傳輸設備、變配電設備、大電流整流設備等零部件制造中的基礎金屬材料。但是,在大氣環境(特別是在潮濕或海洋性環境)中,銅及其合金很容易氧化變黑或產生綠銹,顯著降低了電連接體搭接面的導電性。
    為了阻止銅的氧化或改善銅導體(如銅排)的表面導電性,通常采用表面鍍銀、鍍錫(燙錫)、鍍鎳(如無光鎳)、鍍金(電路板的插針)等鍍覆技術對銅進行表面導電改性。不論采用何種表面鍍覆技術,都需要對已經變色的銅件進行鍍前處理,除去銅表面的油污及氧化膜。去除油污的方法多為化學或電化學方法,如化學去油法包括有機溶劑去油(有時也稱之為物理去油)、皂化去油和乳化去油。電化學去油法包括陰極電解去油和陽極電解去油。而去除銅及其合金表面氧化層的方法則是多種多樣,常用方法簡述如下:
 1、去銅氧化膜方法簡介
    1.1堿性去除法
    堿性去除法包括兩類,一類是堿性氰化物除去法:采用劇毒的氰化鈉(10~20g/L)浸泡銅件以除掉其表面的氧化膜。該方法只能在電鍍廠,且有環保措施及廢水處理條件的工廠內進行。第二類是堿性電解去除法:在含有氫氧化鈉(100~150g/L)、酒石酸鈉(20~30g/L)的溶液中電解銅件,達到去除銅氧化膜的目的,但該方法不適合去除形狀復雜銅件表面的氧化膜。
    2.2酸性去除法
    酸性去銅氧化膜的原理非常簡單,利用酸與銅表面的氧化物反應生成銅鹽和水的化學作用去除銅氧化膜。在實際生產中,經常采用酸性去膜法。在多數情況下,用20~40%的硝酸浸泡銅件就可以去除銅黑膜。用硝酸去銅黑膜的另一優點是在去除黑膜的同時還可以對銅件進行化學出光。但是用硝酸去銅黑膜時,會產生有毒的氮氧化物氣體,該氣體對人體有害且污染環境。
    為了避免硝酸去銅黑膜法析出有毒氣體的缺點,有人采用硫酸(15~30%)去銅膜法,采用該方法去銅黑膜不會釋放有毒氣體。但是,該方法對銅件無出光作用,生產效率低。因此,有人在硫酸液中加入雙氧水、磷酸、鉻酐等改善出光效果,也有人在硫酸液中加入鹽酸(10~20%)以提高去黑膜速度。
    不論采用哪一種酸性去膜黑膜法,都存在四大問題:1.去膜后的表面很容易再次發紅(或有彩色),后續鍍覆困難;2.酸液對環境有污染,需要經過廢水處理后才能排放;3.對于多數的銅合金,酸處理后零件表面粗糙,如黃銅(銅鋅合金)經酸處理后,會出現脫鋅腐蝕,表面有紅銅粉殘留,不宜進行后續鍍覆加工。
    2.3機械打磨法
為了避免堿性、酸性去銅黑膜方法存在的一系列問題,人們只好采用最原始的機械拋磨法去除銅黑膜。用拋光輪等打磨工具拋磨掉銅件表面的黑膜。但這種方法也有兩大缺點:1. 生產效率低、勞動強度大,有粉塵和噪音污染;2.對于形狀有突變(如拐角)的部位無法進行拋磨加工。
2FJY環保去除法
    為了解決上述各種去除銅黑膜方法存在的種種問題,西安創景金屬表面處理有限公司成功推出了FJY系列環保型快速去除銅黑膜技術、以及防銅表面再次氧化技術。該系列技術不僅克服了當前常用技術存在的環境污染等諸多問題,而且是生產效率成倍提高;不僅可以輕易去除拐角部位的銅黑膜,而且在去膜過程中不腐蝕銅基體。該技術已成功應用于銅件鍍銀,匯流排鍍錫、鍍鎳,熱塑套管排、環氧涂覆排的局部表面導電處理以及電工總成及復合銅構件的局部導電后處理等領域。該技術施工簡便,成本低廉,是替代傳統技術的最佳選擇。
    對于新加工的銅排,還可以采用FJY系列防銅氧化變色技術,保持銅表面長期不變色。經防變色處理的銅件在鍍覆前可以省去鍍前去氧化膜處理工序,操作簡便、節約成本。
3、應用簡介
    3.1真空滅弧室去銅黑膜:真空滅弧室是電力系統的關鍵部件,為提高電連接部位的導電性,需對滅弧室表面進行鍍銀加工。在鍍銀前處理過程中,以前采用表面拋光的方法去除銅件表面的氧化膜,噪音、粉塵污染嚴重,拐角部位拋光不徹底,拋磨后表面光潔度下降。采用FJY去銅黑膜技術之后,可以輕易去除銅件表面全部氧化膜,并能保持工件表面原有光潔度不變。鍍銀表面呈鏡面光澤,鍍銀層抗變色能力大幅度提高。
    3.2匯流排去銅黑膜:匯流排(俗稱母排)廣泛用于大電流電力傳輸系統中,大功率變配電設備、電解整流裝置、軟連接等產品的制造中大量使用不同規格的導電排,最常用的導電排是純銅排,近期開始采用新型銅-鋁復合排,也有人使用鋁基鍍銅排。但是,不論使用的是哪一種形式的導電排,其電連接面均為純銅材料。純銅在大氣環境下會因氧化、腐蝕而產生黑膜或銅銹,表面接觸電阻增大、導電性能劣化。采用FJY去銅黑膜技術,可以毫無腐蝕地去除匯流排表面全部氧化膜,便于進行后續表面鍍銀、鍍鎳、鍍錫(或燙錫)加工。
    3.3套管排去銅黑膜:部分銅排用戶要求在銅排非搭接部位熱封套管,或噴涂環氧樹脂封裝材料。在加熱熱塑套管或環氧樹脂加熱固化過程中,裸露的銅排搭接面容易氧化變色,導致電連接面接觸不良。對于這類銅排,絕對不能用酸、堿去膜法,若采用機械拋磨或砂紙打磨法,不僅費工費時,而且不能徹底去除氧化層。采用FJY環保去膜法,不僅生產效率高,而且可以徹底去除裸露面上所有部位的氧化層。
    3.4互感器等總成局部去除銅黑膜:很多電工裝備,需要對其總成(如互感器等)的局部進行表面導電加工(如鍍錫、鍍銀、鍍鎳等)。對于這類裝備,不可能進行整體電鍍,只能采用刷鍍的方法。在刷鍍的前處理過程中,只能采用局部去氧化膜方法。采用FJY環保去膜法,是刷鍍加工這類零部件(總成)時的最佳鍍前處理方法。
5、結論
    5.1采用傳統的堿性去膜、酸性去膜。以及機械拋磨法去除銅表面的氧化膜存在安全隱患、污染環境、生產效率低等缺點。
    5.2采用FJY環保型去銅黑膜技術,可以克服傳統方法的種種不足,生產效率高、成本低廉。
    5.3采用FJY防銅變色技術,可以防止銅件表面產生黑膜,可以省去鍍前處理工序。
    5.4該系列技術已成功應用于多種電力、電子部件的表面加工處理,使用效果優于傳統技術。
 
 
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