現(xiàn)代高精銅及銅合金必須具備光亮、平整、無污染、耐大氣腐蝕的**表面質(zhì)量,以滿足后續(xù)電鍍、焊接、沖壓等二次加工對(duì)銅原材表面日益嚴(yán)格的技術(shù)要求。銅及銅合金板帶材表面質(zhì)量控制涉及整個(gè)生產(chǎn)工藝流程中的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié),其中原材料中間及成品清洗是提高表面質(zhì)量相當(dāng)重要的生產(chǎn)工序?,F(xiàn)代高精銅及銅合金板原材料生產(chǎn)線中,清洗是在高度現(xiàn)代化、自動(dòng)化、連續(xù)化的清洗機(jī)列上完成的,涉及脫脂、酸洗、研磨、鈍化、烘干等多個(gè)環(huán)節(jié),正確運(yùn)用相關(guān)的清洗技術(shù)、選擇工藝結(jié)構(gòu)合理的裝備是提高原材料表面質(zhì)量的關(guān)鍵,對(duì)推動(dòng)我國以高性能、高精度、高表面質(zhì)量為**的高精銅及銅合金材料發(fā)展具有重要的意義。
一、銅材合金表面清洗、防銹處理
1.脫脂
表面脫脂是改善表面質(zhì)量、提高抗蝕能力的重要工序,在銅材加工生產(chǎn)中常用加工材成品表面清洗,既可單獨(dú)與烘干裝置組成脫脂清洗線,又可與酸洗、研磨、鈍化、烘干組合成脫脂-酸洗表面處理線,提高酸洗、研磨等表面處理效果。脫脂的目的是去除銅帶表面殘留的軋制工藝潤滑液及各種油污,實(shí)驗(yàn)表明由于不同油品碳?xì)滏滈L短類型差異很大,導(dǎo)致殘留物數(shù)量、揮發(fā)溫度范圍各不相同,同時(shí)由于添加劑類型、數(shù)量各不相同,退火殘留物形態(tài)、顏色也不相同,不同的火溫度下殘留物形態(tài)及數(shù)量各不相同。在銅及銅材合金表面清洗中,脫脂工序是不可缺少的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié),特別是純銅、高銅類合金,帶卷間如果殘留潤滑液,如果脫脂效果不好,即使采用帶低溫抽吸的真空高氫光亮退火也很難徹底潤滑劑分解對(duì)帶材表面的污染及退火膜,在金屬表面形成云狀的污跡不僅降低表面質(zhì)量,也會(huì)加劇表面腐蝕影響二次加工性能;另外酸洗無法帶材表面附著的殘油及各種污物,沒有脫脂清洗會(huì)嚴(yán)重影響帶材的酸洗質(zhì)量,因此脫脂效果的好壞決定了銅帶退火、酸洗質(zhì)量的高低。
2.酸洗
銅材及銅材合金酸洗主要目的在于去除加工過程中產(chǎn)生的氧化層,通常與研磨配合使用,提高帶材表面質(zhì)量。銅材及銅材合金采用連續(xù)通過式酸洗,隨著機(jī)器速度的不斷提高,在酸洗槽中通過的時(shí)間一般不超過30秒,因此與傳統(tǒng)浸泡式酸洗不同,其酸洗質(zhì)量的高低取決于不同合金品種氧化層性質(zhì)、脫脂效果、來料表面氧化程度等一系列因素,根據(jù)不同合金品種正確選擇酸液成份、根據(jù)帶材表面氧化狀況及規(guī)格調(diào)整機(jī)列通過速度、注重中間退火前脫脂處理、提高退火保護(hù)質(zhì)量降低帶材氧化程度等工藝措施,是保證機(jī)列生產(chǎn)效率與酸洗質(zhì)量的關(guān)鍵。
3.研磨清洗
研磨清洗一般與酸洗同時(shí)進(jìn)行,其作用是去除酸洗在銅材表面留下的反應(yīng)層,并磨光銅材表面,現(xiàn)代化連續(xù)清洗流水線均配有研磨清洗設(shè)備。高速旋轉(zhuǎn)的研磨刷輥在反向壓輥支撐及大量清水沖洗下,均勻、穩(wěn)定的磨光銅材表面,可以達(dá)到相當(dāng)高的表面質(zhì)量。目前研磨刷輥已成為銅材及銅材合金清洗機(jī)列關(guān)鍵工具,國內(nèi)外均有化生產(chǎn)廠家供貨,根據(jù)不同銅材合金品種、表面狀態(tài),選擇合適的刷輥線徑、磨粒目數(shù)和軟硬程度是確保研磨效果的關(guān)鍵。
4.防氧化處理
目前,大多數(shù)銅材及銅材合金本身呈堿性,極易失去電子發(fā)生氧化。特別是銅材合金本身各種元素間存在電位差異,因而在濕熱環(huán)境中極易腐蝕變色,因此銅材清洗后防止變色是表面清洗的一個(gè)重要工序。
目前銅材及銅材合金防變色抑制劑已有400多種,其中應(yīng)用相當(dāng)?shù)氖遣捎肂TA以及BTA誘導(dǎo)的脂肪酸氨化合物,烷基氨化物機(jī)緩蝕劑在銅材及銅材合金表面形成一種穩(wěn)定的保護(hù)膜。為進(jìn)一步提高銅材的鈍化性能,一般鈍化劑都是以BTA為主的復(fù)配鈍化劑。在連續(xù)清洗機(jī)列中,鈍化工藝常用于烘干前銅帶處理,也可加入脫脂液或酸洗液中,使脫脂、酸洗一次完成,稱為復(fù)合處理工藝,鈍化劑的使用條件是:濃度0.1%,溫度40~60℃,處理時(shí)間不少于4~5s。
二、銅材及銅材合金清洗技術(shù)發(fā)展
銅及銅合金材料清洗技術(shù)的進(jìn)步與合金品種、潤滑技術(shù)、電氣自動(dòng)化控制技術(shù)以及光亮退火技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān),現(xiàn)代軋機(jī)除油效果的改善、低殘留軋制潤滑油的使用、還原性退火技術(shù)等對(duì)銅材及銅材合金表面質(zhì)量的提高奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ),推動(dòng)了銅材及銅材合金清洗技術(shù)向連續(xù)化、低污染、低排放、高表面質(zhì)量方向發(fā)展,當(dāng)前銅材及銅材合金清洗技術(shù)的主要技術(shù)進(jìn)步表現(xiàn)在:1.退火,清洗連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù);2.高表面質(zhì)量、無污染、高效率清洗技術(shù);3.高精度清洗后處理清刷、磨洗控制技術(shù);4.防變色鈍化技術(shù);5.烘干、冷卻技術(shù)。
銅及銅合金作為支持現(xiàn)代科技發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)性功能材料,廣泛應(yīng)用于各種高精密器件的加工制造,對(duì)材料的性能、精度和表面質(zhì)量要求不斷提高,薄型化、高精度、高性能、高表面質(zhì)量已成為現(xiàn)代高精銅及銅合金帶材的重要發(fā)展方向,高效率、高表面質(zhì)量、節(jié)能**的新型表面清洗技術(shù)及**的工藝控制技術(shù)是未來高精銅及銅合金生產(chǎn)工藝及裝備開發(fā)的重要內(nèi)容,當(dāng)前新型銅材清洗技術(shù)不斷涌現(xiàn),是當(dāng)今銅加工行業(yè)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域,新型銅及銅合金材料清洗技術(shù)的推廣應(yīng)用,對(duì)提高我國高精銅及銅合金。