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**表面質量,以滿足后續(xù)電鍍、焊接、沖壓等二次加工對銅原材表面日益嚴格的技術要求。銅及銅合金板帶材表面質量控制涉及整個生產(chǎn)工藝流程中的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié),其中原材料中間及成品清洗是提高表面質量相當重要的生產(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、自動化、連續(xù)化的清洗機列上完成的,涉及脫脂、酸洗、研磨、鈍化、烘干等多個環(huán)節(jié),正確運用相關的清洗技術、選擇工藝結構合理的裝備是提高原材料表面質量的關鍵,對推動我國以高性能、高精度、高表面質量為**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,實驗表明由于不同油品碳氫鏈長短類型差異很大,導致殘留物數(shù)量、揮發(fā)溫度范圍各不相同,同時由于添加劑類型、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量,也會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,沒有脫脂清洗會嚴重影響帶材的酸洗質量,因此脫脂效果的好壞決定了銅帶退火、酸洗質量的高低。
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,提高帶材表面質量。銅材及銅材合金采用連續(xù)通過式酸洗,隨著機器速度的不斷提高,在酸洗槽中通過的時間一般不超過30秒,因此與傳統(tǒng)浸泡式酸洗不同,其酸洗質量的高低取決于不同合金品種氧化層性質、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)格調整機列通過速度、注重中間退火前脫脂處理、提高退火保護質量降低帶材氧化程度等工藝措施,是保證機列生產(chǎn)效率與酸洗質量的關鍵。
3.研磨清洗
研磨清洗一般與酸洗同時進行,其作用是去除酸洗在銅材表面留下的反應層,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備。高速旋轉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,可以達到相當高的表面質量。目前研磨刷輥已成為銅材及銅材合金清洗機列關鍵工具,國內外均有化生產(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,其中應用相當?shù)氖遣捎肂TA以及BTA誘導的脂肪酸氨化合物,烷基氨化物機緩蝕劑在銅材及銅材合金表面形成一種穩(wěn)定的保護膜。為進一步提高銅材的鈍化性能,一般鈍化劑都是以BTA為主的復配鈍化劑。在連續(xù)清洗機列中,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℃,處理時間不少于4~5s。
二、銅材及銅材合金清洗技術發(fā)展
銅及銅合金材料清洗技術的進步與合金品種、潤滑技術、電氣自動化控制技術以及光亮退火技術的發(fā)展密切相關,現(xiàn)代軋機除油效果的改善、低殘留軋制潤滑油的使用、還原性退火技術等對銅材及銅材合金表面質量的提高奠定了堅實的技術基礎,推動了銅材及銅材合金清洗技術向連續(xù)化、低污染、低排放、高表面質量方向發(fā)展,當前銅材及銅材合金清洗技術的主要技術進步表現(xiàn)在:1.退火,清洗連續(xù)化生產(chǎn)技術;2.高表面質量、無污染、高效率清洗技術;3.高精度清洗后處理清刷、磨洗控制技術;4.防變色鈍化技術;5.烘干、冷卻技術。
銅及銅合金作為支持現(xiàn)代科技發(fā)展的關鍵基礎性功能材料,廣泛應用于各種高精密器件的加工制造,對材料的性能、精度和表面質量要求不斷提高,薄型化、高精度、高性能、高表面質量已成為現(xiàn)代高精銅及銅合金帶材的重要發(fā)展方向,高效率、高表面質量、節(jié)能**的新型表面清洗技術及**的工藝控制技術是未來高精銅及銅合金生產(chǎn)工藝及裝備開發(fā)的重要內容,當前新型銅材清洗技術不斷涌現(xiàn),是當今銅加工行業(yè)應重點關注的技術發(fā)展領域,新型銅及銅合金材料清洗技術的推廣應用,對提高我國高精銅及銅合金。