對(duì)于常用的純金屬導(dǎo)電材料而言,電導(dǎo)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(jià)格昂貴,通常選用銅用作電的良導(dǎo)體。所以銅及其合金材料是大功率電力傳輸設(shè)備、變配電設(shè)備、大電流整流設(shè)備等零部件制造中的基礎(chǔ)金屬材料。但是,在大氣環(huán)境(特別是在潮濕或海洋性環(huán)境)中,銅及其合金很容易氧化變黑或產(chǎn)生綠銹,顯著降低了電連接體搭接面的導(dǎo)電性。
為了阻止銅的氧化或改善銅導(dǎo)體(如銅排)的表面導(dǎo)電性,通常采用表面鍍銀、鍍錫(燙錫)、鍍鎳(如無(wú)光鎳)、鍍金(電路板的插針)等鍍覆技術(shù)對(duì)銅進(jìn)行表面導(dǎo)電改性。不論采用何種表面鍍覆技術(shù),都需要對(duì)已經(jīng)變色的銅件進(jìn)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(xué)或電化學(xué)方法,如化學(xué)去油法包括有機(jī)溶劑去油(有時(shí)也稱之為物理去油)、皂化去油和乳化去油。電化學(xué)去油法包括陰極電解去油和陽(yáng)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(jiǎn)述如下:
1、去銅氧化膜方法簡(jiǎn)介
1.1堿性去除法
堿性去除法包括兩類(lèi),一類(lèi)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(huán)保措施及廢水處理?xiàng)l件的工廠內(nèi)進(jìn)行。第二類(lèi)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(dá)到去除銅氧化膜的目的,但該方法不適合去除形狀復(fù)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(jiǎn)單,利用酸與銅表面的氧化物反應(yīng)生成銅鹽和水的化學(xué)作用去除銅氧化膜。在實(shí)際生產(chǎn)中,經(jīng)常采用酸性去膜法。在多數(shù)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(yōu)點(diǎn)是在去除黑膜的同時(shí)還可以對(duì)銅件進(jìn)行化學(xué)出光。但是用硝酸去銅黑膜時(shí),會(huì)產(chǎn)生有毒的氮氧化物氣體,該氣體對(duì)人體有害且污染環(huán)境。
為了避免硝酸去銅黑膜法析出有毒氣體的缺點(diǎn),有人采用硫酸(15~30%)去銅膜法,采用該方法去銅黑膜不會(huì)釋放有毒氣體。但是,該方法對(duì)銅件無(wú)出光作用,生產(chǎn)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(wèn)題:1.去膜后的表面很容易再次發(fā)紅(或有彩色),后續(xù)鍍覆困難;2.酸液對(duì)環(huán)境有污染,需要經(jīng)過(guò)廢水處理后才能排放;3.對(duì)于多數(shù)的銅合金,酸處理后零件表面粗糙,如黃銅(銅鋅合金)經(jīng)酸處理后,會(huì)出現(xiàn)脫鋅腐蝕,表面有紅銅粉殘留,不宜進(jìn)行后續(xù)鍍覆加工。
2.3機(jī)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(wèn)題,人們只好采用最原始的機(jī)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(diǎn):1. 生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大,有粉塵和噪音污染;2.對(duì)于形狀有突變(如拐角)的部位無(wú)法進(jìn)行拋磨加工。
2、FJY環(huán)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(wèn)題,西安創(chuàng)景金屬表面處理有限公司成功推出了FJY系列環(huán)保型快速去除銅黑膜技術(shù)、以及防銅表面再次氧化技術(shù)。該系列技術(shù)不僅克服了當(dāng)前常用技術(shù)存在的環(huán)境污染等諸多問(wèn)題,而且是生產(chǎn)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(guò)程中不腐蝕銅基體。該技術(shù)已成功應(yīng)用于銅件鍍銀,匯流排鍍錫、鍍鎳,熱塑套管排、環(huán)氧涂覆排的局部表面導(dǎo)電處理以及電工總成及復(fù)合銅構(gòu)件的局部導(dǎo)電后處理等領(lǐng)域。該技術(shù)施工簡(jiǎn)便,成本低廉,是替代傳統(tǒng)技術(shù)的最佳選擇。
對(duì)于新加工的銅排,還可以采用FJY系列防銅氧化變色技術(shù),保持銅表面長(zhǎng)期不變色。經(jīng)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(jiǎn)便、節(jié)約成本。
3、應(yīng)用簡(jiǎn)介
3.1真空滅弧室去銅黑膜:真空滅弧室是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,為提高電連接部位的導(dǎo)電性,需對(duì)滅弧室表面進(jìn)行鍍銀加工。在鍍銀前處理過(guò)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(yán)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(shù)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(tǒng)中,大功率變配電設(shè)備、電解整流裝置、軟連接等產(chǎn)品的制造中大量使用不同規(guī)格的導(dǎo)電排,最常用的導(dǎo)電排是純銅排,近期開(kāi)始采用新型銅-鋁復(fù)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(dǎo)電排,其電連接面均為純銅材料。純銅在大氣環(huán)境下會(huì)因氧化、腐蝕而產(chǎn)生黑膜或銅銹,表面接觸電阻增大、導(dǎo)電性能劣化。采用FJY去銅黑膜技術(shù),可以毫無(wú)腐蝕地去除匯流排表面全部氧化膜,便于進(jìn)行后續(xù)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(huán)氧樹(shù)脂封裝材料。在加熱熱塑套管或環(huán)氧樹(shù)脂加熱固化過(guò)程中,裸露的銅排搭接面容易氧化變色,導(dǎo)致電連接面接觸不良。對(duì)于這類(lèi)銅排,絕對(duì)不能用酸、堿去膜法,若采用機(jī)械拋磨或砂紙打磨法,不僅費(fèi)工費(fèi)時(shí),而且不能徹底去除氧化層。采用FJY環(huán)保去膜法,不僅生產(chǎn)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(duì)其總成(如互感器等)的局部進(jìn)行表面導(dǎo)電加工(如鍍錫、鍍銀、鍍鎳等)。對(duì)于這類(lèi)裝備,不可能進(jìn)行整體電鍍,只能采用刷鍍的方法。在刷鍍的前處理過(guò)程中,只能采用局部去氧化膜方法。采用FJY環(huán)保去膜法,是刷鍍加工這類(lèi)零部件(總成)時(shí)的最佳鍍前處理方法。
5、結(jié)論
5、結(jié)論
5.1采用傳統(tǒng)的堿性去膜、酸性去膜。以及機(jī)械拋磨法去除銅表面的氧化膜存在安全隱患、污染環(huán)境、生產(chǎn)效率低等缺點(diǎn)。
5.2采用FJY環(huán)保型去銅黑膜技術(shù),可以克服傳統(tǒng)方法的種種不足,生產(chǎn)效率高、成本低廉。
5.3采用FJY防銅變色技術(shù),可以防止銅件表面產(chǎn)生黑膜,可以省去鍍前處理工序。
5.4該系列技術(shù)已成功應(yīng)用于多種電力、電子部件的表面加工處理,使用效果優(yōu)于傳統(tǒng)技術(shù)。