一种铜合金带材表面处理工艺及铜合金带材表面处理设备制造技术

本发明专利技术公开了一种铜合金带材表面处理工艺，包括A）放卷、缓蚀‑钝化处理、表面清洗处理、表面固化处理、收卷；该工艺步骤少、环保，并且铜合金带材表面的细小空隙也能处理完全，合格率高，能够耐高温及盐雾腐蚀。本发明专利技术还公开了实现上述铜合金带材处理工艺的设备，包括带材放卷装置、化学反应槽、超声波水洗槽、高压喷淋冲洗装置、钝化热水槽、烘干装置、带材收卷装置。

【技术实现步骤摘要】
一种铜合金带材表面处理工艺及铜合金带材表面处理设备
本专利技术涉及金属材料表面化学处理及机械自动化领域，特别是涉及一种铜合金带材表面处理工艺和铜合金带材表面处理设备。
技术介绍
目前，铜合金在仪器仪表及通讯领域被广泛应用，然而当铜合金应用到通讯
作为屏蔽件产品对PCB板核心元器件进行信号屏蔽保护时，需用锡焊将铜合金屏蔽件焊接在PCB板上，焊接部位仍会产生发黄发黑现象；同时，在使用于电气元器件壳体等情况时，抗盐雾耐久性普遍不高。为提高铜合金的防高温氧化变色性能和抗盐雾耐久性，需要在其表面制备钝化膜层。传统的铜合金防高温氧化变色方法是，采用全油轧制，表面脱脂，净化水冲洗，百洁布表面抛光，惰性气体低温回火处理等一系列工序，工艺流程复杂，生产效率低、成本高，形成的铜合金表面没有有效钝化膜层，防高温氧化变色性能不稳定，抗盐雾耐久性不高，表面处理工艺流程中干扰因素较多，难以达到稳定、连续的成品产出，废品率高，规模化生产受到一定限制。现有技术生产防变色的铜合金带材，主要是通过改善材料清洗过程的表面抛光刷洗环节，即通过加强对材料表面的研磨，尽可能减少铜合金表面的刷痕或沟槽，以减少清洗过程有害杂质离子等在此处的残留，达到表面洁净效果，使铜合金在较高温度加热烘烤时不易氧化发黄。尽管使用高目数的百洁布辊刷，虽然提高了表面的光洁度，也大幅减少了表面刷痕和沟槽的存在，但由于受力不均匀，很难做到每一寸铜合金带材都处理完全，特别在使用后期无法控制辊刷的质量和表面粗糙度，而此类辊刷成本极高；采用去离子水系统配制的清洗水，仍然残留了一定浓度的杂质离子，不确定性增强，可能进一步影响表面清洗效果，使用时间越长，风险越高；此技术因没有对铜合金表面形成真正的保护膜层，在后序生产过程中其表面仍有与外部污染源接触的可能，如通过精整设备、拉弯矫直过程、操作者等不可避免的接触过程中，在材料的使用上仍有加热局部发黄的现象。中国专利CN201410338998.6公开了一种铜板表面处理工艺，其工艺为步骤一：除油；步骤二：一次过硫酸；步骤三：洗铜；步骤四：二次过硫酸；步骤五：钝化；步骤六：甩干；步骤七：烘干。其工艺使用大量的硫酸来除去铜合金表面的金属杂质，增加了后期处理硫酸废水的成本，并且工艺步骤多，增加了生产时间。中国专利CN201710033315.X公开了一种铜合金表面处理工艺，其使用磁力抛光代替了传统的酸洗、机械摩擦抛光（喷砂、百洁布磨刷）等步骤，解决了酸洗过程中工件尺寸不良的问题，但是其设备要求、生产成本较高。目前有研究者想通过表面化学处理的方法，使铜合金表面形成钝化层，但仍存在钝化不匀、钝化浓度无法精准控制、钝化液易被污染或干扰等情况，严重影响使用效果等问题，难以形成一定规模的产业。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种铜合金表面处理工艺，具有工艺步骤少、环保、合格率高、经过加工的铜合金带材能够耐高温及盐雾腐蚀等优点。本专利技术的另一目的在于，提供一种运行所述铜合金带材表面处理工艺的设备。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种铜合金带材表面处理工艺，包括以下步骤：A）放卷：铜合金带材放卷；B）缓蚀-钝化处理：将铜合金带材浸入缓蚀-钝化处理液中，缓蚀-钝化处理液对铜合金带材表面进行缓蚀-钝化反应；C）表面清洗处理：将缓蚀-钝化反应后的铜合金带材在水中进行超声波震荡漂洗处理，再用水进行高压喷淋冲洗；D）表面固化处理：将铜合金带材浸入温度大于等于75℃的钝化热水中进行表面固化处理；E）收卷：烘干后收卷铜合金带材。带材经过缓蚀-钝化处理后会在合金表面形成一层保护膜，在表面固化处理之前，这层保护膜比较脆弱，需要对其进行表面的清洗。表面清洗处理工序为先经过超声波震荡漂洗处理，再经过高压喷淋冲洗掉残留的缓蚀-钝化液。清洗干净后的铜合金带材经过表面固化处理、烘干后得到表面具有保护膜的铜合金带材，其表面的保护膜耐高温、耐盐雾腐蚀。并且在处理过程中，每一寸铜合金带材都经过了缓蚀-钝化处理，因此产品合格率高。所述的步骤B）中，铜合金浸入缓蚀-钝化处理液中的反应时间为15-20秒，缓蚀-钝化处理液温度为50-60℃；温度过低，反应活性低导致处理时间增加甚至合格率下降，温度过高会增加设备维护成本以及增加功耗。所述的步骤B）中，缓蚀-钝化处理液冲刷铜合金带材表面速度为0.35-0.45米/秒。在化学反应槽中，缓蚀-钝化处理液是流动的，充分冲刷着铜合金带材表面，更能够充分冲刷铜合金表面的细小缝隙，并且使铜合金带材表面的缓蚀-钝化处理液快速更替，提高处理效率及合格率。冲刷速度过慢，就需要增加铜合金带材的反应时间，减少单位时间产量，并且水流的冲击力不足以冲刷细小缝隙，导致合格率下降；如果冲刷速度过快，铜合金和缓蚀-钝化处理液的界面处气泡过多会降低反应效率并且使细小缝隙不能得到充分的冲刷和反应，降低了合格率，流速过高还会给设备带来过度的负荷，增加能耗和设备维护成本。所述的步骤C）中，超声波震荡漂洗处理所用的水、高压喷淋冲洗所用的水为普通过滤的自来水。普通过滤的自来水是去除水质中悬浮颗粒、泥沙等大颗粒物质的水体，过滤精度为5μm，可以使用5μm的组合PP棉过滤装置过滤自来水。本专利技术不需要使用高纯度的水，减少了过滤水过程中消耗的能源以及设备维护成本，进而降低了生产成本。所述的步骤D）中，所述的钝化热水为电导率小于30μs/cm的粗过滤自来水。当钝化热水温度低于75℃时，铜合金表面生成的覆盖膜层未能得到充分的固化，成品存放过程中铜合金带材表层会产生吸潮现象，严重影响成品的存放周期，同时也会产生轻微的高温氧化变色现象；同时，对连续生成过程中的挤干和烘干也产生很大影响，降低实际生产效率，影响成品产出。当钝化热水温度高于75℃时，对连续生成过程中的挤干和烘干效果有很大好处；钝化热水温度在75℃-85℃区间在满足膜层固化及能耗的因素外，也需要考虑生产系统的实际维护成本：当钝化热水温度大于85℃时，设备的老化现象产生严重影响，缩短了设备的更换周期，影响了生产进度的同时，也增加了实际生产成本。本专利技术的一种运行上述工艺的铜合金带材表面处理设备，包括带材放卷装置，带材放卷装置连接化学反应槽，化学反应槽的铜合金带材出口端连接超声波水洗槽，超声波水洗槽的铜合金带材出口端连接高压喷淋槽，高压喷淋槽的铜合金带材出口端连接钝化热水槽，钝化热水槽的铜合金带材出口端连接烘干机，烘干机的铜合金带材出口端连接收卷机。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的铜合金表面处理工艺，不需要使用传统的百洁布对铜合金带材表面进行打磨抛光处理，并且能够使铜合金表面细小缝隙也能得到妥善的处理，使得经过本专利技术工艺处理过后的铜合金带材表面光滑、合格率高，并且本工艺简单、环保、成本低。本专利技术的铜合金表面处理设备，用于执行上述铜合金表面处理工艺，能够实现铜合金带材表面处理工序的各项要求，经过处理的铜合金带材表面具有耐高温、耐盐雾腐蚀的保护膜。附图说明图1：铜合金带材表面处理设备示意图，标号1-11依次为放卷装置、带材缝合装置、导向辊、化学反应槽、超声波震荡漂洗槽、高压喷淋槽、钝化热水槽、烘干机、收卷建张S辊、对中装置、收卷机。图2：化学反应槽示意图，标号4-1为槽体、标号4-2为导向辊、标号4-3为槽液循环系统、标号4-3-1为喷嘴、标号4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜合金带材表面处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：A）放卷：铜合金带材放卷；B）缓蚀‑钝化处理：将铜合金带材浸入缓蚀‑钝化处理液中，缓蚀‑钝化处理液对铜合金带材表面进行缓蚀‑钝化反应；C）表面清洗处理：将缓蚀‑钝化反应后的铜合金带材在水中进行超声波震荡漂洗处理，再用水进行高压喷淋冲洗；D）表面固化处理：将铜合金带材浸入温度大于等于75℃的钝化热水中进行表面固化处理；E）收卷：烘干后收卷铜合金带材。

【技术特征摘要】
1.一种铜合金带材表面处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：A）放卷：铜合金带材放卷；B）缓蚀-钝化处理：将铜合金带材浸入缓蚀-钝化处理液中，缓蚀-钝化处理液对铜合金带材表面进行缓蚀-钝化反应；C）表面清洗处理：将缓蚀-钝化反应后的铜合金带材在水中进行超声波震荡漂洗处理，再用水进行高压喷淋冲洗；D）表面固化处理：将铜合金带材浸入温度大于等于75℃的钝化热水中进行表面固化处理；E）收卷：烘干后收卷铜合金带材。2.根据权利要求1所述的铜合金带材表面处理工艺，其特征在于，所述的步骤B）中，铜合金浸入缓蚀-钝化处理液的反应时间为15-20秒，缓蚀-钝化处理液温度为50-60℃；所述的步骤B）中，缓蚀-钝化处理液冲刷铜合金带材表面速度为0.35-0.45米/秒。3.根据权利要求1所述的铜合金带材表面处理工艺，其特征在于，所述的步骤C）中，超声波震荡漂洗处理所用的水、高压喷淋冲洗所用的水为普通过滤的自来水；所述的步骤D）中，所述的钝化热水为电导率小于30μs/cm的粗过滤自来水；所述的D）步骤中，钝化热水的温度为75-85℃。4.一种铜合金带材表面处理设备，其特征在于，包括带材放卷装置（1），带材放卷装置连接化学反应槽（4），化学反应槽的铜合金带材出口端连接超声波水洗槽（5），超声波水洗槽的铜合金带材出口端连接高压喷淋槽（6），高压喷淋槽的铜合金带材出口端连接钝化热水槽（7），钝化热水槽的铜合金带材出口端连接烘干机（8），烘干机的铜合金带材出口端连接收卷机（11）。5.根据权利要求4所述的铜合金带材表面处理设备，其特征在于，所述的合金带材表面处理反应槽包括槽体（4-1）、输送合金带材的输送装置和槽液循环系统（4-3），所述槽液循环系统包括循环泵、连通循环泵入口的槽液循环系统吸液管道（4-3-2），和连通循环泵出口的上喷液管（4-3-3）和下喷液管（4-3-4），所述输送装置包括用于将合金带材导入上下喷液管之间的导向辊（4-2）；在上、下喷液管上分别设置有朝向其间输送的合金带材的喷嘴（4-3-1）；槽体中的导向辊引导合金带材下表面与下喷液管之间的距离小于合金带材上表面与上喷液管之间的距离；所述的喷嘴的方向与铜合金带材的夹角为45-60°，且方向与铜合金带材走向相反；所述的槽液循环系统的吸液管道的吸液口设置于槽体的合金带材入口端的底部；所述的上喷液管为倒T型设置，喷嘴设置于倒T型横管的下方，所述的下喷液管为L型分布，喷嘴设置于L型横管的上方。6.根据权利要求4所述的铜合金带材表...

【专利技术属性】
技术研发人员：招俊，刘斌，罗钧，
申请(专利权)人：广州铜材厂有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44