《电镀法生产铜包钢线的制造工艺及常见的质量问题的探讨.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电镀法生产铜包钢线的制造工艺及常见的质量问题的探讨.docx（3页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、维普资讯 http:/2008年第 3期电 线 电缆2008年 6月No3 2008Electric W ire Cable电镀法生产铜包钢线的制造工艺及常见的质量问题的探讨肖秋雷， 刘素霞， 甘 露， 张立鼻(四川九州线缆有限责任公司，网川 绵阳 621000)摘要：介绍了电镀法生产铜包钢线的制造工艺原理和流程，对生产中常见的质量问题进行了分析 并提出了解，决的措施和方法。关键词：铜包钢线；电镀法；质量问题；产生原因；解决方法中图分类号 TM2441文献标识码：A文章编号：16726901(2008)0301403Investigation of the Process to Produce
2、 CopperCladSteel byEelectrochemicalPlating and the Common Quality ProblemsXIA0 Qiukietal(Sichuan。Jiuzhou Wire and Cable Co，I,td，Mianyang621000China)Abstract：The principle and processto produce copper-cladsteelbyelectrochemicalplating aFe presented The comnon quality problems during the production ar
3、e analyzed and countermeasures are recommendedKey words：coppercladsteel；electrochemicalplating；quality problems；responsible factors：COUnter_measures0 引 言通信电缆在传输高频信号时，导体会产生集肤效应，而且随着传输信号的频率增加，集肤效应也越来越严重。所谓的集肤效应是指当传输信号频率高达数千赫兹或上万赫兹时，信号将沿着同轴电缆内导体的外表面和外导体的内表面进行传输。为了提高导体的有效利用率，节约铜材料，同轴电缆的内导体通常采用铜包钢线或铜包铝线，
4、例如在 CATV同轴射频电缆中已获得了大量的应用。其次，它也可以用作电线电缆的屏蔽材料替代铜导线。尤其是，目前随着国际铜价猛涨和铜资源在自然界越来越贫乏，因此采用铜包钢线或铜包铝线来替代铜导线，已成为电线电缆制造业一项重要任务，也为其推广使用提供了具大的市场空间。目前我国生产铜包钢线的方法主要有包覆焊接法和电镀法等两种。包 覆焊接法工艺简单，产品的性能优良，但设备成本较高，而且不合适生产小规格的产品。 电镀法工艺较复杂，产品质量尚好，而且用铜量较少，所以更适合生产小规格的产品。但钢丝在镀铜时，由于前期处理、预镀镍等工序，以及电镀液的影响，容易产生以下儿个问题和缺陷：钢丝发黑、预镀不好、主镀层掉
5、皮，导致废线的产生，材料浪费，使产品的制造成本增加。因此 ，如何保证镀层质量就显得极其重要。本 文主要论述了电镀法生产铜包钢线的工艺原理和流程以及常见的质量问题产生的原因和解决的方法。1 铜包钢线电镀工艺流程及其原因11 电镀工艺流程电镀工艺流程如下：钢丝放线一电解碱洗 (除 油 )一清水冲洗一电解酸洗 (除 氧化膜 )一清水冲洗一预镀镍一清水冲洗一主镀铜一清水冲洗一热水冲洗 (加 抗氧化剂 )一烘干一收线。电镀法生产铜包钢线的工艺配方及参数见表 1表 1 电镀法生产铜包钢线工艺配方和参数项目工艺配方工艺参数碱洗氢氧化钠 2 、碳酸钠 4 、磷酸三钠 45065。C酸洗盐酸 155065。C硫
6、酸镍 250300 gL、硫酸 3540 gL、 2535。C预镀氯化钠 1012gLpH 385、3收稿日期：2O07 8 3主镀硫酸铜 230280gL，硫酸 406OgL3040。C作者简介：肖秋雷 (1982一)，男，助理工程师作者地址：四川I绵阳市绵兴东路 68号621000维普资讯 http:/2008年第 3期电线 电缆2008年 6月NO3 2008Electric W ire CableJun，200812 钢丝的前期处理首先，钢丝浸于碱洗和酸洗液中，并在钢丝 (阳极 )和极板 (阴 极 )上施加一定的电压，阳极析出大量的氧气。这 些气体的主要作用有：其一，猛烈的气泡对钢丝表
7、面及其附近的电解液起着机械搅拌和剥离作用，从而促进油污脱离钢丝表面，加速酸碱对油脂的皂化和乳化进程；其二，因细小的气泡附在金属和溶液的界面上，随着气泡与钢丝的脱离，气泡将钢丝粘附着的很多油污带到溶液的表面，因此，对除油起着促进作用，同时对阳极除油而不易产生氢脆，从表 2 碱洗和酸洗处理中常见的质量问题及解决的方法现象原因解决方法钢丝自然断裂钢丝有缺陷控制原材料钢丝表面发暗，粗糙碱洗液浓度低调整碱洗液成分配比钢丝表面粗糙，酸洗液浓度低加入盐酸，提高并有红色斑状物酸洗液浓度钢丝表面发黑，并酸洗液浓度过高，pH提高行车速度，减少酸洗时间，降低酸有一层黑色油状物值过低，钢丝过酸洗洗液浓度和pH值表 3
8、 预镀镍中常见的质量问题及解决的方法而可得到良好的镀层。13 钢丝的电镀首先，将经过前期处理并预镀镍的钢丝浸入电镀液，并在钢丝 (阴板 )和铜板 (阳极 )上施加一定的电压。在阳极上，铜板在电解作用下，不断的失去电子并形成游离的二价铜离子游离在电解 (电镀 )液中：Cu 一2eCu在阴极上，钢丝在电解作用下，使二价铜离子重新获得电子，并沉积在钢丝上，形成铜包钢线：Cu+2eCuCu+eCuCu +eCu2H+2e H2当镀液中酸量不足时，硫酸亚铜易水解而形成氧化亚铜。氧 化亚铜夹附在镀层中，使镀层疏松。硫酸亚铜水解过程：Cu2SO4+H20-C“20 +H2SO4一2 镀铜工艺中产生质量问题的
9、原因及其解决方法21 钢丝前期处理对镀层的影响电镀法生产铜包钢线中对钢丝的前期处理非常重要。钢丝 表面的油污和氧化膜如果不彻底消除那么预镀镍层就镀不好，结合力差，最终会导致主镀铜的镀层脱落。因此要 时刻注意碱洗和酸洗液的浓度、酸洗和碱洗电流以及水泵是否正常，如果不正常必须及时维修。钢丝前期处理中的常见的质量问题及解决方法见表 2。22 预镀镍溶液对镀层的影响预镀镍溶液的稳定直接决定着预镀层质量的好坏，同时对下一步主镀铜起着重要的作用。 因此，要定期分析和调配预镀镍溶液的成分配比，同时要保证预镀镍溶液的洁净，不得被污染。预镀镍中常见质量问题及解决的方法见表 3。现象原因解决方法钢丝表面发黑，镀镀
10、液浑浊被污染；钢过滤清洗镀液；调整不上镍并有结晶 丝前期处理过酸洗酸洗液浓度和电解现象电压升高镀液温度；镀液钢丝表面硫酸镍温度低；镀液导电性通电并循环，过滤、结晶，镀不上镍不好；预镀电压过大分析调配镀液；降低预镀电压镀镍液电压很高， 极板偏小；镀液离子添加极板；分析调配电流很小浓度低；镍板钝化镀液；添加氯化钠镀镍层发暗，镀不卜镍pH值偏低调整镀液 pH值pH 值太高；前期处调整 pH 值；加强前镀层起皮脱落理不良；镀液中有杂期处理；过滤镀液，质除去有机杂质23 主电镀液对镀层的影响电镀液中含有硫酸铜和硫酸两种成分，其成分配比直接决定着镀层质量的好坏。 硫酸铜浓度过高，有硫酸铜结晶析出；硫酸铜浓
11、度过低，钢丝容易烧焦，同时影响电镀效率。硫 酸可提高电镀液的导电性和电流效率，降低电镀液中铜离子浓度 (同离子效应 )，从而提高阴极极化作用和电镀液的分散能力，使电流密度极限增高，并防止电镀液中硫酸亚铜水解成氧化亚铜并析出，增加镀液的稳定性，同时还能降低阳极极化作用，有利于阳极的正常溶解。但应注意，硫酸含量过高会降低硫酸铜的溶解度。当电镀液中硫酸含量不足时，硫酸亚铜易水解成氧化亚铜并夹在镀层内，镀层颜色变暗而疏松；当电镀液中有过量硫酸而铜盐含量不足时，氢就会部分地在阴极放电，使镀层表面出现斑点状。磷 铜板的含磷量对镀层质量也有重要影响，其磷的含量应控制在 004 007范围内，若低于 002
12、，则形成的膜难以阻止一价铜离子的产生，从而使镀液中铜粉增多；若磷的含量超过 01 时，则会影响阳极铜的溶解，使镀液中二价铜离子的含量下降，并生成大维普资讯 http:/2008年第 3期电 线 电缆2008年 6月NO3 2008Electric W ire CableJun2008量阳极泥。另外 ，平时要定期冲洗铜板，防止阳极泥污染镀液而造成镀层粗糙和毛刺。主镀 液造成的常见质量问题及解决的方法见表 4。表 4 主镀液造成的常见质量问题及解决的方法现象原因解决方法pH值偏低；硫酸铜添加硫酸；添加硫酸铜线表面发红、烧浓度低；极板导电不铜；增加阳极面积，焦好，阴极电流密度降低阴极电流密度；大；镀
13、液温度过低升高镀液温度铜层疏松脱落，掉前期处理不彻底增加前期处理效率皮铜层粗糙，色泽不硫酸铜浓均度过低涧整硫酸铜浓度镀层表面粗糙、毛刺，有硫酸铜结晶硫酸铜浓度过高调整硫酸制浓度析出24 温度和电流密度对镀层的影响提高电镀液的温度会使结晶变得粗大，但能使阴极区金属离子的有效浓度升高，并允许使用更大的阴极电流密度，提高生产效率。 电流密度低时得到的镀层结晶粗大，阳极产生粉末并落人镀液，沉积在镀层中，使表面粗糙；电流密度过高，则会加剧浓差极化，使镀层质量变坏，镀件边缘烧焦。因此电流密度必须和其生产工艺、设备相适应，设定合适的电镀工作电流，否则影响电镀层的质量。3 结束语通过对上述各个环节的处理，产品
14、的附着性、连续性好，质量稳定，性能优良。但是，在实际生产过程中，影响电镀工艺中镀层质量的因素很多，一旦发现问题，应及时分析、研究，并采取适当的措施加以清洗槽、酸洗槽、镀更换清洗槽、酸洗槽镀层针 L镍槽和镀铜槽被油溶液；用活性炭过滤处理镀镍槽和镀铜污染槽溶液加入活性炭，并过滤镀层表面有条纹镀液中有杂质溶液镀溶液中有悬浮杂质层不均匀粗糙过滤溶液(上接第 l3页 )在电缆外护套外再挤出一层防白蚁材料，如尼龙、“退灭虫 ”等作为外护层，利用外护层光滑的表面和较高的硬度，达到防白蚁的目的，目前较多采用 “退灭虫 ”防 白蚁护层，其优点较多，适宜工程中使用。4 结束语埋地敷设的高压电缆在输电主网中已获得广
15、泛使用，电缆被白蚁蛀蚀问题已越来越引起供电部门的高度重视，有效地预防白蚁措施应该做好以下四个环节的基本结合，即电缆沟槽的白蚁灭治；防止白蚁入侵电缆沟的屏障设置；选用防白蚁电缆；在质量保证期内对白蚁活动定期检查和灭治。通过这四个环节的科学运用，对电缆形成多层次保护措施，以确保高压电缆的健康稳定运行。解决。参考文献：1 成都市科学技术交流站电镀技术协作组编电镀技术 M成都：四川人民出版社，19762： 上海轻工业专科学校编电镀原理与工艺M上海：上海科学技术出版社，19563 黄子勋，吴纯素电镀理论M北京：中国农业机械出版社，19R22005，(1)：15162 高 强 电缆防白蚁问题的探时J 电线
16、电缆，2003，(5)：36383孙兆渭无毒无害的防白蚁电缆 J 电线电缆，2003，(6)：26284 千晓兵，许继葵高压电缆防治白蚁蛀蚀措施初探 J高 电压技术，2003，29(6)：5675 夏润贤，刘恩杰，陈文江钱塘江北 岸标准海塘海宁段白蚁危害现状及综合治理方案 J浙 江水利水电专科学校学报，200315(2)：16176 肖维良，黄静玲建筑物白蚁防治的方向R广 东省昆虫研究所，20027 李小鹰，王小燕防白蚁药剂的发展 J农药 科学与管理，2003，24(5)：30348 陈 强，罗忠东电力电缆蚁害的有效防治技术J广东输电和变电技术，2005，(2)：5051参考文献：1 丁 勇变电站的白蚁危害不容忽视 J城市害虫防治 16