铜材与铜材合金表面清洗、防锈技术

现代高精铜及铜合金必须具备光亮、平整、无污染、耐大气腐蚀的优良表面质量，以满足后续电镀、焊接、冲压等二次加工对铜原材表面日益严格的技术要求。铜及铜合金板带材表面质量控制涉及整个生产工艺流程中的各个生产环节，其中原材料中间及成品清洗是提高表面质量相当重要的生产工序。现代高精铜及铜合金板原材料生产线中，清洗是在高度现代化、自动化、连续化的清洗机列上完成的，涉及脱脂、酸洗、研磨、钝化、烘干等多个环节，正确运用相关的清洗技术、选择工艺结构合理的装备是提高原材料表面质量的关键，对推动我国以高性能、高精度、高表面质量为**的高精铜及铜合金材料发展具有重要的意义。

一、铜材合金表面清洗、防锈处理

    1.脱脂

    表面脱脂是改善表面质量、提高抗蚀能力的重要工序，在铜材加工生产中常用加工材成品表面清洗，既可单独与烘干装置组成脱脂清洗线，又可与酸洗、研磨、钝化、烘干组合成脱脂－酸洗表面处理线，提高酸洗、研磨等表面处理效果。脱脂的目的是去除铜带表面残留的轧制工艺润滑液及各种油污，实验表明由于不同油品碳氢链长短类型差异很大，导致残留物数量、挥发温度范围各不相同，同时由于添加剂类型、数量各不相同，退火残留物形态、颜色也不相同，不同的火温度下残留物形态及数量各不相同。在铜及铜材合金表面清洗中，脱脂工序是不可缺少的关键工艺环节，特别是纯铜、高铜类合金，带卷间如果残留润滑液，如果脱脂效果不好，即使采用带低温抽吸的真空高氢光亮退火也很难彻底润滑剂分解对带材表面的污染及退火膜，在金属表面形成云状的污迹不仅降低表面质量，也会加剧表面腐蚀影响二次加工性能；另外酸洗无法带材表面附着的残油及各种污物，没有脱脂清洗会严重影响带材的酸洗质量，因此脱脂效果的好坏决定了铜带退火、酸洗质量的高低。

    2.酸洗

    铜材及铜材合金酸洗主要目的在于去除加工过程中产生的氧化层，通常与研磨配合使用，提高带材表面质量。铜材及铜材合金采用连续通过式酸洗，随着机器速度的不断提高，在酸洗槽中通过的时间一般不超过30秒，因此与传统浸泡式酸洗不同，其酸洗质量的高低取决于不同合金品种氧化层性质、脱脂效果、来料表面氧化程度等一系列因素，根据不同合金品种正确选择酸液成份、根据带材表面氧化状况及规格调整机列通过速度、注重中间退火前脱脂处理、提高退火保护质量降低带材氧化程度等工艺措施，是保证机列生产效率与酸洗质量的关键。

    3.研磨清洗

    研磨清洗一般与酸洗同时进行，其作用是去除酸洗在铜材表面留下的反应层，并磨光铜材表面，现代化连续清洗流水线均配有研磨清洗设备。高速旋转的研磨刷辊在反向压辊支撑及大量清水冲洗下，均匀、稳定的磨光铜材表面，可以达到相当高的表面质量。目前研磨刷辊已成为铜材及铜材合金清洗机列关键工具，国内外均有专业化生产厂家供货，根据不同铜材合金品种、表面状态，选择合适的刷辊线径、磨粒目数和软硬程度是确保研磨效果的关键。

    4.防氧化处理

    目前，大多数铜材及铜材合金本身呈碱性，极易失去电子发生氧化。特别是铜材合金本身各种元素间存在电位差异，因而在湿热环境中极易腐蚀变色，因此铜材清洗后防止变色是表面清洗的一个重要工序。

    目前铜材及铜材合金防变色抑制剂已有400多种，其中应用相当的是采用BTA以及BTA诱导的脂肪酸氨化合物，烷基氨化物机缓蚀剂在铜材及铜材合金表面形成一种稳定的保护膜。为进一步提高铜材的钝化性能，一般钝化剂都是以BTA为主的复配钝化剂。在连续清洗机列中，钝化工艺常用于烘干前铜带处理，也可加入脱脂液或酸洗液中，使脱脂、酸洗一次完成，称为复合处理工艺，钝化剂的使用条件是：浓度0.1%，温度40～60℃，处理时间不少于4～5s。

二、铜材及铜材合金清洗技术发展

    铜及铜合金材料清洗技术的进步与合金品种、润滑技术、电气自动化控制技术以及光亮退火技术的发展密切相关，现代轧机除油效果的改善、低残留轧制润滑油的使用、还原性退火技术等对铜材及铜材合金表面质量的提高奠定了坚实的技术基础，推动了铜材及铜材合金清洗技术向连续化、低污染、低排放、高表面质量方向发展，当前铜材及铜材合金清洗技术的主要技术进步表现在：1.退火，清洗连续化生产技术；2.高表面质量、无污染、高效率清洗技术；3.高精度清洗后处理清刷、磨洗控制技术；4.防变色钝化技术；5.烘干、冷却技术。

    铜及铜合金作为支持现代科技发展的关键基础性功能材料，广泛应用于各种高精密器件的加工制造，对材料的性能、精度和表面质量要求不断提高，薄型化、高精度、高性能、高表面质量已成为现代高精铜及铜合金带材的重要发展方向，高效率、高表面质量、节能环保的新型表面清洗技术及先进的工艺控制技术是未来高精铜及铜合金生产工艺及装备开发的重要内容，当前新型铜材清洗技术不断涌现，是当今铜加工行业应重点关注的技术发展领域，新型铜及铜合金材料清洗技术的推广应用，对提高我国高精铜及铜合金。