專利名稱：：一種用助鍍劑改善銅鋁冶金結(jié)合界面的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于材料表面科學(xué)和物理化學(xué)的交叉
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及銅的表面處理，特別涉及到熱浸鍍鋁過(guò)程和助鍍劑的選擇。
背景技術(shù)：
：銅包鋁線是21世紀(jì)的新型復(fù)合材料，是在鋁芯上同心地包覆銅層并使銅層界面形成冶金結(jié)合的雙金屬?gòu)?fù)合導(dǎo)線。它可以代替銅線制造傳輸信號(hào)電纜及輸送大電流的銅匯流排。目前工業(yè)生產(chǎn)銅鋁復(fù)合材料的工藝方法大多采用壓力成型法和包覆焊法。壓力成型法雖然具有產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高及環(huán)保問(wèn)題少等有點(diǎn)，但軋制設(shè)備投資較大，生產(chǎn)成本高。另外，壓力成型法很難生產(chǎn)具有復(fù)雜截面的銅鋁復(fù)合材料。包覆焊法則是將包覆于鋁桿表面的銅材縫隙用氬弧焊或高頻焊將其焊合的方法，因而包覆焊法對(duì)匯流排的生產(chǎn)具有局限性。上述兩種方法都不能保證100%得到銅鋁冶金結(jié)合層，尤其包覆悍法更加難以得到良好的冶金結(jié)合層。為了得到良好的冶金結(jié)合層，本發(fā)明采用熱浸鍍法，選用1%150/oKF水溶液和1%10%KF與2%10%NH4C1的復(fù)合水溶液助鍍劑。助鍍劑使銅在進(jìn)入鋁液時(shí)具有最大的表面活性，同時(shí)防止銅鋁結(jié)合之前被空氣氧化，使銅制件與鋁液快速潤(rùn)濕并反應(yīng)，得到良好的冶金結(jié)合層。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供了P/o15。/。KF水溶液和1%10%KF與2%10%NH4C1的復(fù)合水溶液助鍍劑，可有效改善銅鋁結(jié)合界面，確保得到良好的冶金結(jié)合層。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一、銅表面預(yù)處理銅基體表面在制作和運(yùn)輸過(guò)程中都會(huì)留有油污和氧化層，在其表面熱浸鍍鋁前必須進(jìn)行充分清洗。1.1堿洗處理將銅制件浸入3CTC7(TC的5%~15°/。的堿洗液25~30分鐘，為了加快堿洗速度，可以采用鋼刷搓洗表面或超聲處理。堿洗的目的是為了除去銅制件表面的油污。1.2水洗銅制件經(jīng)過(guò)除油處理以后，在清水中進(jìn)行水洗。水洗是為了除去殘余的堿洗液。1.3酸洗處理將水洗后的銅制件浸入5%~25%的硫酸溶液中進(jìn)行酸洗除銹。酸洗的時(shí)間可根據(jù)酸洗液的溫度來(lái)決定酸洗時(shí)間，在室溫下浸泡310分鐘。酸洗是為了除去銅制件表面的銹層以及中和殘余的堿洗液。1.4水洗經(jīng)除銹后的銅制件，再用清水清洗其表面以去除殘留的酸液及其他鹽類，以免影響熱浸鍍的質(zhì)量。二、助鍍劑的使用采用1%15%KF水溶液或者1%~10%KF與2%10%NH4C1的復(fù)合水溶液助鍍劑浸泡制件，直到銅制件表層完全潤(rùn)濕并覆蓋了一層完整的助鍍劑膜。它的作用是防止銅制件在熱浸鍍之前被再次氧化，并在熱浸鍍時(shí)活化銅基體表面，以提高鋁液對(duì)銅基體的潤(rùn)濕和拓展能力。三、烘干從助鍍劑溶液取出后的制件放入干燥爐中進(jìn)行干燥13個(gè)小時(shí)，干燥溫度為110°C140°C。烘干的目的是除去助鍍劑中的水及結(jié)晶水，防止銅制件進(jìn)入熱浸鍍鋁過(guò)程發(fā)生再次氧化。四、熱浸鍍鋁將充分干燥的銅制件放入67(TC73(TC的鋁液中，并通過(guò)移動(dòng)制件使銅鋁界面產(chǎn)生的氣體和雜質(zhì)上浮，鋁液充分潤(rùn)濕銅件，以形成良好的銅鋁結(jié)合界面；另外，通過(guò)移動(dòng)銅制件得到均勻穩(wěn)定的鋁液溫度場(chǎng)，保證銅表層的溫度均勻，從而得到鍍層覆蓋均勻的制件。浸鍍2秒30秒后，然后取出制件進(jìn)行冷卻。五、成品性能檢測(cè)鍍鋁后先進(jìn)行宏觀分析，然后對(duì)冶金結(jié)合層做顯微分析。宏觀分析是觀察表面是否存在漏鍍、色澤等，而顯微分析則是分析觀察結(jié)合層的厚度、耐蝕性等。本發(fā)明的效果和益處是，采用助鍍劑后可以有效地防止銅制件被空氣氧化，而且能有效提高銅表面的活性，使銅鋁快速潤(rùn)濕并反應(yīng)，得到良好的冶金結(jié)合層。該助鍍劑的使用大大提高了銅鋁復(fù)合層的質(zhì)量和成品率，可廣泛應(yīng)用于銅鋁復(fù)合線材和匯流排的工業(yè)生產(chǎn)。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合技術(shù)方案詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施例。一、銅的表面預(yù)處理l.l堿洗處理將銅制件放入以下配方的6(TC堿洗液中浸泡30分鐘，同時(shí)用鋼刷搓洗表層去除油污。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>1.2水洗將堿洗過(guò)后的制件浸入清水中進(jìn)行水洗。1.3酸洗處理將制件浸入15%稀硫酸中浸泡34分鐘，盡可能的去除殘留堿液。1.4水洗酸洗過(guò)后將銅制件用適量的清水進(jìn)行漂洗，去除殘留多余的酸，以免影響后續(xù)的助鍍。二、助鍍劑的使用將銅制件浸入濃度為4%、溫度為4(TC的KF水溶液中，時(shí)間為35分鐘。、T將從助鍍液取出的銅制件放入烘干爐內(nèi)干燥，溫度控制在12(TC14(TC，持續(xù)2個(gè)小時(shí)。四、熱浸鍍鋁將干燥徹底的銅制件浸入68(TC的鋁液3秒，并保持銅制件在鋁液中的移動(dòng)，3秒后將制件取出待分析。五、成品性能檢測(cè)5.1目視檢驗(yàn)熱浸鋁覆蓋層的連續(xù)性，色澤均按GB/T6462-2005標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，均達(dá)到要求。5.2微觀檢測(cè)熱浸鋁層的涂覆層厚度、強(qiáng)度、耐腐蝕性按GB/T6462-2005進(jìn)行檢測(cè)，均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，特別是厚度達(dá)到理想的30100，。權(quán)利要求1.一種用助鍍劑改善銅鋁冶金結(jié)合界面的方法，其特征是銅制件經(jīng)過(guò)表面預(yù)處理，經(jīng)助鍍覆蓋一層助鍍劑并且干燥之后，浸入到670℃～730℃的鋁液中進(jìn)行熱浸鍍鋁。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用助鍍劑改善銅鋁冶金結(jié)合界面的方法，其特征包括采用的助鍍劑為1%15%KF水溶液或者1%10%KF和2%10%NH4C1復(fù)合水溶液。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用助鍍劑改善銅鋁冶金結(jié)合界面的方法，其特征還包括在助鍍之后，銅制件熱浸鍍之前必須徹底干燥。全文摘要本發(fā)明屬于材料表面科學(xué)和物理化學(xué)的交叉
技術(shù)領(lǐng)域：
。涉及銅表面預(yù)處理，特別涉及到熱浸鍍鋁的工藝過(guò)程和助鍍劑的選擇。其特征是加助鍍劑前銅制件要經(jīng)過(guò)堿洗—水洗—酸洗—水洗，然后浸入配置好的助鍍劑水溶液中，取出掛好助鍍劑的銅件烘干其水分和結(jié)晶水；選擇1％～15％的KF水溶液作為助鍍劑溶液；或者選擇1％～10％的KF和2％～10％NH₄Cl的復(fù)合水溶液作為助鍍劑溶液。本發(fā)明的效果和益處是采用助鍍劑后可以有效地防止銅制件在浸鍍前被空氣氧化，而且能有效提高銅表面的活性，使鋁熔液快速潤(rùn)濕銅表面并與其反應(yīng)，確保得到良好的冶金結(jié)合層。該助鍍劑可廣泛應(yīng)用于銅鋁復(fù)合線材和匯流排的工業(yè)生產(chǎn)。文檔編號(hào)C23C2/02GK101104918SQ20071001243公開(kāi)日2008年1月16日申請(qǐng)日期2007年8月7日優(yōu)先權(quán)日2007年8月7日發(fā)明者珍余,劉德厚,劉立東,劉順華,段玉平申請(qǐng)人:大連理工大學(xué);大連奧邦新材料發(fā)展有限公司