铜及铜合金板带材表面清洗技术及装备

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1、铜及铜合金板带材表面清洗技术及装备    现代高精铜及铜合金带材必须具备光亮、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带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，其中带材中间及成品清洗是提高带材表面质量最重要的生产工序。现代高精铜及铜合金板带材生产线中，带材的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带材表面质量的关键，对推动我国以高性能、高精度、高表面质量为代表的高精铜及铜合金

2、板带材发展具有重要的意义。一、铜及铜合金带材表面清洗技术1.1 脱脂    表面脱脂是改善表面质量、提高抗蚀能力的重要工序，在板带材生产中常用作退火前带材的清洗和硬态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，目前常用润滑油如表1所示，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，不同退火温度下残留物形态及数量见表2。在铜及

3、铜合金表面清洗中，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消除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；另外酸洗无法清除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。    目前铜及铜合金脱脂清洗方法及比较如表3所示。目前板带材成熟的脱脂方法是采用碱液脱脂，对于有机润滑剂，碱液具有良好的皂化作用，可以与饱和脂肪酸形成脂肪酸钠（肥皂

4、）和甘油，同时饱和脂肪酸钠又是良好的清洗表面活性剂，具有良好的去除有机润滑剂的作用。但对于大部分矿物润滑油，其皂化反应不明显，单靠碱液去除效果有限，必须添加一系列表面活性剂，才能达到良好的去油效果，目前普遍采用的是德国Henkel公司的P3-T7221脱脂剂，主要由苛性钠、碳酸钠、焦磷酸钠、偏硅酸钠和系列表面活性剂组成，易溶于水、清洗泡沫低，具有良好的水软化特性，一般加入量为0.3～2％，溶液温度在70～80℃之间清洗效果最好，但由于溶液温度较高，脱脂时会产生大量的碱雾，必须解决碱雾的收集和处理问题。为此德国SURTEC公司开发出一种以磷酸盐为主的脱脂剂surtecl13

5、2，其使用浓度大约2～6％，同时配入0.5%左右的surtecl084表面活性剂，该种脱脂剂溶液使用温度在30～50℃之间，可以大幅减少碱雾的生成。    近年来表面脱脂技术新近的发展趋势是：为了提高脱脂效果，在脱脂刷洗前增加预脱脂环节，以喷淋的方式去除带材表面大部分残油，提高脱脂刷洗质量，其中新近开发的高压热水脱脂技术，采用20~60MPa的热水高压喷射，配合两级热水喷淋，可达到优良的脱脂、清污效果，是当前极具发展前途的环保、无污染的脱脂处理新技术。表1 目前常用铜板带轧制润滑介质的性状编号油品牌号密度/g.cm-3外观1#G-467.558淡黄色透明液体，有少量絮状沉

6、淀2#铜带精轧油8.0066黄色透明液体，无沉淀物3#SOMENTORN608.0092黄色透明液体，无沉淀物4#GEUEX24B7.9514棕黄色透明液体，无沉淀物5#PROSOL678.3290棕黄色乳剂6#苏州691乳剂8.1136深棕红色乳剂7#铜带轧制油乳剂7.9645深棕红色乳剂表2 不同润滑油不同温度退火后残留物的形态及灰分编号350℃×1h退火后550℃×1h退火后灰重/g灰分/%残留物形态灰重/g灰分/%残留物形态1#0.01440.1905侧壁黑色薄膜，少许剥落，底部无残留。0.00240.0318无明显残留，仅几条灰迹。2#0.03060.3822内

7、壁有黑膜，底部有少许黑色颗粒。0.00200.0250底部有少量白色聚合物，内有棕黄色薄膜。3#0.04900.6118内壁有黑膜，底部有光泽黑膜。0.00300.0375有微量黑色粉末。4#0.06210.7808内壁变黑，中下部有黑色粒状物。0.00320.0409内壁中下部及底部有浅绿色聚合物。5#0.29203.50580.1753*内壁有黑膜，部分剥落，底部有泡沫隆起物。0.05940.71320.0357*底部有烟丝状聚合物。6#0.40524.99040.2497*内壁中下部有绿色胶状物，底部有黑色块状物。0.2