高精度銅合金帶材需具備平整度高、環保、亮澤、抗腐蝕性強和表麵質量較高等特點,這樣才能順應後續電鍍、焊接和衝壓等多種技術要求。質量控製貫穿加工生產的全過程,帶材清洗便是其中的重要環節。高精度銅合金板帶清洗中,自動清洗機得以廣泛應用,而工藝和裝備選擇對帶材表麵的質量具有顯著影響,關乎我國高精度銅合金帶材的發展。
1.銅及銅合金帶材表麵清洗技術要點
1.1脫脂
表麵脫脂能夠有效提高表麵質量,增強帶材的抗腐蝕能力。板帶材生產中主要使用退火前帶材清洗及硬態加工材成品表麵清洗,能夠與烘幹裝置配合,形成整套脫脂清洗流水線。同時也可與酸洗、研磨、鈍化等裝置共同形成脫脂-酸洗表麵處理流水線,改進酸洗、研磨等表麵處理質量。脫脂能夠有效清理銅帶表麵的潤滑液和油漬。油品不同,碳氫鏈長度和類型也有所不同,因此出現了揮發溫度和數量均存在較大差異的殘留物。
另外,受添加劑類型和數量的影響,退火殘留物的顏色和形態也呈現不同的狀態。清洗銅及銅合金表麵時,脫脂工序發揮著重要作用,純銅的、多元合金脫脂尤為重要,如帶卷間存有大量潤滑劑,則無法取得理想的脫脂效果。即便後續應用低溫抽吸真空高氫光亮退火處理,也無法全麵清理潤滑劑。金屬表麵易於形成雲狀的汙漬,這不僅會影響表麵質量,還會使表麵腐蝕更為嚴重,弱化二次加工性能。而且酸洗不能清理帶材表麵的油汙和其他汙物,如未經過脫脂清洗,則帶材酸洗質量無法達到令人滿意的效果。所以,脫脂的效果對銅帶退火和酸洗質量具有決定性作用。
堿液脫脂是當前發展水平較高,應用相對廣泛的帶材脫脂方法。堿液能夠皂化有機潤滑劑,在與飽和脂肪酸反應過程中可形成甘油及脂肪酸納。飽和脂肪酸納是一種性能優良的表麵清洗劑,能夠有效清除有機潤滑劑。但是對礦物潤滑油的皂化作用並不十分顯著。單純依靠堿液去除有機潤滑劑,往往無法達到理想的處理效果。因此,需要添加多種不同的表麵活性劑,以提高油汙的清理效率。
現階段,P3-T7221脫脂劑得到廣泛應用,主要成分有碳酸鈉、片歸納、苛性鈉和磷酸鈉等多種表麵活性劑。該物質溶水性較強,清洗過程中不會產生大量泡沫,能夠起到良好的軟化水作用。但是受溶液高溫的影響,脫脂中容易出現較多堿霧,技術人員需采取有效措施收集和處理堿霧。為此,國外研發了一種基於磷酸鹽的脫脂劑,使用中,脫脂劑濃度要維持在2-6%之間,並加入質量分數為0.5%的表麵活性劑,在30-50℃的環境下使用,可有效抑製堿霧。
如今,表麵脫脂技術取得了前所未有的進步,為切實保證脫脂質量,脫脂刷洗前,需做好預脫脂工作,利用噴淋處理方式清理帶材表麵的殘留油汙,以改進脫脂刷洗效果。高壓熱水脫脂技術可利用熱水高壓噴射,同時配以兩級熱水噴淋,以保障脫脂及清洗質量。該技術也是目前發展前景良好的新型環保脫脂技術。