专利名称：铜包铝排的电镀制备方法
技术领域：
本发明涉及输电用导电排的制造技术，具体是一种铜包铝排的电镀 制备方法。
背景技术：
近年来，输电设备(如高低压开关柜、高低压母线槽等)的制造和 使用对铜排的需求日益增长，而铜的矿产资源在逐年减少，造成铜价在 近年来价格不断上涨，增加了设备制造的成本。为降低成本，在巿场上 已不断出现铜的替代产品，如铜包钢编识细线、铜包铝镁合金丝(见中
国专利200510040343. l)等，用少量的铜和其它金属结合做成产品来替 代铜，以减少铜的消耗，降低成本。其中市场刚出现的铜包铝排使用包 覆法的制作方法，是用直径20-60 mm ，壁厚0. 5-2 mm (不同的规格釆 用相应的直径及壁厚)的圆铜管中浇铸溶化的液态钼，然后通过加热 滚挤压成矩形截面，再拉拔约2倍长(确定外形尺寸)后退火即完成生 产。用该方法制造导电排产品，存在以下缺陷-.
1、 其含铜量仍然较大，材料成本高，其含铜重量比为40%左右(比 重为3.63-4g/cm3)，如果釆用壁厚减小的铜管生产来减少铜用量的话 在加热滚挤压及拉拔过程中会出现"露铝"现象，为了保证不"露铝" 铜的含量不能再减少；
2、 由于铜的溶点大于铝的溶点，铝溶化的温度中两种金属间不可 能溶合在一起，而两种金属间的结合牢度必然很差，生产出来后部分成品从断面可见缝隙，即使成品断面未见缝隙的部分产品在剪切、折弯和 打孔过程中两种金属也极易分离，且双金属间有空气就会产生氧化铜和 氧化铝而造成双金属间形成电阻，有电阻长时间通电就会超常发热，进 而造成安全隐患。
虽然釆用铝排表面电镀铜的方法可以形成含铜重量比较小并且两 种金属结合较致密的导电排产品，但常规的电镀生产方法直接用于铜铝 复合导电排的生产仍然存在着很多难以克服的问题，如电镀完成后表
面铜层粗糙、无光泽、不光滑；产品电镀好后折弯表面铜层易出现开裂。
发明内容
本发明目的是提供一种表面镀铜光滑、加工过程中双金属不易分 离、制造成本低的铜包铝排的电镀制备方法。
本发明的铜包铝排的电镀制备方法包括以下步骤
步骤一，制备厚l-20mm，宽20-300 mm，的圆边的铝排，制作后
用模具拉拔至所需的尺寸；
步骤二，将铝排置入氢氧化钠碱性溶液浸泡碱洗，浸泡时间5-10 分钟，碱洗槽内溶液温度为20 - 40摄氏度，清洗表面的氧化层及脏物， 完毕后迅速将铝排放入清水槽内用流动水进行冲洗干净；
步骤三，将碱洗过的铝排迅速放入预镀槽中进行预镀铜，预镀铜完 成后吊起放入清水槽中冲洗千净；
步骤四，将已预镀铜的铝排放入主镀槽进行硫酸铜镀铜，主镀要求
a. 阳级电解铜板平铺在镀槽的底部；
b. 在阳极电解铜板与工作之间设置搅拌用的吹气管，吹气管上设置 正对铝排的表面的多个吹气孔，并通入压缩空气进行不间断吹气；C.在电镀液中加入光亮剂，添加量按具体光亮剂产品的技术要求确
定；
d. 电流密度是铝排表面积4. 3 - 5. OA/dm2;
e. 温度30-40摄氏度；
f. 主镀时间2~5小时；
步骤五，将镀好的产品移动至清洗槽在流动清水中漂洗干净；
步骤六，将电镀后的产品用定尺的模具进行拉拔，使产品尺寸达到 要求；拉拔尺寸余量保持在0.5 mm以下；
步骤七，对拉拔后的产品进行退火，退火温度330 - 335摄氏度， 保温5小时后随炉冷却。
上述步骤四中吹气孔在铝排整个长度方向上分布，吹气孔直径 0. 6 ~ 1. 2 mm，孔间距4 ~ 6mm，吹气气压0. 6Mpa / cm2。
本发明的方法获得的铜包铝排可应用于低压、高压配电箱、开关柜 电控箱，母线中继系统、仪表盘、高中频加热设备、组合蓄电池连接、 双金属接头等处做导体，其使用成本低，在某些领域技术指标接近铜产 品技术的使用要求，是铜排的较好的替代产品，替代铜可节约50%的成 本，尤其是高低压成套设备和母线干线系统上，应用前景广泛。电镀中 通过吹气对产品表面硫酸铜镀液进行搅拌，使产品表面镀上的电解铜分 布均句，镀层的内应力均勾(使退火后剪切、折弯和打孔时两种金属不 开裂)，光亮如镜，确保了成品表面无雾状及颗粒状。与传统产品相比 其优势体现在
1、质量优势剪切、折弯和打孔等加工过程中两种金属不开裂 不分离。灌装、包覆的铜包铝排很难达到上述要求。2、 比重优势比重3.0g/cm3,是铜的1/3,比包覆的铜包铝排 低20°/ 以上。
3、 载流量优势由于中高频和交流电电流的趋表效应，电镀法 制得含铜重量比15%铜包钼排的裸载流量是纯铜的83%左右。
4、 成本优势与铜排相比，相同的载流量至少可节约成本38%以上。
具体实施例方式
本发明方法的实施依次经过以下步骤
步骤一，制备厚10mm,宽IOO mm，长度为6. lm的圆边的铝排， 制作后用模具拉拔至所需的尺寸；
步骤二，将铝排置入氢氧化钠碱性溶液浸泡碱洗，浸泡10分钟， 碱洗槽内溶液温度为35摄氏度，清洗表面的氧化层及脏物，完毕后迅 速将铝排放入清水槽内用流动水进行冲洗干净；
步骤三，将碱洗过的铝排迅速放入预镀槽中进行预镀铜，预镀铜可 采用传统的氰化钠镀铜或镍镀工艺，预镀铜完成后吊起放入清水槽中冲 洗干净。
步骤四，将已预镀铜的铝排放入主镀槽进行硫酸铜镀铜，主镀要求
a、 阳级电解铜板平铺在镀槽的底部；
b、 在阳极电解铜板与工作之间设置搅拌用的吹气管，吹气管上 设置正对铝排的表面的多个吹气孔，并通入压缩空气进行不间断吹气； 吹气孔在铝排整个长度方向上分布，吹气孔直径l隨，孔间距5mm,吹 气气压0. 6Mpa/cm2。
c、 在电镀液中加入光亮剂，添加量按具体光亮剂产品的技术要求确定；
d、 电流密度是铝排表面积4. 3 - 5. OA/dm2;
e、 温度30-40摄氏度；
f、 主镀时间2~5小时； 镀层厚度以保证含铜重量比至13~18%为宜。
步骤五，将镀好的产品移动至清洗槽在流动清水中漂洗干净；
步骤六，将电镀后的产品用定尺的模具进行拉拔，使产品尺寸达到 要求；拉拔尺寸余量保持在O. 5 mm以下；
步骤七，对拉拔后的产品进行退火，退火温度330摄氏度，保温5 小时后随炉冷却。
由于铝排表面的铜在电镀和拉拔的过程中产生了内应力，此时剪 切、折弯和打孔加工会开裂，所以要进行退火工艺消除内应力，但铜的 退火温度520-550摄氏度，如按铜的退火工艺温度退火的话产品中间的 铝很可能变形，而导致产品报废。铜排退火工艺中主要有真空炉加温 至一定温度后要进行保温1. 5-3小时，然后随炉冷却至80摄氏度以下 开炉，主要是为了细化金属晶体颗粒，使之相互稳定，从而减少内应力。 经过试验，本发明的方法确定了退火温度最高只能定在350摄氏度内， 否则产品变形而报废，经过大量试验，加温至330摄氏度，延长保温时 间至5小时后随炉冷却至50摄氏度后进行剪切、折弯和打孔，试验产 品不开裂、不分离。
权利要求
1、一种铜包铝排的电镀制备方法，其特征是它包括以下步骤，步骤一，制备厚1-20mm，宽20-300mm，的圆边的铝排，制作后用模具拉拔至所需的尺寸；步骤二，将铝排置入氢氧化钠碱性溶液浸泡碱洗，浸泡时间5-10分钟，碱洗槽内溶液温度为20-40摄氏度，清洗表面的氧化层及脏物，完毕后迅速将铝排放入清水槽内用流动水进行冲洗干净；步骤三，将碱洗过的铝排迅速放入预镀槽中进行预镀铜，预镀铜完成后吊起放入清水槽中冲洗干净；步骤四，将已预镀铜的铝排放入主镀槽进行硫酸铜镀铜，主镀要求a.阳级电解铜板平铺在镀槽的底部；b.在阳极电解铜板与工作之间设置搅拌用的吹气管，吹气管上设置正对铝排的表面的多个吹气孔，并通入压缩空气进行不间断吹气；c.在电镀液中加入光亮剂，添加量按具体光亮剂产品的技术要求确定；d.电流密度是铝排表面积4.3-5.0A/dm2；e.温度30-40摄氏度；f.主镀时间2～5小时；步骤五，将镀好的产品移动至清洗槽在流动清水中漂洗干净；步骤六，将电镀后的产品用定尺的模具进行拉拔，使产品尺寸达到要求；拉拔尺寸余量保持在0.5mm以下；步骤七，对拉拔后的产品进行退火，退火温度330～335摄氏度，保温5小时后随炉冷却。
2、根据权利要求l所述的铜包铝排的电镀制备方法，其特征是 步骤四中吹气孔在铝排整个长度方向上分布，吹气孔直径0. 6 ~ 1.2 mm, 孔间距4 ~ 6mm，吹气气压0. 6Mpa / cm2。
全文摘要
本发明涉及输电用导电排的制造技术，具体是一种铜包铝排的电镀制备方法。该方法包括以下步骤步骤一，制备铝排，用模具拉拔至所需的尺寸；步骤二，将铝排碱洗；步骤三，将碱洗过的铝排进行预镀铜；步骤四，将铝排放入主镀槽进行硫酸铜镀铜电镀过程上对工件表面进行不间断吹气；步骤五，将镀好的产品移动至清洗槽在流动清水中漂洗干净；步骤六，将电镀后的产品用定尺的模具进行拉拔，使产品尺寸达到要求；步骤七，对拉拔后的产品进行退火，退火温度330～335摄氏度，保温5小时后随炉冷却。本发明的方法获得的导电排产品表面镀铜光滑、加工过程中双金属不易分离、制造成本低。
文档编号C25D5/30GK101665966SQ200910035288
公开日2010年3月10日 申请日期2009年9月25日 优先权日2009年9月25日
发明者庆 仲 申请人:江苏广庆电子材料有限公司(中外合资)