专利名称：铜质带材电镀锡铈合金生产工艺及其流水线的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属电镀的一种工艺和设备。
镀锡铜带属于各种电子扦件的主要原材料，目前国内仍靠进口这种原材料以满足电子扦件的需求量。对照国外的技术，电镀工艺一般都是通过自动控制来完成整个工序。虽然技术强度高，但投资大、造价高，难以在我国目前的生产条件状况下得以普及。就传统的电镀工序而言，通常采用的是阳极侧面悬挂的方法，这样易导致电国线分布不均和镀层厚薄不一的结果。同样，传统上采用的机械搅拌镀液的方法则又难以发挥光亮剂的效率，获得光亮性一致，厚度均匀的镀层。
为解决上述问题，满足市场需要，本发明旨在发掘行之有效的工艺方法和技术手段来完善铜带连续镀锡铈合金的电镀技术，利用电化原理与机械传动原理，在无限延长的铜带上连续稳定地镀复一层全光亮锡铈合金。
本发明以22个工位构成其生产流水线，其特点在于前工序采用两台带料双面抛光机，中间工序采用三台压带机与传动总机配套。电镀锡铈过程中，采用阳极板与带料工件平面平行的方式，上下夹合工件，使电力线与工件以最大面积幅射。与此同时，还采用了连续过滤搅拌镀液的方法，并将镀液槽内的温度严格控制在10-15℃。
以下结合附图对本发明作进一步描述
图1为铜质带材电镀锡铈合金生产流水线平面图;
图2为双面抛光机正视图;
图3为压带机正、侧视图;
图4为传动总机正视图。
构成本发明的生产流水线，共包括22个工位即放带机(1)、布轮抛光机(2)、电解除油(3)和(6)、压带机(4)、(12)和(17)、铜丝轮抛光机(5)、热水清洗(7)、冷水清洗(8)和(9)、硫酸活化(10)、蒸馏水(11)、全光亮镀锡合金槽(13)、冷水清洗(14)、三级逆流漂洗槽(15)、热蒸馏水槽(16)、防变色剂处理(18)、热蒸馏水清洗(19)、热风干燥箱(20)、传动总机(21)、收带盘支架(22)。
电镀锡铈的全过程参见图1(生产流水线系统图。图1中(1)至(12)为前处理工序，带材经此工序处理后，其表面干净无垢，即成基体材料结构组织的带材。图1中(13)为全光亮镀锡合金槽，电镀工序便在此槽内进行。由于电子导电在尖端边缘部分易放电吸收电子，致使电力线分布不均匀，镀层厚薄不一。为此，在镀锡合金槽(13)内，将电镀阳极板与带材平行布置，上下夹合工件，使电力线均匀分布，并以最大面积幅射。在镀锡合金槽(13)内，还装有一过滤泵，用以搅拌镀液，利于金属离子加快运动，提高其阴极极化度，加大阴极电流密度“OK”，提高电流效率，加快沉积速度，进而能充分发挥光亮剂的效率，使其在2-3分钟内获得镜面光亮性一致且厚度均匀的镀层。由于金属锡离子在高于15℃时比较活泼，放电时镀层结晶粗糙，影响光亮度，特配备了一套冷冻降温设备，将其安装在镀锡合金槽(13)内，将温度控制在10-15℃。带材经过镀锡合金槽(13)后即获得净亮的镀有锡铈合金的表面镀层。图1中(14)至(20)为电镀后处理工序，采用严格的三级逆流漂洗方式，增加浸防变色处理措施。并且加热蒸馏水清洗，经热风干燥机(20)行热风干燥处理，一次性完成清洗带材表面残余酸性物质，获得极为清洁光亮的镀锡铈合金带料。
图1中所示的前处理设备(1)至(12)是决定产品质量的关键。布轮抛光机(2)和铜丝轮抛光机(5)可同时抛光带材的正反两面。其中铜丝轮抛光机(5)是采用细号0.05-0.06铜丝轮抛光，以完成清除工件表面油污及氧化物，达到基体金属光亮活化的目的。抛光机(2)和(5)的传动由电机(34)带动，经带传递给抛光轮(31)，使抛光轮(32)高速旋转(n＝2000转/分)。每台抛光机装有2根杠杆(33)和4个抛光轮，每2个抛光轮为一组，分别安装在杠杆(33)两端(如图2所示)。杠杆(33)可绕轴(20)转动，另一组抛光轮也照此转动，当被镀带材从过轮(23)上进入，穿过两组抛光轮中间，至右末端的过轮而伸出，抛光轮将在电动机作用下自动压住带材，并对此进行抛光。此时，抛光力自动平衡，带材却在两台抛光机的作用下同时达到两面抛光，表面为基体材料的目的。
整个工艺过程中起主要传动作用的为传动总机(21)。它由电机(62)带动轮(56)和轮带(59)，使轮(39)和变速器(38)转动，然后经链轮(36)和链轮(42)带动轴(43)和压带轮(41)转动。当被镀带材从压轮(41)和压轮(61)之间穿过时，调节手柄(60)和杆(47)，使支承(59)和轴(50)向下运动压住带材(力度适当)。为使摩擦力增大，避免压伤带材，在三个形成品字形压轮(6、6和26)上套装橡皮，当总机开动，时被镀带材便在三个压轮的作用下作同步运动。
由于该流水线长达23米，被镀带材经过22个工位将产生很大的摩擦力，单靠传动总机传动带材，其抗拉强度必定不够，为此，与之配置了三台压带(传动)机(见图4)。由传动总机的锥齿轮(78)和(79)以及轴(80)输出运动后，经联轴器将运动传递给压带传动机轴(80)，再经锥齿轮(79)和(78)使轴(77)和压带轮(75)转动。然后，调节手柄(71)，将被镀带材放置在压轮(68)和(75)之间，使带材与其一起运动，以利带材连续均衡地通过各个工序。
电镀工序中采用的电镀液为锡铈合金，由于锡在固态下有两种同素异形体，高于13.2℃时为α锡，呈灰色。当β锡向α锡转变时，体积发生大的变化，并产生巨大应力。灰锡变成粉末称为“锡疫”，当加入少量稀有元素“铈”后，即成“合金化”，因此能抑制“锡疫”发生，提高锡在低温下的稳定性，一并提高电子元器件产品的可焊性。
与已有技术相比，本发明的优越性体现在采用了中间工序加压带机与传动总机同步运转的方法，解决了接力传送带料的问题，并能对带料同时进行双面抛光处理，达到镀层一致、光亮一致的技术要求。整个流水线全部采用国产化原材料，设备简单、投资低，其总造价仅为进口流水线的十分之一，生产能力则达3×1米/分，使用寿命长，经济效益可观。
权利要求
1.一种铜质带材电镀锡铈合金生产工艺系采用电化学原理和机械传动原理镀复一层全光亮锡铈合金于无限延长的铜质带材上，其特征在于该工艺将传统的阳极侧面悬挂的方法改为将镀锡合金槽(13)内电镀阳极板与带材平行布置，并上下夹合工件，采用连续过滤泵搅拌镀液方法取代以往的机械搅拌的方法。
2.据权利要求1所述工艺，其特征在于镀锡合金槽(13)内的镀液温度控制在10℃-15℃。
3.一种铜质带材电镀锡铈合金生产流水线系由22个工位组成，其特征在于布轮抛光机(2)和铜丝轮抛光机(5)各自配有2根杠杆和4个抛光轮，其中每2个抛光轮为一组;传动总机则与3台压带机配套使用。
4.据权利要求3所述的流水线，其特征在于每根杠杆的两端分别装置1个抛光轮。
全文摘要
本发明涉及金属电镀工艺及设备。它利用电化学原理和机械传动原理同时对2-3条无限延长的铜质带材镀复一层金光亮的锡铈合金。整条流水线包括22个工位，长达23米。流水线中所采用的两台抛光机可同时抛光带料的正反两面，采用传动总机与三台压带机配套使用，控制着整条流水线的传动运转，有利于带材连续而均衡地通过各个工序。本发明工艺设计合理，设备造价低廉，经济效益可观。
文档编号C25D19/00GK1044503SQ89105659
公开日1990年8月8日 申请日期1989年1月28日 优先权日1989年1月28日
发明者刘建辉, 叶衡 申请人:刘建辉