高效清洁的铜带制作工艺
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高效清洁的铜带制作工艺
来源:江苏富威科技股份有限公司
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简介: 本申请涉及一种高效清洁的铜带制作工艺,涉及金属材料加工的技术领域,其包括:预脱脂碱性浸泡初步除油;碳化硅刷中压刷洗;15‑20MPa高压水冲洗去残留;混合酸液去除氧化层;去离子水喷淋至电导率≤5μS/cm;多级抛光;70℃定向高压喷淋;钝化处理成膜;风刀挤干加热风烘干;最终完成高洁净度铜带的收卷,实现清洁、抛光、防氧化的全流程集成化处理。
权利要求

1.一种高效清洁的带制作工艺,其特征在于,包括以下步骤:

预脱脂:将铜带浸入预脱脂剂中浸泡1-3秒;

磨料刷清洗:采用碳化硅磨料刷配合脱脂剂刷洗铜带表面,刷洗压力0.3-0.5MPa,脱脂温度70±2℃;

高压冲洗:使用15-20MPa高压水枪冲洗;

酸洗:采用硫酸与硝酸混合酸液去除氧化层;

高压喷淋冲洗:去离子水冲洗至表面电导率≤5μS/cm;

多级研磨抛光:依次使用2000目、3000目抛光刷及尼龙刷抛光,再刷同时高压喷淋清洗;

热水高压定向喷淋:70±2℃去离子水定向冲刷铜带表面;

钝化处理:喷淋或浸泡钝化液;

风刀预干燥与挤干;

烘干:电阻加热至125±5℃,将铜表面的水汽蒸发;

收卷。

2.根据权利要求1所述的一种高效清洁的铜带制作工艺,其特征在于,所述预脱脂剂为水基碱性溶液,其按质量百分比包括:阴离子表面活性剂0.5-1.0%,碱性pH调节剂0.2-0.8%,余量为去离子水;

所述预脱脂剂的pH值为10-12,所述预脱脂的温度为40-50℃,所述铜带的行进速度10-15m/min。

3.根据权利要求1所述的一种高效清洁的铜带制作工艺,其特征在于,所述脱脂剂任选水溶性脱脂剂或半溶剂型脱脂剂,其中:

水溶性脱脂剂按质量百分比包括:阴离子表面活性剂3-5%,非离子表面活性剂1-2%,三聚磷酸钠2-4%,余量为去离子水;

半溶剂型脱脂剂按质量百分比包括:水溶性脱脂剂基础成分80-85%,有机溶剂5-8%,余量为去离子水。

4.根据权利要求1所述的一种高效清洁的铜带制作工艺,其特征在于,所述硫酸与硝酸混合酸液按体积百分比包括:硫酸5-8%,硝酸1-2%,余量为去离子水,所述酸洗步骤中酸洗时间为10-15秒,酸液循环过滤精度50-55μm。

5.根据权利要求1所述的一种高效清洁的铜带制作工艺,其特征在于,所述多级研磨抛光步骤具体如下:

第一级抛光:采用2000目氧化磨料抛光刷,刷毛硬度HRC为55-60,刷压为0.2-0.3MPa,铜带行进速度为15-20m/min;

第二级抛光:采用3000目金刚石磨料抛光刷,刷毛硬度HRC为60-65,刷压为0.1-0.2MPa,铜带行进速度为10-15m/min;

第三级清洗:使用尼龙软刷配合5-8MPa去离子水喷淋,去除抛光碎屑;

铜带表面粗糙度控制在0.1-0.2μm。

6.根据权利要求1所述的一种高效清洁的铜带制作工艺,其特征在于,所述热水高压定向喷淋步骤中喷淋水压为8-10MPa,喷淋角度与铜带行进方向呈30°夹角,铜带表面残水率≤3%。

7.根据权利要求1所述的一种高效清洁的铜带制作工艺,其特征在于,所述钝化处理步骤中钝化液按质量百分比包括:

甲基苯并三氮唑0.8-1.2%,钼酸钠3-5%,钨酸钠1-2%,硅烷偶联剂0.5-1.0%,非离子表面活性剂0.2-0.5%,余量为去离子水;

所述钝化处理步骤中钝化液pH为4.5-5.0,钝化液流速为2.5-3.0m/s。

8.根据权利要求1所述的一种高效清洁的铜带制作工艺,其特征在于,所述风刀预干燥与挤干步骤中风刀风速为50-60m/s,挤干采用挤干辊,其材质为PTFE与碳化硅复合材料,挤干压力为1.0-1.5MPa。

说明书

技术领域

[0001]本申请涉及金属材料加工技术领域,尤其是涉及一种高效清洁的铜带制作工艺。

背景技术

[0002]当前铜带表面处理工艺普遍采用固定流程与静态参数组合,例如全程使用单一类型脱脂剂、恒定压力抛光或固定酸洗时间。此类工艺虽能实现基础清洁与表面钝化,但面对不同油污程度、材质状态或环保要求时,适配性与稳定性显著不足。现有技术中,脱脂剂选择与油污量之间缺乏动态匹配机制,导致低油污铜带因溶剂过量使用而浪费资源,高油污铜带则因清洁不彻底被迫反复处理,间接推高废水处理负荷。

[0003]现有抛光工艺多依赖恒定高压操作,虽能快速清除表面污染物,但持续高压易引发铜面机械损伤,形成微观划痕并成为氧化优先扩散通道。酸洗与钝化环节的参数设计往往独立运行,酸洗时间过长或钝化液酸碱度失控时,基体过腐蚀与膜层疏松问题频发,直接削弱表面防护性能。此外,传统工艺为满足高清洁度要求,常以牺牲环保性为代价,例如全程使用高溶剂脱脂剂或延长处理时间,导致溶剂滥用与能耗激增,而单纯依赖水基脱脂剂又难以应对复杂油污场景。

发明内容

[0004]本申请的目的是提供一种高效清洁的铜带制作工艺,解决了现有铜带表面处理工艺因参数固化、多环节协同缺失导致的资源浪费、表面机械损伤及环保风险问题。

[0005]第一方面,本申请提供的一种高效清洁的铜带制作工艺采用如下的技术方案:

一种高效清洁的铜带制作工艺,包括以下步骤:

预脱脂:将铜带浸入预脱脂剂中浸泡1-3秒;

磨料刷清洗:采用碳化硅磨料刷配合脱脂剂刷洗铜带表面,刷洗压力0.3-0.5MPa,脱脂温度70±2℃;

高压冲洗:使用15-20MPa高压水枪冲洗;

酸洗:采用硫酸与硝酸混合酸液去除氧化层;

高压喷淋冲洗:去离子水冲洗至表面电导率≤5μS/cm;

多级研磨抛光:依次使用2000目、3000目抛光刷及尼龙刷抛光,再刷同时高压喷淋清洗;

热水高压定向喷淋:70±2℃去离子水定向冲刷铜带表面;

钝化处理:喷淋或浸泡钝化液;

风刀预干燥与挤干;

烘干:电阻加热至125±5℃,将铜表面的水汽蒸发;

收卷。

[0006]优选的,所述预脱脂剂为水基碱性溶液,其按质量百分比包括:阴离子表面活性剂0.5-1.0%,碱性pH调节剂0.2-0.8%,余量为去离子水;

所述预脱脂剂的pH值为10-12,所述预脱脂的温度为40-50℃,所述铜带的行进速度10-15m/min。

[0007]通过阴离子表面活性剂的乳化作用快速剥离表面浮油。预脱脂剂中氢氧化钠维持碱性环境,破坏油污与铜基体的结合力,同时避免强碱腐蚀铜材。铜带行进速度控制在10-15m/min,确保油污剥离效率与生产线节拍匹配。表面活性剂浓度与碱度平衡,避免铜带表面过度氧化。

[0008]优选的,所述脱脂剂任选水溶性脱脂剂或半溶剂型脱脂剂,其中:

水溶性脱脂剂按质量百分比包括:阴离子表面活性剂3-5%,非离子表面活性剂1-2%,三聚磷酸钠2-4%,余量为去离子水;

半溶剂型脱脂剂按质量百分比包括:水溶性脱脂剂基础成分80-85%,有机溶剂5-8%,余量为去离子水。

[0009]采用碳化硅磨料刷(硬度HRC55-60)在0.3-0.5MPa压力下刷洗铜带表面,配合水溶性或半溶剂型脱脂剂。水溶性脱脂剂含3-5%阴离子表面活性剂(如十二烷基苯磺酸钠)与1-2%非离子表面活性剂(APG-08),通过降低界面张力增强油污剥离;半溶剂型脱脂剂添加5-8%乙二醇丁醚,溶解高黏度油污。磨料刷的微切削作用破坏油膜,脱脂剂渗透至界面加速油污溶解。根据油污厚度(<50μm或≥50μm)自动切换脱脂剂类型,避免溶剂过量使用。

[0010]优选的,所述硫酸与硝酸混合酸液按体积百分比包括:硫酸5-8%,硝酸1-2%,余量为去离子水,所述酸洗步骤中酸洗时间为10-15秒,酸液循环过滤精度50-55μm。

[0011]采用硫酸与硝酸混合酸液去除氧化层,酸洗时间10-15秒。硝酸加速氧化铜(CuO)的溶解,硫酸提供酸性环境并抑制过腐蚀。酸液循环过滤精度50-55μm,及时去除反应生成的铜粉。硝酸选择性溶解CuO,硫酸抑制基体铜的过度腐蚀(反应式:3Cu+8HNO3→3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑)。过滤系统阻断铜粉再沉积,避免表面麻点缺陷。

[0012]优选的,所述多级研磨抛光步骤具体如下:

第一级抛光:采用2000目氧化铝磨料抛光刷,刷毛硬度HRC为55-60,刷压为0.2-0.3MPa,铜带行进速度为15-20m/min;

第二级抛光:采用3000目金刚石磨料抛光刷,刷毛硬度HRC为60-65,刷压为0.1-0.2MPa,铜带行进速度为10-15m/min;

第三级清洗:使用尼龙软刷配合5-8MPa去离子水喷淋,去除抛光碎屑;

铜带表面粗糙度控制在0.1-0.2μm。

[0013]粗抛(2000目)去除宏观划痕,精抛(3000目)细化微观纹理,高压水定向冲洗抛光碎屑,避免二次划伤表面。

[0014]优选的,所述热水高压定向喷淋步骤中喷淋水压为8-10MPa,喷淋角度与铜带行进方向呈30°夹角,铜带表面残水率≤3%。

[0015]优选的,所述钝化处理步骤中钝化液按质量百分比包括:

甲基苯并三氮唑0.8-1.2%,钼酸钠3-5%,钨酸钠1-2%,硅烷偶联剂0.5-1.0%,非离子表面活性剂0.2-0.5%,余量为去离子水;

所述钝化处理步骤中钝化液pH为4.5-5.0,钝化液流速为2.5-3.0m/s。

[0016]钝化液含0.8-1.2%甲基苯并三氮唑(MBTA)、3-5%钼酸钠与1-2%钨酸钠,在pH4.5-5.0条件下形成复合钝化膜。硅烷偶联剂增强钝化膜与铜基体的结合力,非离子表面活性剂确保成膜均匀。钼酸根与钨酸根在铜表面吸附,形成致密氧化膜;KH-550水解后生成硅醇基,与铜氧化物形成Si-O-Cu共价键,提升膜层附着力。

[0017]优选的,所述风刀预干燥与挤干步骤中风刀风速为50-60m/s,挤干采用挤干辊,其材质为PTFE与碳化硅复合材料,挤干压力为1.0-1.5MPa。

[0018] PTFE的低表面能特性减少水膜残留。

[0019]综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:

1.本申请通过动态匹配水基或半溶剂型脱脂剂,仅在油污较重时启用溶剂成分,避免全程滥用高溶剂配方,相较于现有技术中固定使用低效脱脂剂的方式,解决了因适配性不足导致的频繁补加问题和废水有机物超标隐患;

2.本申请采用先高后低的刷压组合策略,首阶段破除顽固污染物,次阶段精细化修整表面,对比传统单一高压抛光工艺,有效减少磨料对基体的机械损伤,避免划痕引发的氧化蔓延风险;

3.本申请通过限定酸洗操作窗口并稳定钝化反应环境,确保氧化层高效去除的同时抑制基体过腐蚀,现有技术中因时间或酸碱度失控导致的膜层疏松、防护失效问题被针对性解决。

[0020] 4、本申请根据油污程度差异化选用脱脂体系,既维持清洁稳定性,又最大限度减少溶剂介入,传统工艺因僵化使用单一脱脂剂导致的资源浪费与环保瓶颈得以突破。

附图说明

[0021]图1是本申请工艺的流程图。

具体实施方式

[0022] 以下结合附图1,对本申请作进一步详细说明。

[0023]实施例1:高精度电子铜箔制备

步骤与参数:

预脱脂:

预脱脂剂:十二烷基苯磺酸钠0.8%+氢氧化钠0.5%+去离子水余量,pH11.2;

温度:45℃,铜带行进速度12m/min,浸泡时间2秒。

[0024]磨料刷清洗:

脱脂剂选择:水溶性脱脂剂(十二烷基苯磺酸钠4%+APG-081.5%+三聚磷酸钠3%);

刷压:0.4MPa,脱脂温度70℃,碳化硅磨料刷目数100目。

[0025]酸洗:

酸洗液:硫酸6%+硝酸1.5%+去离子水余量(体积比);

酸洗时间:12秒,过滤精度50μm。

[0026]多级抛光:

第一级:2000目氧化铝刷(HRC58,刷压0.25MPa,速度18m/min);

第二级:3000目金刚石刷(HRC62,刷压0.15MPa,速度12m/min);

第三级:尼龙刷配合6MPa去离子水喷淋。

[0027]钝化处理:

钝化液:MBTA1.0%+钼酸钠4%+钨酸钠1.5%+KH-5500.8%+APG-120.3%;

pH4.8,钝化液流速2.8m/s,钝化时间20秒。

[0028] 干燥与收卷:风刀风速55m/s,挤干辊压力1.2MPa,烘干温度125℃,收卷张力60N。

[0029]实施例2:高耐蚀变压器带材制备

步骤与参数:

预脱脂:

预脱脂剂:十二烷基苯磺酸钠0.6%+氢氧化钠0.3%+去离子水余量,pH10.5;

温度:48℃,铜带行进速度14m/min,浸泡时间1.5秒。

[0030]磨料刷清洗:

脱脂剂选择:半溶剂型脱脂剂(水溶性基础成分83%+乙二醇丁醚6%);

刷压:0.45MPa,脱脂温度72℃,碳化硅磨料刷目数120目。

[0031]酸洗:

酸洗液:硫酸7%+硝酸1.8%+去离子水余量(体积比);

酸洗时间:14秒,过滤精度52μm。

[0032]多级抛光:

第一级:2000目氧化铝刷(HRC56,刷压0.28MPa,速度16m/min);

第二级:3000目金刚石刷(HRC63,刷压0.18MPa,速度13m/min);

第三级:尼龙刷配合7MPa去离子水喷淋。

[0033]钝化处理:

钝化液:MBTA1.1%+钼酸钠4.5%+钨酸钠1.8%+KH-5500.7%+APG-120.4%;

pH4.6,钝化液流速2.6m/s,钝化时间25秒。

[0034] 干燥与收卷:风刀风速58m/s,挤干辊压力1.3MPa,烘干温度127℃,收卷张力70N。

[0035]实施例3:低成本通用铜带制备

步骤与参数:

预脱脂:

预脱脂剂:十二烷基苯磺酸钠0.5%+氢氧化钠0.2%+去离子水余量,pH10.0;

温度:42℃,铜带行进速度10m/min,浸泡时间3秒。

[0036]磨料刷清洗:

脱脂剂选择:水溶性脱脂剂(十二烷基苯磺酸钠3%+APG-081.0%+三聚磷酸钠2%);

刷压:0.35MPa,脱脂温度68℃,碳化硅磨料刷目数80目。

[0037]酸洗:

酸洗液:硫酸5%+硝酸1.0%+去离子水余量(体积比);

酸洗时间:10秒,过滤精度50μm。

[0038]多级抛光:

第一级:2000目氧化铝刷(HRC55,刷压0.2MPa,速度15m/min);

第二级:3000目金刚石刷(HRC60,刷压0.1MPa,速度10m/min);

第三级:尼龙刷配合5MPa去离子水喷淋。

[0039]钝化处理:

钝化液:MBTA0.8%+钼酸钠3%+钨酸钠1.0%+KH-5500.5%+APG-120.2%;

pH5.0,钝化液流速3.0m/s,钝化时间15秒。

[0040]干燥与收卷:风刀风速50m/s,挤干辊压力1.0MPa,烘干温度123℃,收卷张力50N。

[0041]对比例1-1:

与实施例1相比,不同之处在于:

预脱脂剂中移除阴离子表面活性剂,仅含氢氧化钠0.5%+去离子水余量(pH11.2);

其余参数与实施例1完全相同。

[0042]对比例1-2:

与实施例1相比,不同之处在于:

酸洗时间延长至25秒(原为12秒);

其余参数与实施例1完全相同。

[0043]对比例1-3:

与实施例1相比,不同之处在于:

水溶性脱脂剂中替换非离子表面活性剂(APG-08)为等量三聚磷酸钠(即阴离子表面活性剂4%+三聚磷酸钠4.5%);

其余参数与实施例1完全相同。

[0044]对比例1-4:

与实施例1相比,不同之处在于:

热水喷淋角度调整为90°(原为30°);

其余参数与实施例1完全相同。

[0045]对比例2-1:

与实施例2相比,不同之处在于:

半溶剂型脱脂剂中有机溶剂含量降至3%(原为6%);

其余参数与实施例2完全相同。

[0046]对比例2-2:

与实施例2相比,不同之处在于:

钝化液pH调整为3.8(原为4.6);

其余参数与实施例2完全相同。

[0047]对比例3-1:

与实施例3相比,不同之处在于:

第一级抛光刷压设为0.4MPa(原为0.2MPa);

第二级抛光刷压设为0.25MPa(原为0.1MPa);

其余参数与实施例3完全相同。

[0048]对比例3-2:

与实施例3相比,不同之处在于:

钝化液中移除硅烷偶联剂,其余组分比例不变;

其余参数与实施例3完全相同。

[0049]实验1:表面性能测试

实验步骤说明:

样品准备:

选取厚度0.3mm、宽度200mm的T2紫铜带,表面预涂轧制油(黏度35mPa·s),油膜厚度5±0.5μm。

[0050]预脱脂:

按实施例1配置预脱脂剂(实施例1使用十二烷基苯磺酸钠0.8%+NaOH0.5%),对比例1-1移除阴离子表面活性剂。

[0051]浸泡时间2秒,温度45℃,铜带行进速度12m/min。

[0052]磨料刷清洗:

碳化硅磨料刷(100目),刷压0.4MPa,脱脂温度70℃。

[0053]对比例1-3将脱脂剂中非离子表面活性剂(APG-08)替换为等量三聚磷酸钠。

[0054]酸洗:

使用硫酸6%+硝酸1.5%混合酸液,酸洗时间12秒(对比例1-2延长至25秒)。

[0055]酸液循环过滤精度50μm。

[0056]多级抛光:

第一级:2000目氧化铝刷(刷压0.25MPa,速度18m/min);

第二级:3000目金刚石刷(刷压0.15MPa,速度12m/min);

第三级:尼龙刷配合6MPa去离子水喷淋(对比例1-4调整喷淋角度至90°)。

[0057]钝化与干燥:

钝化液按实施例1配方(MBTA1.0%+钼酸钠4%),钝化时间20秒;

风刀风速55m/s,挤干辊压力1.2MPa,烘干温度125℃。

[0058]测试方法:

油污残留率:按ISO10545-13称重法检测;

表面腐蚀速率:通过失重法计算(酸洗后铜带厚度变化);

顽固油污清除率:人工涂布高黏度油脂(80mPa·s),统计清洗后残留面积;

表面残水率:红外水分仪测定烘干前表面含水量。

[0059] 实验数据表:

表1:实验1表面性能对比结果

[0060]数据说明:

对比例1-1(移除阴离子表面活性剂):油污残留率升高至0.42mg/m2(实施例1的8.4倍),证明阴离子表面活性剂对乳化分散油污的关键作用。

[0061]对比例1-2(酸洗时间延长至25秒):表面腐蚀速率飙升至0.83μm/min(实施例1的4倍),酸洗超时导致铜基体过腐蚀。

[0062]对比例1-3(替换脱脂剂表面活性剂):顽固油污清除率跌至63.4%(实施例1为98.2%),非离子表面活性剂(APG-08)对高黏度油脂的清除效果不可替代。

[0063]对比例1-4(喷淋角度90°):表面残水率升至9.2%(实施例1为2.8%),30°喷淋角度通过水流剪切力优化排水路径,垂直喷淋导致液滴滞留。

[0064]实验总结:对比例1-1中移除阴离子表面活性剂后,油污残留率从0.05mg/m2升至0.42mg/m2。阴离子表面活性剂通过亲水基与疏水基的分子结构,将油脂分散为微米级乳滴,碱性环境加速皂化反应,而单纯依靠氢氧化钠无法实现有效乳化。

[0065]对比例1-2将酸洗时间延长至25秒,腐蚀速率从0.21μm/min升至0.83μm/min。硝酸与硫酸的协同作用在初期快速溶解氧化层,但超时后酸液持续侵蚀铜基体,导致表面粗糙度上升,影响后续抛光效果。

[0066] 对比例1-4采用90°喷淋时,残水率升至9.2%(实施例1为2.8%)。30°喷淋角度通过水流剪切力引导液体沿铜带表面定向流动,减少液滴反弹与滞留。角度偏差导致排水效率下降,增加烘干能耗约30%

实验2:耐蚀性能测试

实验步骤说明:

样品准备:

选取厚度0.5mm、宽度150mm的T3铜带,表面预涂变压器油(黏度120mPa·s),油膜厚度8±1μm。

[0067]预脱脂:

按实施例2配置预脱脂剂(十二烷基苯磺酸钠0.6%+NaOH0.3%),温度48℃,铜带行进速度14m/min。

[0068]磨料刷清洗:

使用半溶剂型脱脂剂(水溶性基础成分83%+乙二醇丁醚6%),对比例2-1将有机溶剂含量降至3%。

[0069]碳化硅磨料刷(120目),刷压0.45MPa,脱脂温度72℃。

[0070]酸洗:

硫酸7%+硝酸1.8%混合酸液,酸洗时间14秒,过滤精度52μm。

[0071]多级抛光:

第一级:2000目氧化铝刷(刷压0.28MPa,速度16m/min);

第二级:3000目金刚石刷(刷压0.18MPa,速度13m/min);

第三级:尼龙刷配合7MPa去离子水喷淋。

[0072]钝化处理:

钝化液按实施例2配方(MBTA1.1%+钼酸钠4.5%+钨酸钠1.8%),对比例2-2将钝化液pH调整为3.8(原为4.6)。

[0073]钝化时间25秒,钝化液流速2.6m/s。

[0074]干燥与测试:

风刀风速58m/s,挤干辊压力1.3MPa,烘干温度127℃。

[0075]耐盐雾测试:按ASTMB117标准进行中性盐雾试验;

钝化膜孔隙率:通过电化学阻抗谱(EIS)拟合计算;

湿热老化:85℃/85%RH环境下测试铜带表面变色时间。

[0076]实验数据表:表2:实验2耐蚀性能对比结果

组别耐盐雾时间(小时)钝化膜孔隙率(%)湿热老化变色时间(小时)实施例25183.61020对比例2-12759.8610对比例2-214312.4320

数据说明:

对比例2-1(有机溶剂含量3%):耐盐雾时间从518小时降至275小时,有机溶剂浓度不足导致高黏度油污残留,钝化膜局部缺陷增多。

[0077]对比例2-2(钝化液pH3.8):钝化膜孔隙率升至12.4%(实施例2为3.6%),酸性过强破坏钝化液稳定性,成膜致密性显著下降。

[0078]实验总结:

对比例2-1将溶剂含量从6%降至3%,耐盐雾时间缩短47%。乙二醇丁醚对高黏度油污的溶解能力随浓度降低而锐减,残留油脂在钝化阶段阻碍成膜,导致局部腐蚀优先发生。

[0079]对比例2-2中pH降至3.8,钝化膜孔隙率升高至12.4%。钼酸盐和钨酸盐在弱酸性环境(pH4.5-5.0)下形成稳定的杂多酸结构,pH过低时水解加剧,钝化膜出现微裂纹。

[0080] 实施例2的盐雾时间518小时、湿热老化1020小时,依赖脱脂-酸洗-钝化的协同控制。任一环节参数超差都会引发连锁反应:油污残留加速钝化膜失效,膜孔隙率升高加速铜基体氧化。

[0081]实验3:表面质量测试

实验步骤说明:

样品准备:

选取厚度0.4mm、宽度180mm的H65黄铜带,表面预涂通用润滑脂(黏度45mPa·s),油膜厚度6±0.8μm。

[0082]预脱脂:

按实施例3配置预脱脂剂(十二烷基苯磺酸钠0.5%+NaOH0.2%),温度42℃,铜带行进速度10m/min。

[0083]磨料刷清洗:

使用水溶性脱脂剂(十二烷基苯磺酸钠3%+APG-081.0%),刷压0.35MPa,脱脂温度68℃。

[0084]酸洗:

硫酸5%+硝酸1.0%混合酸液,酸洗时间10秒,过滤精度50μm。

[0085]多级抛光:

第一级:2000目氧化铝刷(刷压0.2MPa,速度15m/min);

第二级:3000目金刚石刷(刷压0.1MPa,速度10m/min);

第三级:尼龙刷配合5MPa去离子水喷淋。

[0086]对比例3-1:第一级抛光刷压提高至0.4MPa,第二级刷压提高至0.25MPa。

[0087]钝化处理:

钝化液按实施例3配方(MBTA0.8%+钼酸钠3%+KH-5500.5%),对比例3-2移除硅烷偶联剂(KH-550)。

[0088]钝化时间15秒,钝化液流速3.0m/s。

[0089]干燥与测试:

风刀风速50m/s,挤干辊压力1.0MPa,烘干温度123℃。

[0090]表面粗糙度Ra:白光干涉仪测量(取3点平均值);

钝化膜附着力:划格法测试(ASTMD3359),以剥离面积占比评价;

耐湿热性能:85℃/85%RH环境下记录表面氧化斑点出现时间。

[0091] 实验数据表:

表3:实验3表面质量与钝化性能对比结果

组别表面粗糙度Ra(μm)钝化膜附着力(剥离面积%)耐湿热时间(小时)实施例30.165.2850对比例3-10.3718.6420对比例3-20.1932.4290

数据说明:

对比例3-1(抛光压力提高):表面粗糙度Ra从0.16μm升至0.37μm,刷压超限导致氧化铝磨料划伤基体,微观划痕增加。

[0092]对比例3-2(移除硅烷偶联剂):钝化膜附着力剥离面积从5.2%升至32.4%,KH-550通过Si-O-Cu键增强膜基结合,缺失后界面结合力显著下降。

[0093]实验说明:对比例3-1的抛光刷压从0.2MPa升至0.4MPa,表面粗糙度Ra增至0.37μm。氧化铝磨料在高压力下划穿铜带表层氧化膜,直接切削基体金属,微观划痕密度增加导致光散射增强,表观光洁度下降。

[0094]对比例3-2移除KH-550后,钝化膜附着力剥离面积升至32.4%。硅烷偶联剂水解生成的Si-OH基团与铜表面羟基形成共价键,同时与钝化剂中的MBTA分子交联,缺失后膜层与基体仅依赖物理吸附,湿热环境下易分层。

[0095]实施例3中Ra=0.16μm的平整表面使钝化液均匀铺展,膜厚波动小于5%。对比例3-1的高粗糙度导致钝化膜局部过薄(<50nm),铜基体暴露区域在湿热测试中优先氧化,耐蚀时间缩短50%。

[0096]本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

说明书附图(1)



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标签:铜带制作工艺
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