一种低硬度铜排的制备方法与流程

1.本发明涉及铜排制备技术领域，尤其涉及一种低硬度铜排的制备方法。


背景技术：

2.软铜排为多层铜箔叠层加工成型，铜排是一种大电流导电产品，适用于高低压电器、开关触头、配电设备、母线槽等电器工程，也广泛用于金属冶炼、电化电镀、化工烧碱等超大电流电解冶炼工程。
3.但现有的软铜排硬度虽然低于硬铜排，但抗拉强度也低，韧性不足易断。


技术实现要素：

4.本发明为了解决现有技术的上述不足，提出了一种低硬度铜排的制备方法。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种低硬度铜排的制备方法，包括以下步骤：
6.1)按照百分比铜75
‑
85％和石墨5
‑
8％的配比称取原料，进行冶炼，制得铜箔；
7.2)选取铜箔40
‑
55份，将铜箔放入氢氧化钠溶液55
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75份内电解加工，3
‑
5min后取出，利用电解工艺，去除铜箔上的氧化层；
8.3)取出后清水清洗表面，再放入烘干机内烘干；
9.4)将烘干后的铜箔放入挤压机内，在温度350
‑
650℃下，连续挤压3次，获得铜排；
10.5)将铜排放置电镀液内进行电镀，温度为60
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90℃，电镀液包括硫酸镍20
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40份、聚苯胺20
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40份、硫酸铵30
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45份、柠檬酸钠10
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20份、焦磷酸钠35
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45份、甲酸10
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15份和次亚磷酸钠10
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20份，在预设时间后取出，硫酸铵为惰性物质，不易与活性物质反应，且硫酸铵可溶性极好，可形成高盐环境，镍，离子在碱性条件下，ni极易与碱形成溶度积较小的碱性沉淀，焦磷酸钠可作为络合剂，加速剂与络合剂一起形成有利于电子导通的混合配体配合物，可减少镀层晶粒大小，提高镀层的腐蚀性，次亚磷酸钠具有催化剂和稳定剂的特性，聚苯胺具有强导电性，增强铜排的导电性；
11.6)将步骤4中的铜排进行冷却处理，冷却至常温后，进行收卷保存。
12.优选的，所述步骤5中，以冷却速度为5℃/s，将温度冷却至250
‑
400℃，冷却至250
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400℃后，再以冷却速度为10℃/s，将温度冷却至100
‑
250℃，温度冷却至100
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250℃后，再以冷却速度为8℃/s冷却至常温，将冷却加工分为三个阶段，各阶段的冷却速度不一，通过该方法可增加铜排的机械性能。
13.优选的，所述步骤4中，在脉冲化学的条件下进行电镀，脉冲频率为2000
‑
5000khz，可提高镀速，镀层性能和质量均可提高。
14.优选的，在所述步骤3中，在温度350
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400℃下，对铜箔进行第一次挤压，挤压完毕后，以加热速度为3℃/s，将温度加热至410
‑
500℃后，对铜箔进行第二次挤压，挤压完毕后，以加热速度为4℃/s，将温度加热至510
‑
650℃后，对铜箔进行第三次挤压，挤压完毕后，保持温度30
‑
45min，取出，获得铜排。
15.优选的，所述电镀时间为10
‑
35s。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果：
17.1.利用电解工艺，去除铜箔上的氧化层。
18.2.通过多次挤压，减少内部铸造气孔、缩松缺陷，提高抗拉强度。
19.3.将冷却加工分为三个阶段，各阶段的冷却速度不一，通过该方法可增加铜排的机械性能。
20.4.石墨和聚苯胺具有导电性，在制作铜箔时，添加石墨，加强铜排导电性，利用电镀方式，增加铜排的导电性和强度。
具体实施方式
21.下面结合实施例对发明进行详细的说明。
22.实施例1
23.本发明提出的一种低硬度铜排的制备方法，包括以下步骤：
24.1)按照百分比铜75
‑
85％和石墨5
‑
8％的配比称取原料，进行冶炼，制得铜箔；
25.2)选取铜箔40份，将铜箔放入氢氧化钠溶液55份内电解加工，3min后取出；
26.3)取出后清水清洗表面，再放入烘干机内烘干；
27.4)将烘干后的铜箔放入挤压机内，在温度350℃下，对铜箔进行第一次挤压，挤压完毕后，以加热速度为3℃/s，将温度加热至410℃后，对铜箔进行第二次挤压，挤压完毕后，以加热速度为4℃/s，将温度加热至510℃后，对铜箔进行第三次挤压，挤压完毕后，保持温度30
‑
45min，取出，获得铜排；
28.5)将铜排放置电镀液内进行电镀，温度为60℃，电镀液包括硫酸镍20份、聚苯胺20份、硫酸铵30份、柠檬酸钠10份、焦磷酸钠35份、甲酸10份和次亚磷酸钠10份，10s后取出；
29.6)将步骤4中的铜排进行冷却处理，冷却至常温后，进行收卷保存。
30.实施例2
31.一种低硬度铜排的制备方法，包括以下步骤：
32.1)按照百分比铜75
‑
85％和石墨5
‑
8％的配比称取原料，进行冶炼，制得铜箔；
33.2)选取铜箔50份，将铜箔放入氢氧化钠溶液60份内电解加工，4min后取出；
34.3)取出后清水清洗表面，再放入烘干机内烘干；
35.4)将烘干后的铜箔放入挤压机内，在温度380℃下，对铜箔进行第一次挤压，挤压完毕后，以加热速度为3℃/s，将温度加热至450℃后，对铜箔进行第二次挤压，挤压完毕后，以加热速度为4℃/s，将温度加热至600℃后，对铜箔进行第三次挤压，挤压完毕后，保持温度40min，取出，获得铜排；
36.5)将铜排放置电镀液内进行电镀，温度为80℃，电镀液包括硫酸镍30份、聚苯胺25份、硫酸铵40份、柠檬酸钠15份、焦磷酸钠40份、甲酸11份和次亚磷酸钠15份，20s后取出；
37.6)将步骤4中的铜排进行冷却处理，冷却至常温后，进行收卷保存。
38.实施例3
39.一种低硬度铜排的制备方法，包括以下步骤：
40.1)按照百分比铜75
‑
85％和石墨5
‑
8％的配比称取原料，进行冶炼，制得铜箔；
41.2)选取铜箔55份，将铜箔放入氢氧化钠溶液75份内电解加工，5min后取出；
42.3)取出后清水清洗表面，再放入烘干机内烘干；
43.4)将烘干后的铜箔放入挤压机内，在温度400℃下，对铜箔进行第一次挤压，挤压完毕后，以加热速度为3℃/s，将温度加热至500℃后，对铜箔进行第二次挤压，挤压完毕后，以加热速度为4℃/s，将温度加热至650℃后，对铜箔进行第三次挤压，挤压完毕后，保持温度45min，取出，获得铜排；
44.5)将铜排放置电镀液内进行电镀，温度为90℃，电镀液包括硫酸镍40份、聚苯胺40份、硫酸铵45份、柠檬酸钠20份、焦磷酸钠45份、甲酸15份和次亚磷酸钠20份，35s后取出；
45.6)将步骤4中的铜排进行冷却处理，冷却至常温后，进行收卷保存。
46.对比例1
47.一种软铜排的制备方法，选取铜箔44份，用清水清洗表面烘干，烘干后将铜箔放入挤压机内，在300℃内进行挤压，挤压后再进行拉拔、退火工艺获得铜排。
48.分别用实施例1、实施例2、实施例3和对比例1方法获得的铜排进行对比，具体数据见表1；
49.表1
[0050] 实施例1实施例2实施例3对比例1抗拉强度/ma255277281235电阻率/ωmm2/m0.016640.015270.013980.01868
[0051]
从表1可知，实施例3为最优方案，通过多次挤压，严格控制挤压时的温度变化，减少内部铸造缺陷如气孔、缩松缺陷，提高抗拉强度，石墨和聚苯胺具有导电性，在制作铜箔时，添加石墨，加强铜排导电性，利用电镀方式，增加铜排的导电性和强度。
[0052]
实施例4
[0053]
本实施例与实施例3基本一致，不同之处在于：
[0054]
以冷却速度为5℃/s，将温度冷却至300℃，冷却至300℃后，再以冷却速度为10℃/s，将温度冷却至200℃，温度冷却至200℃后，再以冷却速度为8℃/s冷却至常温(常温为20℃)，将冷却加工分为三个阶段，各阶段的冷却速度不一，通过该方法可增加铜排的机械性能。
[0055]
在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。
[0056]
上述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利和保护范围应以所附权利要求书为准。