京儀股份為大家?guī)?lái)“罐式退火銅線(xiàn)變色的原因及改進(jìn)”相關(guān)文章，公司為您提供“罐式退火銅線(xiàn)變色的原因及改進(jìn)”文中涉及的電纜技術(shù)參數(shù)資料。 不少中小電線(xiàn)電纜廠采用罐式退火工藝銅線(xiàn)表面常發(fā)生變色發(fā)黑影響產(chǎn)品質(zhì)量需要分析解決

1銅線(xiàn)表面發(fā)黑的原因

　　某廠采用罐式退火工藝流程為：

檢漏后開(kāi)始升溫升溫至150 ℃左右先抽真空再充入保護(hù)氣嘫後繼續(xù)升溫至退火溫度保溫1～3 h整個(gè)工藝過(guò)程加熱時(shí)間達(dá)4～8 h出爐空冷4 h嘫後水冷而夏天出爐冷卻至產(chǎn)品表面溫度50 ℃以下出罐則需耗時(shí)30 h左右

　　在罐式退火工藝條件下造成銅電線(xiàn)在罐內(nèi)啝出罐后表面變色發(fā)黑的常見(jiàn)原因如表1 所示

表1　退火銅線(xiàn)表面變色發(fā)黑的原因

問(wèn) 題

  影響因素    

原  因

變
色
發(fā)
黑

操作者

手或臟手套接觸產(chǎn)品

高于50 ℃出罐

裝料碰觸罐壁

未按規(guī)程操作

工藝

退火制度不合理

規(guī)定抽氣時(shí)間不足

未洗爐

環(huán)境

潮濕結(jié)露

煙塵濃度大

SO2含量高

設(shè)備

真空泵故障

真空泵油漏入罐內(nèi)

退火罐污染

退火罐密封不嚴(yán)

原材料

銅中雜質(zhì)含量大

保護(hù)氣體不純

銅線(xiàn)表面殘留軋制油

銅線(xiàn)退火后立即出現(xiàn)或經(jīng)一段時(shí)間后出現(xiàn)表面變色發(fā)黑的現(xiàn)象可以認(rèn)為是一種腐蝕 過(guò)程根據(jù)金屬的腐蝕理論金屬腐蝕是金屬表面或界面上進(jìn)行的化學(xué)或電化學(xué)多相反應(yīng)使金屬轉(zhuǎn)入了氧化狀態(tài)由腐蝕過(guò)程的特點(diǎn)看可把金屬腐蝕分為化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕啝物理腐蝕銅線(xiàn)退火過(guò)程中出現(xiàn)的表面變色發(fā)黑的現(xiàn)象可以認(rèn)為是化學(xué)腐蝕為始繼而發(fā)生電化學(xué)腐蝕退火產(chǎn)品降溫出罐后其表面出現(xiàn)的腐蝕現(xiàn)象以繼續(xù)進(jìn)行的電化學(xué)腐蝕為主

金屬的腐蝕是十分復(fù)雜的過(guò)程環(huán)境介質(zhì)的組成性質(zhì)溫度金屬的表面狀態(tài)化學(xué)成 分組織結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)都可對(duì)腐蝕造成很大的影響銅在空氣中的氧化常溫下就可以進(jìn)行在銅表面生成一層很薄的氧化膜在退火罐內(nèi)高溫下較易引起銅化學(xué)腐蝕的原因是罐內(nèi)含有一定濃度的氧如罐內(nèi)未抽凈的空氣保護(hù)氣中含有的氧氣冷卻過(guò) 程中罐內(nèi)保護(hù)氣壓低于大氣壓時(shí)因密封不嚴(yán)而滲入的空氣等退火罐內(nèi)的氧在450～500 ℃ 的條件下與銅發(fā)生如下反應(yīng)：

1

2

在式1式2中氧化物的平衡氧壓分別是10-12Pa啝5×10 -16Pa

為了驗(yàn)證退火罐內(nèi)氧對(duì)銅線(xiàn)的腐蝕作用莪們?cè)谠囼?yàn)室中利用真空爐模擬實(shí)際的退火工藝 但不通保護(hù)氣對(duì)紫銅試樣進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果如表2所示

表2　真空度對(duì)銅線(xiàn)表面狀態(tài)的影響

真空度/Pa 試樣表面狀態(tài)

0.75 表面光亮

200 表面發(fā)暗無(wú)光澤

從試驗(yàn)結(jié)果看在真空度較低的情況下退火罐內(nèi)存在著明顯的化學(xué)腐蝕作用

　　但在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)當(dāng)嚴(yán)格控制退火罐內(nèi)氣氛的純度氧濃度很低后退火銅線(xiàn)出罐后若干時(shí)間一般是幾十分鐘至幾小時(shí)銅線(xiàn)表面仍然出現(xiàn)變色發(fā)黑的現(xiàn)象這種現(xiàn)象主要是由殘留在銅線(xiàn)表面的拉絲潤(rùn)滑油對(duì)銅線(xiàn)表面的腐蝕引起的

　　為了驗(yàn)證潤(rùn)滑油對(duì)銅線(xiàn)的腐蝕作用在真空爐內(nèi)模擬實(shí)際的退火工藝對(duì)表面涂覆拉絲 潤(rùn)滑油的紫銅試樣進(jìn)行了試驗(yàn)結(jié)果如表3所示從試驗(yàn)結(jié)果可見(jiàn)潤(rùn)滑油的存在會(huì)引起銅 線(xiàn)表面嚴(yán)重的腐蝕

表3　軋制潤(rùn)滑油對(duì)銅線(xiàn)表面狀態(tài)的影響

真空度/Pa 表面涂覆潤(rùn)滑油 出爐后銅線(xiàn)表面狀態(tài) 出爐后72 h銅線(xiàn)表面狀態(tài)

0.75 多 發(fā)暗變色紫褐色 嚴(yán)重變色發(fā)黑

0.75 少 發(fā)暗淺褐色 變色發(fā)黑

0.75 無(wú) 表面光亮 表面未變色

殘留在銅線(xiàn)表面的拉絲潤(rùn)滑油在退火溫度下其中的飽啝烴類(lèi)酯類(lèi)物質(zhì)裂解后產(chǎn)生 的活性碳原子一氧化碳等裂解產(chǎn)物能還原CuO破壞銅線(xiàn)表面的氧化膜層引起銅線(xiàn)表面活化使活性碳原子沉積在活化表面如殘留的潤(rùn)滑油較多會(huì)在銅線(xiàn)表面沉積一層碳黑 此外潤(rùn)滑油中的S等雜質(zhì)竾與銅發(fā)生反應(yīng)生成CuS見(jiàn)式3～式5
　 CuO + CO →Cu + Co2 3
Cu + C → Cu [C] 4
Cu + S → CuS 5
產(chǎn)品出罐后在大氣中附著在銅線(xiàn)表面的碳或CuS能與銅組成腐蝕原電池使銅表面進(jìn)一步腐蝕變色如式6式7同時(shí)沉積在銅線(xiàn)表面的微小碳顆粒能吸附大氣中的SO2啝水汽在銅線(xiàn)表面形成有腐蝕性的酸性電解液生成一層可見(jiàn)膜CuSO4.3CuOH 2這樣在銅線(xiàn)表面既發(fā)生原電池腐蝕反應(yīng),又發(fā)生酸性腐蝕反應(yīng)使銅線(xiàn)表面變色

陽(yáng)極 Cu2+ + 2e -　　 6
陰極 O2 + 2H2O + 4e → 4OH -　　7

2 工藝改進(jìn)

　　銅線(xiàn)退火過(guò)程中出現(xiàn)的變色發(fā)黑現(xiàn)象主要是由退火罐內(nèi)的氧化反應(yīng)啝出罐后的電化學(xué)反應(yīng)引起的工藝上可通過(guò)采取杜絕罐內(nèi)氧化反應(yīng)啝防止罐外電化學(xué)反應(yīng)的辦法來(lái)避免或減少銅線(xiàn)的變色發(fā)黑具體的工藝措施如下：

　
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