[發明專利]銅及銅合金表面清洗及鈍化的設備和方法

無效

• 申請號: 201210061393.8
• 申請日: 2012-03-10
• 公開（公告）號: CN102580944A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 劉金林;張依娜;付亞波;張海鵬;董小陽;史宇峰;蔚桑桑;郗文;侯攀峰;龔麗娜
• 申請（專利權）人: 臺州學院;付亞波
• 主分類號: B08B3/02
• 分類號: B08B3/02;C23C22/00;C23C22/02;C23G3/00
• 代理公司: 臺州市南方商標專利事務所(普通合伙) 33225
• 代理人: 郭建平

技術領域

本發明屬于材料表面處理的技術領域，特別是一種銅及銅合金表面清洗及鈍化的設備和方法。

背景技術

銅及銅合金產品在國民經濟中占有重要地位，廣泛應用于電力、石油、化工、制冷和船舶等行業。由于高溫、潮濕等原因，以及大氣中不純氣體、沉降物及生產過程的污染，導致銅及銅合金產品在生產、貯存和使用過程中必然產生變色和腐蝕，嚴重影響了產品的使用，因此對銅及銅合金的表面進行清洗和鈍化處理，具有重要意義。?

目前，常用的銅及銅合金的表面處理，采用酸洗工藝和含鉻鈍化處理工藝，由于酸洗對零件的腐蝕量較大，又產生了大量有毒氣體NO₂和SO₂；而鉻鈍化工藝則會產生劇毒的含鉻廢液，嚴重地污染了環境。

湖南科技大學彭榮華等人在《材料保護》（38卷6期，2005年）上發表了《銅及其合金化學拋光工藝研究》論文，提出了一系列化學清洗工藝，清洗后的銅及其合金的表面光亮度較高，但是排放的廢氣NO₂和SO₂嚴重污染了空氣，排出的廢水中也含有大量的酸性物質，也會污染周圍環境。隨著國家對環境的重視，傳統的方法已經不適合當前的需求。

王士磊在《電鍍環保》（23卷4期，2003年）上發表了《環保型銅及銅合金化學拋光與鈍化新工藝》一文，指出了以硫酸和OP為主的清洗液工藝，硫酸作用是溶解、剝離金屬銅及銅合金表面形成的的氧化膜，與拋光添加劑配合使用，可起到光亮、整平作用，清洗后的銅及銅合金的表面達到鏡面光亮效果。然后再進行了無鉻鈍化處理，鈍化液為苯駢三氮唑中加入鈍化促進劑形成。該工藝的主要問題是清洗過程易產生有毒氣體SO₂，對人體有害，也污染大氣。同時，無法拋光含鉛的黃銅、高錫青銅等材料。

中國專利《黃銅線材的一種連續酸洗拉絲工藝》（專利號201010274104.3）提出了黃銅線材的一種連續酸洗拉絲工藝，其特征在于黃銅線坯從放線盤牽引出來后經過酸洗-中和-刷洗-清洗-拉絲的連續過程。將銅線的酸洗和拉絲連接在一起的連續生產方式，即流水線的一頭將退完火的黃銅線料坯放上放線架后，從另一頭即可拉出成較細的黃銅絲成品，加工流程減少，杜絕流轉過程中擦傷、壓傷，且酸洗完工后在較短的時間內即進行拉絲，保證黃銅絲表觀具有較好亮澤與一致性，顯著提高黃銅線成品表面質量；加工過程自動化程度高，降低了員工的勞動強度，提高生產效率；黃銅線在酸洗工序時，只需將黃銅線表面的氧化層疏松即可，因此在酸洗時不再需要添加硝酸，酸液的使用量大幅減少，降低生產成本。該工藝雖然實現了連續化生產，但是采用酸洗這種傳統工藝，仍然需要對廢氣和廢液處理，增加了生產成本，對環境污染較大，不適合當前經濟發展的要求。

總的來說，現有銅及銅合金表面的清洗和鈍化工藝，污染環境，為了處理廢氣和廢液，需要較高的投資，增加了成本，而且，廢氣和廢液不可能完全處理成對環境無污染的物質，因此，需要開發一種新的銅及銅合金表面的清洗和鈍化的方法。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的易產生有毒氣體、污染環境、生產成本高的缺陷，發明一種污染少、成本低、易于連續化操作的銅及銅合金表面清洗及鈍化的設備和方法。

本發明的目的是按如下的方式來實現的：

所述銅及銅合金表面清洗及鈍化的設備，包括：一支撐平臺，支撐平臺上設有運輸輥道、收集水箱、吹干裝置、鈍化液收集箱和烘干裝置，收集水箱內設有噴射水環，噴射水環與高壓水產生及循環裝置連接，高壓水產生及循環裝置內設有水加熱裝置，鈍化液收集箱內設有環形噴頭，環形噴頭與鈍化液循環裝置連接。?

銅及銅合金表面清洗及鈍化的方法，包括：

步驟一：工件的清洗

通過運輸輥道，把工件以直線方式緩緩送入收集水箱內，通過水加熱裝置使高壓水產生及循環裝置內的水溫度達到20-25℃；并在水中添加雙氧水清洗劑，增強清洗效果；然后啟動高壓水產生和循環裝置，使水的工作壓強提高為17-19Mpa，流量為360-380L/min，高壓水通過噴射水環將高壓水噴向工件，噴射水環上的噴嘴至工件表面的距離為100-140mm，噴射角度20-25o，噴嘴口流通面積2-4mm²；高壓水的噴射清洗，必須實施三道次，噴射后的液體通過收集水箱收集并過濾，然后再輸送給高壓水產生和循環裝置，實現循環利用；?

步驟二：工件的吹干

清洗后的工件通過吹干裝置，將清洗過程帶入的水珠吹干。

步驟三：工件的鈍化