CN103950244A

CN103950244A - 锡铟合金镀层铜线及其生产方法

Info

Publication number: CN103950244A
Application number: CN201410215536.5A
Authority: CN
Inventors: 王仲东; 储刘生
Original assignee: ANHUI TIANZHENG ELECTRONIC Co Ltd
Current assignee: ANHUI TIANZHENG ELECTRONIC Co Ltd
Priority date: 2014-05-21
Filing date: 2014-05-21
Publication date: 2014-07-30

Abstract

本发明提供了一种高性能、低成本的合金镀层铜线及其生产方法，所得产品导电性、导热性、可焊性、延展性、抗拉性、耐高温、高频特性、耐腐蚀、抗硫化性与镀银铜线相当，还具备镀层厚度均匀、外观光洁，附着性好等优点；生产过程能耗低、污染小。所述锡铟合金镀层铜线包括无氧铜线线芯，所述的无氧铜线线芯外以含铟量8‰的锡铟合金材料镀制有锡铟合金镀层。本发明还提供了上述锡铟合金镀层铜线的生产方法，包括制作铜杆、拉拔、表面清洁、退火、冷却、清洗、酸洗﹑热镀锡等工艺步骤。

Description

锡铟合金镀层铜线及其生产方法

技术领域

本发明涉及有镀层铜线，具体涉及一种锡铟合金镀层铜线，本发明还涉及有镀层铜线的生产方法。

背景技术

有镀层铜线主要用於电子元器件引出线、通讯电缆、发光二极管、纺织线、微型电缆、航空航天电缆、高温电缆、电木骨架（BOBBIN）、高低频变压器针架、继电器脚、微型马达、电脑排针、接插件、各型导针针脚等。特殊合金镀层铜线的性价比较高，因此被广泛应用在线束上。合金镀层与铜芯的电极作用可以有效地提高线束的耐氧化、耐腐蚀、耐高温能力，延长铜线束在高盐度环境中的使用寿命；同时具有高电导率、可焊性、耐高温、高频特性、耐腐蚀、抗硫化性强等特点。镀层主要有银镀层、锡镀层等，镀银铜线制造成本高，镀锡铜线与绝缘橡皮容易发粘，长时间存放容易发黑变脆，失其可焊性，抗氧化性，抗硫化性等。因此目前急需要一种既有传统镀银铜线的高导电性、导热性、延展性、抗拉性、耐高温、高频特性、耐腐蚀、抗硫化性，又能节约成本的替代产品。

现有的铜线镀锡线的生产工艺采用电镀锡的方法，得到的镀层的连续性不够好，存在镀层厚度不均匀，镀层外观不光洁，附着性不好等缺陷，并且生产过程中产生大量的废水对环境造成严重的污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种高性能、低成本的合金镀层铜线及其生产方法，所得产品导电性、导热性、可焊性、延展性、抗拉性、耐高温、高频特性、耐腐蚀、抗硫化性与镀银铜线相当，还具备镀层厚度均匀、外观光洁，附着性好等优点；生产过程能耗低、污染小。

为解决上述技术问题，本发明的锡铟合金镀层铜线，包括无氧铜线线芯，所述的无氧铜线线芯外以含铟量8‰的锡铟合金材料镀制有锡铟合金镀层。

本发明还提供了上述锡铟合金镀层铜线的生产方法，包括以下步骤：

A、制作铜杆。

所述的铜杆以含铜量99.98%以上的无氧铜制作。

B、将上述的铜杆经过拉丝机拉拔得到无氧铜线线芯。

C、对无氧铜线线芯进行表面清洁。

D、退火、冷却、清洗。

E、酸洗﹑热镀锡。

本步骤使用的装置包括保温箱体，还包括设置在保温箱体一侧的助焊槽，所述的助焊槽内设置有助焊夹持工具，所述的保温箱体内腔设置有加热温控装置，保温箱体与加热温控装置之间填充有耐温材料，所述的保温箱体内腔的上端设置有锡缸，还包括末端设置在锡缸液面线以下的高度可调的线材定位装置，还包括一通过模具固定装置设置在锡缸液面线以下的的抹锡定径模具，所述抹锡定径模具包括一模套和一钻石材质的圆柱形通孔模芯；助焊槽内放置助焊剂，锡缸内放置含铟量8‰的锡合金材料并加热保持熔融状态，将无氧铜线线芯依次经助焊夹持工具、线材定位装置、抹锡定径模具匀速牵拉，使无氧铜线线芯表面均匀连续的涂覆一层锡铟合金镀层得成品。

优选的，所述的步骤B中，拉丝模的减面率为13%～17%，行线速度为2000米/分钟～2500米/分钟，拉丝模具采用聚晶钻石模，其压缩角度为18^○±2^○，定径长度为40%±10%；拉拔过程所采用的润滑液配方如下：改性蓖麻油10%～18%，改性葵花油10%～18%，石油磺酸钠8%～13%，精制机械油45%～60%，异噻唑啉酮1‰，三乙醇胺1%～3%，苯骈三氮唑0.4%，司苯2%～4%，烧碱6%～9%。

优选的，步骤C中，所得的线芯经过放线架用含羊毛85%的毛毡进行退火前的表面清洁。

优选的，步骤D中采用水封式管道进行连续高温退火冷却清洗，让线芯以180米/分钟～280米/分钟的速度在炉管内通过，炉管温度控制在400至650℃，退火时间为1.25秒～2.5秒；退火后用氯离子含量不大于5ppm，PH在7.5～8.5，导电率在5000西门子以下，温度不超过60℃的水溶液进行清洗。

优选的，所述的炉管温度控制在500℃±50℃。

本发明的优点体现在：

1) 所述的铜杆以含铜量99.98%以上的无氧铜制作，表面均匀热镀有锡铟合金镀层。所得产品导电性、导热性、可焊性、延展性、抗拉性、耐高温、高频特性、耐腐蚀、抗硫化性与镀银铜线相当。

2) 上述生产方法中，镀合金锡步骤采用了热镀方法，使得特殊合金锡层的附着性、连续性更好，厚度更均匀。

3) 整个过程中没有废水的产生与排放，不会对环境造成污染。

4) 酸洗﹑热镀锡采用了专用装置，包括保温箱体，还包括设置在保温箱体一侧的助焊槽，所述的助焊槽内设置有助焊夹持工具，所述的保温箱体内腔设置有加热温控装置，保温箱体与加热温控装置之间填充有耐温材料，所述的保温箱体内腔的上端设置有锡缸，还包括末端设置在锡缸液面线以下的高度可调的线材定位装置，还包括一通过模具固定装置设置在锡缸液面线以下的的抹锡定径模具，所述抹锡定径模具包括一模套和一钻石材质的圆柱形通孔模芯；该线材定位装置延伸长度可调，抹锡定径模具孔径可调，二者配合，可以调节所需要的锡铟合金镀层铜线的外径尺寸。抹锡定径模具简化了镀锡步骤，并使得镀层附着性、连续性更好，厚度更均匀。得到的镀特殊合金锡铜线外观光亮度也更好。

5) 现有技术中，热镀锡设备上的抹锡定径工具通常采用石棉，但是生产出来的镀锡线外观不光洁，镀层厚度不均匀、镀层连续性、附着性不好。本发明中，采用含羊毛85%的毛毡进行退火前的表面清洁，由于提高了清洁载体的细密性和均匀性，从而提高了清洁效果。

附图说明

图1是本发明的锡铟合金镀层铜线生产方法中酸洗﹑热镀锡工艺专用的生产设备的结构示意图；

图2是图1所示抹锡定径模具8的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

本发明的锡铟合金镀层铜线，包括无氧铜线线芯，所述的无氧铜线线芯外以含铟量8‰的锡铟合金材料镀制有锡铟合金镀层。

实施例一

本实施例的锡铟合金镀层铜线的生产方法包括以下步骤：

A、制作铜杆。所述的铜杆以含铜量99.98%以上的无氧铜制作。

B、将上述的铜杆经过拉丝机拉拔得到无氧铜线线芯；所述的线芯及最终制备的合金镀层铜线的横截面近似圆形。

本步骤中，拉丝模的减面率为13%～17%，行线速度为2000米/分钟～2500米/分钟，拉丝模具采用聚晶钻石模，其压缩角度为18^○±2^○，定径长度为40%±10%；本实施例中，拉拔过程所采用的润滑液配方如下：改性蓖麻油15%，改性葵花油15%，石油磺酸钠10%，异噻唑啉酮1‰，三乙醇胺3%，苯骈三氮唑0.4%，司苯3%，烧碱7%，余量为精制机械油。

所述的改性蓖麻油又称太古油、土耳其红油，用蓖麻油、硫酸、烧碱及氯化钠制成。

改性蓖麻油生产方法，按照蓖麻油：硫酸：烧碱：氯化钠=69.4%：17.4%：6.3%:6.9%的比例混合制成。

所述的改性葵花油以葵花油为原料，经改性后实现水溶。改性葵花油生产方法，按照葵花油：硫酸：烧碱：氯化钠=69.4%：17.4%：6.3%:6.9%的比例混合制成。

上述润滑液有效提高了拉丝环节的工艺精度，有利于提高成品质量。

C、对无氧铜线线芯进行表面清洁；

本步骤中，所得的线芯经过放线架用含羊毛85%的毛毡进行退火前的表面清洁。

D、退火、冷却、清洗；

本步骤中，采用水封式管道进行连续高温退火冷却清洗，让线芯以180米/分钟～280米/分钟的速度在炉管内通过，炉管温度控制在400至650℃，退火时间为1.25秒～2.5秒；退火后用氯离子含量不大于5ppm，PH在7.5～8.5，导电率在5000西门子以下，温度不超过60℃的水溶液进行清洗。所述炉管温度与线芯直径成正比，控制在500℃±50℃最为合适。

E、酸洗﹑热镀锡；

如图1、图2可见，本步骤使用的装置包括保温箱体1，还包括设置在保温箱体1一侧的助焊槽2，所述的助焊槽2内设置有助焊夹持工具20，所述的保温箱体1内腔设置有加热温控装置3，保温箱体1与加热温控装置3之间填充有耐温材料4，所述的保温箱体1内腔的上端设置有锡缸5，还包括末端设置在锡缸5液面线以下的高度可调的线材定位装置6，还包括一通过模具固定装置7设置在锡缸5液面线以下的的抹锡定径模具8，所述抹锡定径模具8包括一模套80和一钻石材质的圆柱形通孔模芯81；助焊槽2内放置助焊剂，锡缸5内放置含铟量8‰的锡合金材料并加热保持熔融状态。

所述线材定位装置6末端为水滴型结构，可以减小摩擦，防止线芯阻滞和断裂。

本发明工作时，将无氧铜线线芯9依次经助焊夹持工具20、线材定位装置6、抹锡定径模具8匀速牵拉，使无氧铜线线芯表面均匀连续的涂覆一层锡铟合金镀层得成品。

所述的助焊剂采用昆山市邦克电子材料有限公司邦克/572牌号产品。

线材定位装置6高度可调，从而使得无氧铜线线芯9浸入深度可调，张紧角度可调；抹锡定径模具8的圆柱形通孔模芯81通孔直径根据产品需要进行调整。

实施例二

本实施例中，拉拔过程所采用的润滑液配方如下：改性蓖麻油18%，改性葵花油10%，石油磺酸钠8%，异噻唑啉酮1‰，三乙醇胺3%，苯骈三氮唑0.4%，司苯3%，烧碱7%，余量为精制机械油。其余生产工艺同实施例一。

本发明所生产的锡铟合金镀层铜线经检测达到如下指标：

物理及化学性能参数对照表

检测项目	检测方法	镀银软圆铜线	镀锡软圆铜线	本发明产品
					伸长率 %	GB/T4909.3-2009	20	15	20
电阻率Ωmm2/m	GB/T3048.2-2007	0.017241	0.01770	0.01732
					镀层连续性	GB/T4909.9-2009多硫化钠法或过硫酸铵法	优于要求	符合要求	符合要求
镀层附着性	GB/T 4909.11—2009	/	符合要求	优于要求
					可焊性	GB/T 4909.12-2009	/	符合要求	优于要求
抗拉强度	GB/T4909.3-2009	符合要求	符合要求	符合要求

上表中，对标称直径d（mm）为0.230<d≤0.500的产品进行检测，可以发现，本发明产品主要指标优于镀锡软圆铜线，伸长率等指标与镀银软圆铜线基本相当，镀层附着性、可焊性等指标优于镀银软圆铜线，且成本优势明显。

Claims

1.一种锡铟合金镀层铜线，包括无氧铜线线芯，其特征在于：所述的无氧铜线线芯外以含铟量8‰的锡铟合金材料镀制有锡铟合金镀层。

2.权利要求1所述锡铟合金镀层铜线的生产方法，包括以下步骤：

A、制作铜杆；

B、将上述的铜杆经过拉丝机拉拔得到无氧铜线线芯；

C、对无氧铜线线芯进行表面清洁；

D、退火、冷却、清洗；

E、酸洗﹑热镀锡；

酸洗﹑热镀锡步骤使用的装置包括保温箱体（1），还包括设置在保温箱体（1）一侧的助焊槽（2），所述的助焊槽（2）内设置有助焊夹持工具（20），所述的保温箱体（1）内腔设置有加热温控装置（3），保温箱体（1）与加热温控装置（3）之间填充有耐温材料（4），所述的保温箱体（1）内腔的上端设置有锡缸（5），还包括末端设置在锡缸（5）液面线以下的高度可调的线材定位装置（6），还包括一通过模具固定装置（7）设置在锡缸（5）液面线以下的的抹锡定径模具（8），所述抹锡定径模具（8）包括一模套（80）和一钻石材质的圆柱形通孔模芯（81）；助焊槽（2）内放置助焊剂，锡缸（5）内放置含铟量8‰的锡合金材料并加热保持熔融状态，将无氧铜线线芯（9）依次经助焊夹持工具（20）、线材定位装置（6）、抹锡定径模具（8）匀速牵拉，使无氧铜线线芯表面均匀连续的涂覆一层锡铟合金镀层得成品。

3.如权利要求2所述的锡铟合金镀层铜线的生产方法，其特征在于：所述的步骤B中，拉丝模的减面率为13%～17%，行线速度为2000米/分钟～2500米/分钟，拉丝模具采用聚晶钻石模，其压缩角度为18^○±2^○，定径长度为40%±10%；拉拔过程所采用的润滑液配方如下：改性蓖麻油10%～18%，改性葵花油10%～18%，石油磺酸钠8%～13%，精制机械油45%～60%，异噻唑啉酮1‰，三乙醇胺1%～3%，苯骈三氮唑0.4%，司苯2%～4%，烧碱6%～9%。

4.如权利要求2或3所述的锡铟合金镀层铜线的生产方法，其特征在于：步骤C中，所得的线芯（9）经过放线架用含羊毛85%的毛毡进行退火前的表面清洁。

5.如权利要求2或3所述的锡铟合金镀层铜线的生产方法，其特征在于：步骤D中采用水封式管道进行连续高温退火冷却清洗，让线芯以180米/分钟～280米/分钟的速度在炉管内通过，炉管温度控制在400至650℃，退火时间为1.25秒～2.5秒；退火后用氯离子含量不大于5ppm，PH值在7.5～8.5，导电率在5000西门子以下，温度不超过60℃的水溶液进行清洗。

6.如权利要求5所述的锡铟合金镀层铜线的生产方法，其特征在于：所述的炉管温度控制在500℃±50℃。