CN108806825B - 一种氧化杜美丝及其成型加工方法 - Google Patents

一种氧化杜美丝及其成型加工方法 Download PDF

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Abstract

一种氧化杜美丝及其成型加工方法，包括镍铁合金芯线和包裹在所述镍铁合计芯线外侧的覆铜层，其加工工艺包括以下步骤：步骤一，选材；步骤二，第一次拉丝；步骤三，预处理磨光加工；步骤四，套铜管；步骤五，表面处理；步骤六，压合；步骤七，退火；步骤八，第二次拉丝；步骤九，第三次拉丝；步骤十，氧化处理；步骤十一，收线。本发明采用了套铜管覆铜技术，极大的提高了生产效率，提高了产品质量；优化氧化处理工艺，利用初步氧化结合气烧二次氧化工艺，提高了表面氧化亚铜层稳定均匀性，避免出现烧点或漏点，提升了产品品质。

Description

一种氧化杜美丝及其成型加工方法
技术领域
本发明涉及杜美丝生产技术领域，特别涉及一种氧化杜美丝及其成型加工方法。
背景技术
杜美丝又称覆铜镍铁合金丝，为纯铜包覆于镍铁合金上。氧化杜美丝，就是于铜层表面生成氧化亚铜，主要使用于半导体产业中的玻封二极管中及电路板的电容镶嵌。氧化亚铜能有效的与加热后的玻璃紧密的封合在一起，用来达到密封的效果。氧化杜美丝外表层与玻璃有着相近的膨胀系数，能于加热封接时与玻璃同时收缩，使经表面加工处理后的杜美丝与玻璃紧密的结合在一起，避免了膨胀系数不匹配可能造成的玻璃破裂及密封不良现象。
自Finr及Eidred于1893年首次开发了软玻璃封接用的杜美丝以来，杜美丝的制造方法和各项机理研究日趋成熟，杜美丝目前仍然是与镍组玻璃进行封接的综合性能最佳的专用金属材料。
目前现有生产的杜美丝，其产品缺点是与玻璃封接易产生气泡与慢性漏气、易吸潮氧化霉变、保存期短、表面硼层牢固性差、制作导丝时焊接性能差等。其传统的生产工艺通常采用镀铜技术，其存在镀层不稳定的问题，影响产品品质，且传统电镀铜工艺存在环境污染；且现有的氧化杜美丝外表层的氧化亚铜层通常采用电氧化工艺，导致其存在烧伤点、漏点等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氧化杜美丝及其成型加工方法，用于解决上述技术问题，具有覆铜结合性好、氧化亚铜层稳定均匀的特点。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种氧化杜美丝，包括镍铁合金芯线和包裹在所述镍铁合计芯线外侧的覆铜层，所述覆铜层外侧设有氧化亚铜层，所述覆铜层单层厚度尺寸为所述镍铁合金芯线直径尺寸的1/8～1/7倍。
氧化杜美丝成分包含，Ni含量30～32％，Co含量16.8～17.8％，微量元素总量＜0.1％，Cu含量18％～22％，其余为Fe元素。
氧化杜美丝成分包含，Ni含量40～42％，微量元素总量＜0.1％，Cu含量22～24％，其余为Fe元素。
一种氧化杜美丝的成型加工方法，包括以下步骤：
步骤一，选材，选用镍铁合金材料制成的镍铁合金棒材和铜管；
步骤二，第一次拉丝，使用拉丝机将镍铁合金棒材拉细至工艺加工规格，获得一级镍铁合金线；
步骤三，预处理磨光加工，去除一级镍铁合金线表层杂质，获得二级镍铁合金线；
步骤四，套铜管，通过套管机将二级镍铁合金线导入铜管内，获得一级套铜管线；
步骤五，表面处理，首先将一级套铜管线通过去油清洗机去除表层油污和杂质，然后利用喷砂机对一级套铜管线进行喷砂处理；
步骤六，压合，利用敲打机将一级套铜管线内的镍铁合金线与铜管完成压合连接，获得二级套铜管线；
步骤七，退火，将二级套铜管线经过退火炉完成退火处理；
步骤八，第二次拉丝，使用拉丝机将二级套铜管线拉细至工艺加工规格，获得三级套铜管线；
步骤九，第三次拉丝，使用拉丝机将三级套铜管线拉细至工艺加工规格，获得终级套铜管线；
步骤十，氧化处理，具体为：
10.1、预处理，将终级套铜管线完成上线和穿线，并通过纯净水清洗槽完成表面清洗；
10.2、初步氧化，将终级套铜管线导入过氧化设备中，使得终级套铜管线表层形成一级氧化层，获得一级氧化杜美丝；
10.3、燃烧处理，将一级氧化杜美丝导入过天然气燃烧设备中，使得一级氧化杜美丝表层形成二级氧化层，获得氧化杜美丝成品；
10.4、冷却，将氧化杜美丝成品通入纯净水槽冷却；
10.5、烘干，经上处理后的氧化杜美丝成品导入控温管道内烘干；
步骤十一，收线，将氧化杜美丝成品通过冷却、烘干后，利用收线机完成收线打包。
步骤四中，铜管与二级镍铁合金线完成导入形成的一级套铜管线长度不少于45m。
步骤七中退火处理中，退火温度为650℃～750℃，保温时间20h～24h。
退火温度为700℃～720℃，保温时间23h～24h。
步骤十预处理过程中，纯净水清洗槽内水温不得低于60℃。
步骤十冷却过程中，纯净水槽内水温为30～45℃。
步骤十烘干过程中，控温管道长度不得低于1m，控温管道内温度为120～150℃，氧化杜美丝成品导入速度为45～50m/min。
本发明与现有技术相比具有如下突出优点和效果：本发明采用了套铜管覆铜技术，极大的提高了生产效率，提高了产品质量，避免了传统电镀铜工艺的环境污染问题，同时提高了镍铁合金芯线和覆铜层的结合性，使其结合更紧密更牢固，弥补原有电镀工艺镀层不稳定问题及包覆工艺焊接焊缝时有砂眼而造成灯泡慢漏气的问题；优化氧化处理工艺，利用初步氧化结合气烧二次氧化工艺，提高了表面氧化亚铜层稳定均匀性，避免出现烧点或漏点，提升了产品品质。
本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
图1为本发明的剖视结构示意图；
其中，1、镍铁合金芯线；2、覆铜层；3、氧化亚铜层。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例1
如图所示，本发明提供了一种氧化杜美丝，包括镍铁合金芯线和包裹在镍铁合计芯线外侧的覆铜层，覆铜层外侧设有氧化亚铜层，覆铜层单层厚度尺寸为镍铁合金芯线直径尺寸的1/8～1/7倍，覆铜层单层优选厚度尺寸为镍铁合金芯线直径尺寸的0.125倍，氧化亚铜层用于半导体产业中的玻封二极管中及电路板的电容镶嵌，能有效的与加热后的玻璃紧密的封合在一起，用来达到密封的效果；其中氧化杜美丝成分包含，Ni含量30～32％，Co含量16.8～17.8％，微量元素总量＜0.1％，Cu含量18％～22％，其余为Fe元素。
本实施例中，优选采用镍铁钴合金为线芯芯材，通过包覆覆铜陈，其形成的杜美丝特别适用于发射管、振荡管、引燃管、晶体管以及管封插头、继电器外壳等电器件。在20℃-450℃温度范围内具有与硅硼硬玻璃相近的热膨胀系数，能与硬玻璃进行匹配牢固封接合金在较宽的温度范围(-80～450℃)内膨胀系数与硬玻璃的膨胀系数相近，同时具有良好的低温组织稳定性。
实施例2
如图所示，本发明提供了如图所示，本发明提供了一种氧化杜美丝，包括镍铁合金芯线和包裹在镍铁合计芯线外侧的覆铜层，覆铜层外侧设有氧化亚铜层，覆铜层单层厚度尺寸为镍铁合金芯线直径尺寸的1/8～1/7倍，覆铜层单层优选厚度尺寸为镍铁合金芯线直径尺寸的0.125倍，氧化亚铜层用于半导体产业中的玻封二极管中及电路板的电容镶嵌，能有效的与加热后的玻璃紧密的封合在一起，用来达到密封的效果；其中氧化杜美丝成分包含，Ni含量40～42％，微量元素总量＜0.1％，Cu含量22～24％，其余为Fe元素。
本实施例中，采用镍铁合金为线芯芯材，通过包覆覆铜陈，其形成的杜美丝特别适用于发射管、振荡管、引燃管、晶体管以及管封插头、继电器外壳等电器件。相对实施例1，其材料成本相对较低。
实施例3
基于实施例1或2，用于制备实施例1或2中的氧化杜美丝，其制造工艺为，包括以下步骤：
步骤一，选材，选用镍铁合金材料制成的镍铁合金棒材和铜管；将镍铁合金棒材进行表面清洁处理，包括去氧化层、去毛刺和污渍清洗，然后烘干；其中镍铁合金棒材符合加工要求，表面无气泡、刮痕、脏污、毛刺、黑斑等；铜管符合加工要求表面无气泡、刮痕、脏污、毛刺、黑斑等；铜管符合加工要求，表面无气泡、刮痕、脏污、毛刺、黑斑等；铜管符合加工要求表面无气泡、刮痕、脏污、毛刺、黑斑等；
步骤二，第一次拉丝，使用拉丝机将镍铁合金棒材拉细至工艺加工规格，获得一级镍铁合金线；拉丝规格依据产品不同会有调整，其一级镍铁合金线拉细优选直径为5.8mm～5.9mm，拉丝机采用现有拉丝机设备，只需满足加工规格需求即可，因具体加工参数依据设备型号、规格不同存在差异，因此在此不做说明；
步骤三，预处理磨光加工，去除一级镍铁合金线表层杂质，获得二级镍铁合金线；利用现有自动磨光机进行磨光加工，或利用喷砂或抛光设备进行加工处理，进一步去除表层杂质，确保后续加工品质；
步骤四，套铜管，通过套管机将二级镍铁合金线导入铜管内，获得一级套铜管线；首先利用导线机完成对二级镍铁合金线和铜管的引线和放线，导线机采用现有导线机设备，只需满足加工规格需求即可，因具体加工参数依据设备型号、规格不同存在差异，因此在此不做说明；然后利用套管机将二级镍铁合金线导入铜管内，获得一级套铜管线；套管机采用现有套管机设备，只需满足加工规格需求即可，因具体加工参数依据设备型号、规格不同存在差异，因此在此不做说明；
步骤五，表面处理，首先将一级套铜管线通过去油清洗机去除表层油污和杂质，然后利用喷砂机对一级套铜管线进行喷砂处理；保证一级套铜管线的高质量，在加工过程中需要及时检查去油缸和清洗缸内清洗液体的水位和PH值，然后对一级套铜管线进行喷砂处理，为了保证表面高质量以及避免镀层松落；
步骤六，压合，利用敲打机将一级套铜管线内的镍铁合金线与铜管完成压合连接，获得二级套铜管线；将线芯与铜管连接起来后进行敲打压合，提高了镍铁合金芯线和覆铜层的结合性，同时便于其整体拉出，其中铜管与二级镍铁合金线完成导入形成的一级套铜管线长度不少于45m；
步骤七，退火，将二级套铜管线经过退火炉完成退火处理；退火处理中，退火温度为650℃～750℃，保温时间20h～24h；优选的退火温度为700℃～720℃，保温时间23h～24h；去除加工应力，细化内部晶粒结构，同时可以加强镍铁合金芯线和覆铜层的结合性，同时便于后续拉丝作业；
步骤八，第二次拉丝，使用拉丝机将二级套铜管线拉细至工艺加工规格，获得三级套铜管线；进一步完成铜管与镍铁合金线的结合，同时该拉丝工艺通常为大拉丝，将其拉至指定规格，便于后续精细拉丝做预处理准备；
步骤九，第三次拉丝，使用拉丝机将三级套铜管线拉细至工艺加工规格，获得终级套铜管线；该拉丝工艺通常将完成最终尺寸要求的拉丝；
步骤十，氧化处理，具体为：
10.1、预处理，将终级套铜管线完成上线和穿线，并通过纯净水清洗槽完成表面清洗，纯净水清洗槽内水温不得低于60℃；利用纯净水清洗槽完成表面清洗，避免杂质覆盖，有利于氧化层的形成，提高氧化层形成的均匀性，且避免出现漏点或杂质点等问题；
10.2、初步氧化，将终级套铜管线导入过氧化设备中，使得终级套铜管线表层形成一级氧化层，获得一级氧化杜美丝；完成初步氧化，使得表层先行获得一层一级氧化层，形成表层保护，避免后续燃烧时，出现过度燃烧，导致表层形成坏点或烧点；
10.3、燃烧处理，将一级氧化杜美丝导入过天然气燃烧设备中，使得一级氧化杜美丝表层形成二级氧化层，获得氧化杜美丝成品；优选采用过天然气燃烧设备，采用气烧工艺，避免局限瞬间形成高温点，其燃烧温度相对温度，从而使得二级氧化层的形成较为稳定均匀；
10.4、冷却，将氧化杜美丝成品通入纯净水槽冷却，纯净水槽内水温为30～45℃；利用纯净水槽，避免出现杂质与表层形成反应，提高表层质量；
10.5、烘干，经上处理后的氧化杜美丝成品导入控温管道内烘干，控温管道长度不得低于1m，控温管道内温度为120～150℃，氧化杜美丝成品导入速度为45～50m/min；确保完成快速烘干，避免水渍残留；
步骤十一，收线，将氧化杜美丝成品通过冷却、烘干后，利用收线机完成收线打包。
上述产品在实际加工过程中，通常采用下列表格：
生产工艺流程表
Figure GDA0002087142520000071
Figure GDA0002087142520000081
本发明采用了套铜管覆铜技术，极大的提高了生产效率，提高了产品质量，避免了传统电镀铜工艺的环境污染问题，同时提高了镍铁合金芯线和覆铜层的结合性，使其结合更紧密更牢固，弥补原有电镀工艺镀层不稳定问题及包覆工艺焊接焊缝时有砂眼而造成灯泡慢漏气的问题；优化氧化处理工艺，利用初步氧化结合气烧二次氧化工艺，提高了表面氧化亚铜层稳定均匀性，避免出现烧点或漏点，提升了产品品质。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (5)

1.一种氧化杜美丝的成型加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，选材，选用镍铁合金材料制成的镍铁合金棒材和铜管；
步骤二，第一次拉丝，使用拉丝机将镍铁合金棒材拉细至工艺加工规格，获得一级镍铁合金线；
步骤三，预处理磨光加工，去除一级镍铁合金线表层杂质，获得二级镍铁合金线；
步骤四，套铜管，通过套管机将二级镍铁合金线导入铜管内，获得一级套铜管线；
步骤五，表面处理，首先将一级套铜管线通过去油清洗机去除表层油污和杂质，然后利用喷砂机对一级套铜管线进行喷砂处理；
步骤六，压合，利用敲打机将一级套铜管线内的镍铁合金线与铜管完成压合连接，获得二级套铜管线；
步骤七，退火，将二级套铜管线经过退火炉完成退火处理；
步骤八，第二次拉丝，使用拉丝机将二级套铜管线拉细至工艺加工规格，获得三级套铜管线；
步骤九，第三次拉丝，使用拉丝机将三级套铜管线拉细至工艺加工规格，获得终级套铜管线；
步骤十，氧化处理，具体为：
10.1、预处理，将终级套铜管线完成上线和穿线，并通过纯净水清洗槽完成表面清洗，纯净水清洗槽内水温不得低于60℃；
10.2、初步氧化，将终级套铜管线导入过氧化设备中，使得终级套铜管线表层形成一级氧化层，获得一级氧化杜美丝；
10.3、燃烧处理，将一级氧化杜美丝导入过天然气燃烧设备中，使得一级氧化杜美丝表层形成二级氧化层，获得氧化杜美丝成品；
10.4、冷却，将氧化杜美丝成品通入纯净水槽冷却，纯净水槽内水温为30～45℃；
10.5、烘干，经上处理后的氧化杜美丝成品导入控温管道内烘干；
步骤十一，收线，将氧化杜美丝成品通过冷却、烘干后，利用收线机完成收线打包。
2.根据权利要求1所述的一种氧化杜美丝的成型加工方法，其特征在于：步骤四中，铜管与二级镍铁合金线完成导入形成的一级套铜管线长度不少于45m。
3.根据权利要求2所述的一种氧化杜美丝的成型加工方法，其特征在于：步骤七中退火处理中，退火温度为650℃～750℃，保温时间20h～24h。
4.根据权利要求1或3所述的一种氧化杜美丝的成型加工方法，其特征在于：退火温度为700℃～720℃，保温时间23h～24h。
5.根据权利要求1所述的一种氧化杜美丝的成型加工方法，其特征在于：步骤十烘干过程中，控温管道长度不得低于1m，控温管道内温度为120～150℃，氧化杜美丝成品导入速度为45～50m/min。
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