CN108890221A - 一种磷铜球的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磷铜球的生产方法，包括以下步骤：将使用上引连铸法结晶出来的磷铜棒放入预热保温炉内预热，预热温度为420℃‑440℃；轧球处理，将磷铜棒从预热保温炉内取出，然后放到螺旋模具上，并轧制成多个磷铜球；抛光处理，将磷铜球与研磨剂、光亮剂放入滚筒抛光机内，向滚筒内加水；抛光时间为15‑25分钟；风干水洗，将抛光后的磷铜球放入水洗风干机内进行水洗，10‑15分钟；包装称重，将包装箱放到电子称上，然后把合格的磷铜球逐渐放入包装箱内，直到电子称显示为25±0.02kg为止，然后将包装箱封口，接着使用捆扎带将包装箱捆好。本发明可以具有较高的生产效率，且所生产出的磷铜球晶粒更小，具有更好的电镀效果。
Description
技术领域
本发明涉及磷铜阳极的生产领域，尤其涉及一种磷铜球的生产方法。
背景技术
磷铜阳极是一种以球状、粒状或板状的磷铜作为电镀阳极材料，并被广泛地应用于印制电路板、五金、装饰等行业；因为在相同体积的情况下，球体的表面积最大，所以为了在相同体积的磷铜在相同的时间内可以释放出更多的铜离子以得到最高的电镀效率，磷铜阳极通常都会做成球状；而磷铜球的晶粒大小对于电镀过程中产生和阳极泥多少有着较大的影响，细小规整的晶粒结构会产生优秀的电镀性能，如果晶粒较大或不规整，在电镀过程中，会造成晶粒在不同的部位有不同的电压，使阳极材料溶解不正常，并且会产生较多的阳极泥；而细小的晶粒由于可以分散电压的差异，所以不会由于时间的推移而造成阳极上电压的差异，使即使长时间进行电镀，阳极表面也会保持光滑的表面；在现有的技术中，为了生产晶粒较小的磷铜阳极，通常需要先对磷铜进行挤压处理，然后再轧球，但是每次只能挤压一根，速度较慢，拖慢生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提出一种一种磷铜球的生产方法，以解决上述问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种磷铜球的生产方法，包括以下步骤：
步骤1，将使用上引连铸法结晶出来的磷铜棒放入预热保温炉内预热，预热温度为420℃-440℃；
步骤2，轧球处理，将磷铜棒从预热保温炉内取出，然后放到螺旋模具上，并轧制成多个磷铜球；
步骤3，抛光处理，将磷铜球与抛光砂放入滚筒抛光机内再加入研磨剂、光亮剂，向滚筒内加水，抛光时间为15-25分钟；
步骤4，风干水洗，将抛光后的磷铜球放入水洗风干机内进行水洗，10-15分钟；
步骤5，包装称重，将包装箱放到电子称上，然后把合格的磷铜球逐渐放入包装箱内，直到电子称显示为25±0.02kg为止，然后将包装箱封口，接着使用捆扎带将包装箱捆好。
在所述步骤1中，所述磷铜棒在所述保温炉内的预热温度为420℃-440℃。
在所述步骤3中，在抛光时加入的水至少要高于磷铜球150mm-200mm,抛光后检查磷铜球的表面是否光滑、无氧化和无油，如果是则为合格品，否则为抛光不合格品；合格品与抛光不合格品分开存放，将抛光不合格品重新进行步骤2，抛光处理。
在进行所述步骤4前，将水洗风干机的水箱内的水加热到60℃-80℃，水洗风干机的转速为250-300转/分钟，水洗风干水后检查磷铜球表面是否色泽暗淡、有油污和水痕，若是则为水洗不合格品，否则为合格品；水洗不合格品与合格品分开存放；将水洗不合格品重新进行步骤2，抛光处理。
完成所述步骤2后对磷铜球进行外观检查，当球状磷铜阳极出现中间有小孔、破球、烂球、半圆、球两头有尾、球表面无铜皮、表面氧化中的一种或多种现象时，则为外观不合格品，反之则为合格品，合格品与外观不合格品分开存放；将外观不合格品集中进行回炉处理，重新熔铸。
所述步骤5完成后的包装箱放到托板上进行堆放，横向放5箱，纵向放4箱，最大层数为3层。
在所述步骤5中，将磷铜球放入包装箱后在包装箱内放入至少两包干燥剂，然后再封口。
在每次开始所述步骤2，轧球处理前或调试过轧球机器后，进行首件确认，首件数量为10个磷铜球，在确认轧制出来的10个首件磷铜球全部合格后才可以正式进行轧球生产。
当抛光的磷铜球表面有氧化层时，则抛光时间延长至20-35分钟。
在所述步骤3中的抛光时间为20分钟。
在所述步骤4中，水箱内的水温为75℃，水洗风干机的转速为250转/分钟。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本实施例的一种磷铜球的生产方法，包括以下步骤：
步骤1，将使用上引连铸法结晶出来的磷铜棒放入预热保温炉内预热，预热温度为420℃-440℃以上；
步骤2，轧球处理，将磷铜棒从预热保温炉内取出，然后放到螺旋模具上，并轧制成多个磷铜球；
步骤3，抛光处理，将磷铜球与抛光砂放入滚筒抛光机内再加入研磨剂、光亮剂，向滚筒内加水，抛光时间为15-25分钟；
步骤4，风干水洗，将抛光后的磷铜球放入水洗风干机内进行水洗，10-15分钟；
步骤5，包装称重，将包装箱放到电子称上，然后把合格的磷铜球逐渐放入包装箱内，直到电子称显示为25±0.02kg为止，然后将包装箱封口，接着使用捆扎带将包装箱捆好。
由于磷铜球的晶粒大小对于在电镀效果有着较大的影响，现有的晶粒细化都是采用挤压磷铜棒的方式，不仅生产速度较慢，且需要额外的工人来操作，增加生产的成本；采用上引连铸法得到的磷铜棒相比于铸造可以得到更细的晶粒，磷铜的结晶温度为415℃-450℃，将上引连铸后的磷铜棒放到预热保温炉内预热至420℃-440℃可使磷铜棒重新结晶，所以此时将磷铜放入轧球机上轧制，可以使晶体破碎，进一步细化，可以得到相比于挤压更细的晶粒，使用该生产出来的磷铜球作为阳极进行电镀可以具有更加均匀的电镀表面，和更少的阳极泥，并且在生产过程中减少挤压工序及相应的操作人员，可以降低生产的成本；预热保温炉内一次可以对预热多根磷铜棒，具有较高的生产效率。
采用湿式抛光可以在抛光的过程中将磷铜球表面的铜粉冲走，减少抛光后的磷铜球表面的铜粉，由于研磨剂和光亮剂为液态，相比于使用抛光砂进行抛光，磷铜球更加容易与研磨剂和光亮剂进行分离；由于抛光后的磷铜球表面会带有污渍，所以还需要进一步清洗，使磷铜球表面更加干净，防止磷铜球表面脏污而影响电镀的质量；为了方便管理和运输，将磷铜球包装成一定规格，为了减少生产成本，包装通常采用包装箱，但是包装箱底部的承重能力有限，如果包装箱中所装的磷铜球重量大于25kg会存在不易搬运和包装箱容易损坏的问题，如果包装箱中装有的磷铜球过少则会增加包装箱的使用量，不仅不环保，并且也增加生产成本；由于每个磷铜球的重量相差较小，采用称重的方法可以方便地知道包装时装入磷铜球数量，防止多装或漏装，保证每个包装箱内的磷铜球数量一致。
在所述步骤3中，在抛光时加入的水至少要高于磷铜球150mm-200mm,抛光后检查磷铜球的表面是否光滑、无氧化和无油，如果是则为合格品，否则为抛光不合格品；合格品与抛光不合格品分开存放，将抛光不合格品重新进行步骤2，抛光处理。
如果在滚筒中加入的水与磷铜球的高度差小于150mm，则无法在抛光的过程中对磷铜球表面的铜粉进行有效的清洗；如果在滚筒中加入的水与磷铜球的高度差大于200mm，则增加滚筒抛光机在抛光过程中的能耗；抛光后将不良表面不良的磷铜球挑选出来，防止混入良品中流到下面的工序中；区分存放可以便于合格品与外观不合格品的区分，防止拿错；将抛光不合格品重新抛光可以对抛光不合格品进行回收。
在进行所述步骤4前，将水洗风干机的水箱内的水加热到60℃-80℃，水洗风干机的转速为250-300转/分钟，水洗风干水后检查磷铜球表面是否色泽暗淡、有油污和水痕，若是则为水洗不合格品，否则为合格品；水洗不合格品与合格品分开存放；将水洗不合格品重新进行步骤2，抛光处理。
在抛光后的磷铜球表面会存在油渍，如果使用凉水或水洗风干机以低于250转/分钟的转速进行清洗会无法将油渍清洗干净，使用大于60℃的热水，且水洗风干机的转速不低于250转/分钟才可将磷铜球表面的油渍去除，如果水洗风干机的转速过高则加剧磷铜球之间的碰撞，使磷铜球表面出现凹痕；区分存放可以便于合格品与外观不合格品的区分，防止拿错；由于水洗不合格品表面的脏污或氧化层无法直接用水洗干净，所以将水洗不合格品重新进行抛光，将表面的脏污或氧化层抛掉，回收成本低且效率高。
完成所述步骤2后对磷铜球进行外观检查，当球状磷铜阳极出现中间有小孔、破球、烂球、半圆、球两头有尾、球表面无铜皮、表面氧化中的一种或多种现象时，则为外观不合格品，反之则为合格品，合格品与外观不合格品分开存放；将外观不合格品集中进行回炉处理，重新熔铸。
在轧球的过程中，会出现不完整的磷铜球，为了防止不良品流到下面的工序中，在轧球完成后将不良的磷铜球挑出，区分存放可以便于合格品与外观不合格品的区分，防止拿错；由于外观不合格品不是完整的球状，无法直接回收，所以必须重新熔铸回收。
包装完成后的包装箱放到托板上进行堆放，横向放5箱，纵向放4箱，最大层数为3层。
为了方便生产后的运输，将装有成品的包装箱放到托板上进行堆放，可以方便使用叉车进行搬运，由于托板的强度有限，在横向和纵向不能放置过多的包装箱，否则容易使托板在使用叉车运输过程中发生断裂；由于装有成品的包装箱较重，为了避免底层的包装箱被压坏，所以最大层数不能超过3层。
所述步骤5，包装称重，在将磷铜球放入包装箱后在包装箱内放入至少两包干燥剂，然后再封口。
由于磷铜球在潮湿的环境中，其表面容易发生氧化，所以在包装箱内放入干燥剂，保持包装箱内的环境干燥，防止磷铜球表面氧化。
在每次开始所述步骤2，轧球处理前或调试过轧球机器后，进行首件确认，首件数量为10个磷铜球，在确认轧制出来的10个首件磷铜球全部合格后才可以正式进行轧球生产。
为了保证在轧球处理的过程中，用于生产的机器是处于正常状态，在每次开始所述步骤1，轧球处理前或调试过轧球机器后进行首件确认，确保首件生产出来的磷铜规格、外观形状都合格才可以进行正式生产，防止由于机器调试不到位或机器故障的问题而造成不良率上升。
当抛光的磷铜球表面有氧化层时，则抛光时间延长至20-35分钟。
当磷铜球表面有氧化层时，磷铜球表面的颜色较暗，此时为了去除磷铜球表面的氧化层，将延长磷铜球的抛光时间，以使抛光砂将磷铜表面的氧化层全部去除。
在所述步骤3，抛光处理中，抛光时间为20分钟。
对磷铜球抛光20分钟，可以得到表面粗糙度小于25μm的磷铜球，且不良率可低于2％。
在所述步骤4，水洗风干中，水箱内的水温为75℃，水洗风干机的转速为250转/分钟。
将水洗风干机的转速设定为250转/分钟，并使用75℃的温水并对磷铜球进行清洗，可以快速去除磷铜球表面的油渍和脏污。
将采用上引边铸法得到的一根磷铜棒裁切成5段，并分别标记为1号、2号、3号、4号、5号、6号和7号，然后分别进行以下实验：
实验1：直接将1号磷铜棒放入轧球机进行轧球处理，得到1号磷铜球，接着对1号磷铜球进行磨光、抛光和腐蚀，然后放到×1000倍速的显微镜下观察，测量出晶体的横向平均粒径为1608.27μm，纵向平均粒径为1067.18μm；
实验2：将2号磷铜棒放入保温炉内加热至410℃，然后将2号磷铜棒从保温炉内取出，并放入轧球机进行轧球处理，得到2号磷铜球，接着对2号磷铜球进行磨光、抛光和腐蚀，然后放到×1000倍速的显微镜下观察，测量出晶体的横向平均粒径为35.26μm，纵向平均粒径为38.54μm；
实验3：将3号磷铜棒放入保温炉内加热至420℃，然后将3号磷铜棒从保温炉内取出，并放入轧球机进行轧球处理，得到3号磷铜球，接着对3号磷铜球进行磨光、抛光和腐蚀，然后放到×1000倍速的显微镜下观察，测量出晶体的横向平均粒径为16.34μm，纵向平均粒径为12.39μm；
实验4：将4号磷铜棒放入保温炉内加热至433℃，然后将4号磷铜棒从保温炉内取出，并放入轧球机进行轧球处理，得到4号磷铜球，接着对4号磷铜球进行磨光、抛光和腐蚀，然后放到×1000倍速的显微镜下观察，测量出晶体的横向平均粒径为13.97μm，纵向平均粒径为15.99μm；
实验5：将5号磷铜棒放入保温炉内加热至440℃，然后将5号磷铜棒从保温炉内取出，并放入轧球机进行轧球处理，得到5号磷铜球，接着对5号磷铜球进行磨光、抛光和腐蚀，然后放到×1000倍速的显微镜下观察，测量出晶体的横向平均粒径为16.18μm，纵向平均粒径为18.93μm；
实验6：将6号磷铜棒放入保温炉内加热至450℃，然后将6号磷铜棒从保温炉内取出，并放入轧球机进行轧球处理，得到6号磷铜球，接着对6号磷铜球进行磨光、抛光和腐蚀，然后放到×1000倍速的显微镜下观察，测量出晶体的横向平均粒径为38.62μm，纵向平均粒径为40.37μm；
实验7：将7号磷铜棒挤压机内进行挤压，然后将7号磷铜棒从挤压机内取出，并放入轧球机进行轧球处理，得到7号磷铜球，接着对7号磷铜球进行磨光、抛光和腐蚀，然后放到×1000倍速的显微镜下观察，测量出晶体的横向平均粒径为46.72μm，纵向平均粒径为57.41μm。
表1-实验结果
由上述实验可以得到以下结论：
1、由实验1-6可知，对磷铜棒预热，然后再进行轧球处理，所得到的2、3、4、5、6号磷铜球的晶粒尺寸远小于比直接进行轧球处理所得到的1号磷铜球，所以将磷铜棒预热后再进行轧球可以地极大提升磷铜球的产品质量；
2、微晶磷铜球的标准是晶粒的横向组织尺寸和纵向组织尺寸均小于60μm，由实验2-5可知，3、4、5和7号磷铜球均可达到微晶磷铜球的标准，且3、4、5号磷铜球的晶粒尺寸小于7号磷铜球的晶粒尺寸，所以对磷铜棒预热至420℃-440℃，然后再进行轧球处理所得到磷铜球的品质比挤压处理后再进行轧球处理所得到的磷铜球的品质更好。
3、由实验2-6可知，对磷铜棒预热的温度过高或者过低都会使晶粒变大，只有预热温度在420℃-440℃之间才可得到晶粒更小的磷铜球。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种磷铜球的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将使用上引连铸法结晶出来的磷铜棒放入预热保温炉内预热；
步骤2，轧球处理，将磷铜棒从预热保温炉内取出，然后放到螺旋模具上，并轧制成多个磷铜球；
步骤3，抛光处理，将磷铜球放入滚筒抛光机内再加入研磨剂、光亮剂，向滚筒内加水，抛光时间为15-25分钟；
步骤4，风干水洗，将抛光后的磷铜球放入水洗风干机内进行水洗，10-15分钟；
步骤5，包装称重，将包装箱放到电子称上，然后把合格的磷铜球逐渐放入包装箱内，直到电子称显示为25±0.02kg为止，然后将包装箱封口，接着使用捆扎带将包装箱捆好。
2.根据权利要求1所述的一种磷铜球的生产方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述磷铜棒在所述保温炉内的预热温度为420℃-440℃。
3.根据权利要求1所述的一种磷铜球的生产方法，其特征在于，在所述步骤3中，在抛光时加入的水至少要高于磷铜球150mm-200mm,抛光后检查磷铜球的表面是否光滑、无氧化和无油，如果是则为合格品，否则为抛光不合格品；合格品与抛光不合格品分开存放，将抛光不合格品重新进行步骤2，抛光处理。
4.根据权利要求1所述的一种磷铜球的生产方法，其特征在于，在进行所述步骤4前，将水洗风干机的水箱内的水加热到60℃-80℃，水洗风干机的转速为250-300转/分钟，水洗风干水后检查磷铜球表面是否色泽暗淡、有油污和水痕，若是则为水洗不合格品，否则为合格品；水洗不合格品与合格品分开存放；将水洗不合格品重新进行步骤2，抛光处理。
5.根据权利要求1所述的一种磷铜球的生产方法，其特征在于，完成所述步骤2后对磷铜球进行外观检查，当球状磷铜阳极出现中间有小孔、破球、烂球、半圆、球两头有尾、球表面无铜皮、表面氧化中的一种或多种现象时，则为外观不合格品，反之则为合格品，合格品与外观不合格品分开存放；将外观不合格品集中进行回炉处理，重新熔铸。
6.根据权利要求1所述的一种磷铜球的生产方法，其特征在于，所述步骤5完成后，包装箱放到托板上进行堆放，横向放5箱，纵向放4箱，最大层数为3层。
7.根据权利要求1所述的一种磷铜球的生产方法，其特征在于，在所述步骤5中，将磷铜球放入包装箱后在包装箱内放入至少两包干燥剂，然后再封口。
8.根据权利要求1所述的一种磷铜球的生产方法，其特征在于，在每次开始所述步骤2前或调试过用于轧球的机器后，进行首件确认，首件数量为10个磷铜球，在确认轧制出来的10个首件磷铜球全部合格后才可以正式进行轧球生产。
9.根据权利要求1所述的一种磷铜球的生产方法，其特征在于，当抛光的磷铜球表面有氧化层时，则抛光时间延长至20-35分钟。
10.根据权利要求1所述的一种磷铜球的生产方法，其特征在于，在所述步骤3中的抛光时间为20分钟；在所述步骤4中，水箱内的水温为75℃，水洗风干机的转速为250转/分钟。
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