CN109087753A - 一种同轴电缆内芯线用低阻抗铜包钢导体的生产方法 - Google Patents

一种同轴电缆内芯线用低阻抗铜包钢导体的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于铜包钢材料技术领域，公开了一种同轴电缆内芯线用低阻抗铜包钢导体的生产方法，所述方法为先对钢盘条直接镀铜，再对镀铜后的钢盘条进行拉丝，得到符合要求的同轴电缆内芯线用铜包钢导体。由于铜的延展性比较好，采用先镀铜后拉拔处理的方式，更有利于拉拔过程的进行，得到的铜包钢导体成品率高，且拉拔时无需额外增加拉丝粉，更经济环保。在电镀铜之前，对钢盘条进行机械剥壳及酸电解、水洗，以去除所述钢盘条表面的氧化层，减小镀铜的难度，以及提高镀铜的均匀性和致密性，使铜离子能紧密的结合在钢材的表面，同时，也提高了产品的延展性；对钢盘条进行机械抛光处理，提升了钢材表面的光滑度，进一步提高了镀铜的均匀性。

Description

一种同轴电缆内芯线用低阻抗铜包钢导体的生产方法
技术领域
本发明属于铜包钢材料技术领域，具体涉及一种同轴电缆内芯线用低阻抗铜包钢导体的生产方法。
背景技术
同轴电缆是指有两个同心导体，而导体和屏蔽层又共用同一轴心的电缆。同轴电缆内芯线用铜包钢导体是优质低碳盘条钢丝母材为基芯，经电沉积、拉拔而成的新型双金属复合材料。该产品既有铜的导电性能和高频性能，又有钢的强度与韧性，与传统的纯铜线比有重量轻、成本低，且各项性能指标高于或相仿于纯铜线的优点，是纯铜线的良好替代品，目前已在信号传输领域广泛应用，如军用被覆线、爆破线、CATV电缆线芯、石油勘探线、电话、屏蔽线等。
中国专利文献CN101303923A公开了一种同轴电缆内芯线用高强度铜包钢导体的生产工艺，其包括：粗拉、中温回火、除氧化层、精拉、电沉积前处理、酸电解、水洗、预处理电沉积、水洗、厚处理电沉积、水洗、防氧化、干燥、水箱拉丝、水洗、防氧化、干燥和收线装盘。该工艺中，先将直径为6.5mm的钢丝母材经一系列处理后放入高速连续拉丝机上拉拔至直径为3.4mm的粗钢丝，然后再将该粗钢丝放入水箱拉丝机拉拔至直径为1.60mm的细钢丝，再进行镀铜及水箱拉丝，最终得到直径为0.8～1.2mm的成品。然而，由于钢丝的硬度比较大，润滑性不够，因此，在水箱拉丝机上拉拔时需添加大量拉丝粉，容易产生较多的粉尘，不但威胁操作者的身体健康，而且也不符合环保的要求；此外，因拉拔时钢丝上残留有润滑剂，而这些润滑剂若不彻底清除，则会增加镀铜的难度，导致钢丝与铜层结合力不够，信号传输时损失大，因此镀铜工序前还另需增加除油工序，增加了工作量及生产成本。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有的同轴电缆内芯线用铜包钢导体生产工艺中存在不环保及生产成本高的缺陷，从而提供一种生产成本低且对环境友好的同轴电缆内芯线用低阻抗铜包钢导体的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种同轴电缆内芯线用铜包钢导体的生产方法，包括如下步骤：
(1)对钢盘条表面进行去氧化层处理；
(2)预镀铜：采用碱性镀铜工序；
(3)正镀铜：以氟硼酸铜及氟硼酸为电解液，在电流密度为15～20A/dm2下进行镀铜处理；
(4)水洗并进行抗氧化、干燥处理；
(5)拉丝：将干燥的铜包钢盘拉拔至直径为0.8～1.65mm；
(6)表面处理：抗氧化、干燥处理；
(7)收线。
进一步地，步骤(1)所述去氧化层处理包括机械剥壳处理和机械抛光处理。
更进一步地，步骤(1)所述去氧化层处理还包括对所述机械抛光处理后的钢盘条进行酸电解。
进一步地，采用浓度为15～30wt％的硫酸溶液进行所述酸电解。
进一步地，对所述酸电解后的钢盘条至少进行1次水洗。
进一步地，步骤(2)所述预电镀采用焦磷酸盐电镀液，所述电镀液中，铜离子含量为15～25g/L，总焦磷酸根含量为100～200g/L。
进一步地，步骤(3)所述正电镀采用氟硼酸盐电镀液，所述电镀液的波尔比重为30～40，游离酸度为30～50g/L。
进一步地，步骤(5)所述拉丝为水箱拉丝。
更进一步地，步骤(5)所述拉丝为：先将干燥的铜包钢盘条移入水箱拉丝机上第一次拉拔至直径为1.6～2.0mm；将所述第一次拉拔后的铜包钢盘条移入水箱拉丝机上第二次拉拔至直径为0.8～1.65mm。
本发明的技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的同轴电缆内芯线用铜包钢导体的生产方法，先对钢盘条直接镀铜，再对镀铜后的钢盘条进行拉丝，得到符合要求的同轴电缆内芯线用铜包钢导体。由于铜的延展性比较好，采用先镀铜后拉拔处理的方式，更有利于拉拔过程的进行，得到的铜包钢导体成品率高，且拉拔时无需额外增加拉丝粉，更经济环保。在电镀铜之前，对钢盘条进行机械剥壳和机械抛光以及硫酸酸电解、水洗，以去除所述钢盘条表面的氧化层，减小镀铜的难度，以及提高镀铜的均匀性和致密性，使铜离子能紧密的结合在钢材的表面，同时，也提高了产品的延展性；对钢盘条进行机械抛光处理，提升了钢材表面的光滑度，进一步提高了镀铜的均匀性，减小了铜包钢导体的电阻，提高了产品的导电性，确保了稳定的屏蔽衰减特性，得到的产品抗干扰性能强。
2.本发明提供的同轴电缆内芯线用铜包钢导体的生产方法，正镀铜时以氟硼酸铜及氟硼酸为电镀液，电镀电流密度高达20A/dm2，得到的铜镀层致密性更高，信号损耗率更低，更有利于信号的高质量传输。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例1提供了一种同轴电缆内芯线用铜包钢导体的生产方法，其由以下步骤组成：
(1)对钢盘条进行表面处理：将直径为6.5mm的钢盘条进行机械剥壳去除其表面的氧化层，并采用机械抛光对盘条表面进行抛光；用浓度为20wt％的硫酸溶液进行酸电解，进一步去除所述钢盘条表面的氧化层；将酸电解后的钢盘条进行2次超声逆流水洗，去除所述钢盘条表面因酸电解而残留的酸液及杂质。
(2)预镀铜：以焦磷酸铜及焦磷酸钾为电镀液，电镀液中铜离子含量为15g/L，总焦磷酸根含量为200g/L。在pH为8.2～8.5的条件下进行预镀铜厚度至镀层的厚度为1.5微米。
(3)正镀铜：以氟硼酸铜及氟硼酸为电解液，电镀液的波尔比重为30，游离酸度为50g/L。在电流密度为20A/dm2下进行镀铜，至铜的含量为11.8～12.5wt％。
(4)水洗并进行抗氧化、干燥处理：将上述镀铜后得到的铜包钢盘条进行水洗，以去除表面残余的电镀液；将水洗后的铜包钢盘条表面涂覆保护层，避免铜包钢盘条产品长久暴露于空气中被氧化，表面保护剂可以为有机酸类化合物，其在铜包钢盘条表面形成一层透明的保护膜，从而起到保护的作用；对涂覆了保护层后的铜包钢盘条进行干燥，避免因水汽黏附在铜包钢盘条表面发生氧化。
(5)拉丝：先将干燥的铜包钢盘条移入水箱拉丝机上第一次拉拔至直径为2.0mm；将所述第一次拉拔后的铜包钢盘条移入水箱拉丝机上第二次拉拔至直径为1.65mm，得到铜包钢导体。
(6)表面处理：抗氧化、干燥处理，具体为将上述铜包钢导体表面涂覆保护层以避免铜包钢导体产品长久暴露于空气中被氧化，表面保护剂可以为有机酸类化合物，其在铜包钢导体表面形成一层透明的保护膜，从而起到保护的作用；对涂覆了保护层后的铜包钢导体进行干燥，避免因水汽黏附在铜包钢导体表面发生氧化。
(7)收线装盘，以合适的铁轴对成品铜包钢导体进行绕装。
实施例2
本实施例2提供了一种同轴电缆内芯线用铜包钢导体的生产方法，其由以下步骤组成：
(1)对钢盘条进行表面处理：将直径为5.5mm的钢盘条进行机械剥壳以及机械抛光处理去除其表面的氧化层；用浓度为15wt％的硫酸溶液进行酸电解，进一步去除所述钢盘条表面的氧化层；将酸电解后的钢盘条进行1次超声波水洗，去除所述钢盘条表面因酸电解而残留的酸液及杂质。
(2)预镀铜：以焦磷酸铜及焦磷酸钾为电镀液，电镀液中铜离子含量为20g/L，总焦磷酸根含量为150g/L。在pH为8.5～8.8的条件下进行预镀铜，至镀层厚度为1.2微米。
(3)正镀铜：以氟硼酸铜及氟硼酸为电解液，电镀液的波尔比重为3540，游离酸度为40g/L。在电流密度为18A/dm2下进行镀铜，至铜的含量为6.5～7.5wt％。
(4)水洗并进行抗氧化、干燥处理：将上述镀铜后得到的铜包钢盘条进行水洗，以去除表面残余的电镀液；将水洗后的铜包钢盘条表面涂覆保护层，避免铜包钢盘条产品长久暴露于空气中被氧化，表面保护剂可以为有机酸类化合物，其在铜包钢盘条表面形成一层透明的保护膜，从而起到保护的作用；对涂覆了保护层后的铜包钢盘条进行干燥，避免因水汽黏附在铜包钢盘条表面发生氧化。
(5)拉丝：先将干燥的铜包钢盘条移入水箱拉丝机上第一次拉拔至直径为1.6mm；水洗去除拉丝过程产生的杂质；将所述第一次拉拔后的铜包钢盘条移入水箱拉丝机上第二次拉拔至直径为0.8mm，得到铜包钢导体。
(6)表面处理：抗氧化、干燥处理，具体为将上述铜包钢导体表面涂覆保护层以避免铜包钢导体产品长久暴露于空气中被氧化，表面保护剂可以为有机酸类化合物，其在铜包钢导体表面形成一层透明的保护膜，从而起到保护的作用；对涂覆了保护层后的铜包钢导体进行干燥，避免因水汽黏附在铜包钢导体表面发生氧化。
(7)收线装盘，以合适的铁轴对成品铜包钢导体进行绕装。
实施例3
本实施例3提供了一种同轴电缆内芯线用铜包钢导体的生产方法，其由以下步骤组成：
(1)对钢盘条进行表面处理：将直径为6.5mm的钢盘条进行机械剥壳去除其表面的氧化层；用浓度为30wt％的硫酸溶液进行酸电解，进一步去除所述钢盘条表面的氧化层；将酸电解后的钢盘条进行水洗，去除所述钢盘条表面因酸电解而残留的酸液；采用金属线材抛光设备对上述钢盘条进行抛光处理，直至得到光亮的表面。
(2)预镀铜：以焦磷酸铜及焦磷酸钾为电镀液，电镀液中铜离子含量为25g/L，总焦磷酸根含量为100g/L。在pH为7.8～8.1的条件下进行预镀铜，至镀层厚度为1.8微米。
(3)正镀铜：以氟硼酸铜及氟硼酸为电解液，电镀液的波尔比重为40，游离酸度为30g/L。在电流密度为15A/dm2下进行镀铜，至铜的含量为15.0～16.0wt％。
(4)水洗并进行抗氧化、干燥处理：将上述镀铜后得到的铜包钢盘条进行水洗，以去除表面残余的电镀液；将水洗后的铜包钢盘条表面涂覆保护层，避免铜包钢盘条产品长久暴露于空气中被氧化，表面保护剂可以为有机酸类化合物，其在铜包钢盘条表面形成一层透明的保护膜，从而起到保护的作用；对涂覆了保护层后的铜包钢盘条进行干燥，避免因水汽黏附在铜包钢盘条表面发生氧化。
(5)拉丝：先将干燥的铜包钢盘条移入水箱拉丝机上第一次拉拔至直径为1.8mm；将所述第一次拉拔后的铜包钢盘条移入水箱拉丝机上第二次拉拔至直径为1.04mm，得到铜包钢导体。
(6)表面处理：抗氧化、干燥处理，具体为将上述铜包钢导体表面涂覆保护层以避免铜包钢导体产品长久暴露于空气中被氧化，表面保护剂可以为有机酸类化合物，其在铜包钢导体表面形成一层透明的保护膜，从而起到保护的作用；对涂覆了保护层后的铜包钢导体进行干燥，避免因水汽黏附在铜包钢导体表面发生氧化。
(7)收线装盘，以合适的铁轴对成品铜包钢导体进行绕装。
对比例1
本对比例1提供了一种同轴电缆内芯线用铜包钢导体的生产方法，其生产方法同实施例1，不同之处在于，本对比例1中无机械抛光处理的操作。
对比例2
本对比例2提供了一种同轴电缆内芯线用铜包钢导体的生产方法，其生产方法同中国专利文献CN101303923A中实施例1。
实验例1
分别对本发明实施例1-3及对比例1-2得到的同轴电缆内芯线用铜包钢导体进行抗拉强度、延展率及电导率的测定，测定结果见下表1所示。
表1各种铜包钢导体的性能测试结果
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
抗拉强度(Mpa) 902 985 895 898 857
延展率(％) 2.8 1.8 1.8 1.6 1.3
电导率(％) 23.1 21.2 26.5 20.9 20.1
由上表1中的数据可以发现，采用本发明生产方法得到的同轴电缆内芯线用铜包钢导体其抗拉强度、延展率及电导率均有明显地提升，本发明生产方法得到的铜包钢导体电阻小，信号损耗低，适合同轴电缆的远距离传输。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种同轴电缆内芯线用铜包钢导体的生产方法，包括如下步骤：
(1)对钢盘条表面进行去氧化层处理；
(2)预镀铜：采用碱性镀铜工序；
(3)正镀铜：以氟硼酸铜及氟硼酸为电解液，在电流密度为15～20A/dm2下进行镀铜处理；
(4)水洗并进行抗氧化、干燥处理；
(5)拉丝：将干燥的铜包钢盘拉拔至直径为0.8～1.65mm；
(6)表面处理：抗氧化、干燥处理；
(7)收线。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤(1)所述去氧化层处理包括机械剥壳处理和机械抛光处理。
3.根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，步骤(1)所述去氧化层处理还包括对所述机械抛光处理后的钢盘条进行酸电解。
4.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于，采用浓度为15～30wt％的硫酸溶液进行所述酸电解。
5.根据权利要求3或4所述的生产方法，其特征在于，对所述酸电解后的钢盘条至少进行1次水洗。
6.根据权利要求1-5任一项所述的生产方法，其特征在于，步骤(2)所述预电镀采用焦磷酸盐电镀液，所述电镀液中，铜离子含量为15～25g/L，总焦磷酸根含量为100～200g/L。
7.根据权利要求1-6任一项所述的生产方法，其特征在于，步骤(3)所述正电镀采用氟硼酸盐电镀液，所述电镀液的波尔比重为30～40，游离酸度为30～50g/L。
8.根据权利要求1-7任一项所述的生产方法，其特征在于，步骤(5)所述拉丝为水箱拉丝。
9.根据权利要求1-8任一项所述的生产方法，其特征在于，步骤(5)所述拉丝为：先将干燥的铜包钢盘条移入水箱拉丝机上第一次拉拔至直径为1.8～2.0mm；将所述第一次拉拔后的铜包钢盘条移入水箱拉丝机上第二次拉拔至直径为0.8～1.65mm。
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