CN111778533B - 一种往返式电镀铜包铝的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于冶金领域，尤其涉及一种往返式电镀铜包铝的生产工艺。其包括：多段碱洗：对铝母材进行至少两次碱洗得到洗净的铝材；沉锌处理：对洗净的铝材进行至少两次沉锌；分层镀铜：对沉锌处理后的铝材进行若干次镀铜，镀铜至少包括预镀、初厚镀和主厚镀三道工序；后处理：后处理包括初钝化、连拉、探伤、退火和后钝化收线。本发明提高了铜包铝线材中的铜含量，提高整体线材的信号传输性能；提高铜层与基材铝芯的结合强度；提高线材的抗氧化能力，延长其使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于冶金领域，尤其涉及一种往返式电镀铜包铝的生产工艺。
背景技术
铜包铝线是以铝杆作为芯线，同心的覆盖铜层，经拉拔、退火等工序生产而成。由于高频信号电流通过导体时主要集中在导体表层传输，产生“趋肤效应”，而在导体芯部传输的电流却很少，例如有线电视信号在0.008mm以上的铜层表面传递，铜包铝内导体能完全满足信号的传输要求，其信号的传输特性与相同线径的铜线相一致。根据“趋肤效应”原理，铜包铝导体作为通讯线缆的内导体，当铜包铝导体的规格在1.85～5.1mm范围时，对铜包铝导体的最小铜层厚度要求为0.0212mm，即铜包铝的铜含量能达到6～16％时，即可满足信号在10MHz以上的传输要求。
目前已实现规模生产的铜包铝生产方法主要有包覆焊接法和电镀法。包覆焊接法是以经表面处理的铝杆及清洗处理后的铜带为材料，采用包覆焊接、然后经拉拔和热处理后制备所需的铜包铝线。采用包覆焊接法生产铜包铝线，主要是采用机械的包覆焊接、拉拔和退火工艺实现，其存在的不足是采用现有的包覆焊接技术生产的铜包铝其含铜量≥20％，很难生产较低含铜量的铜包铝。传统的直镀式电镀是采用化学电解方法在铝芯线表面镀上铜层，该方法工艺简单，行线速度快，其存在的不足是直镀式的生产线较长，不利于生产场地的设计和利用，且直镀式电镀工艺是只适合生产铜含量较低，一般＜6％，镀层较薄的铜包铝。
如中国专利局于2017年2月22日公开的铜包铝镁双金属导线生产工艺的发明专利授权，授权公开号为CN102324276B，其依次通过预处理、沉锌预镀、预镀镍、酸盐镀铜和后处理实现铜包铝合金线的制备，提高了产品的成品率，并改善了电结晶铜的微观结构，提高了铜层的密实度，但其所得线材显然扔存在铜含量较低的问题，经试验该工艺所制得的铜包铝合金线中铜含量约为5wt％。
发明内容
为解决目前铜包铝合金线中铜含量较难控制在适宜的范围内，采用包覆焊接法进行铜层制备时铜含量过高，产生了资源浪费，而采用直镀式电镀或如CN102324276B等技术方案进行铜层制备时，又存在铜含量过低，性能较差等问题，本发明提供了一种往返式电镀铜包铝的生产工艺。本发明的目的在于：一、确保铜包铝合金线材的铜含量处于适宜的范围内；二、提高铜层与基材铝芯的结合强度；三、提高线材的抗氧化能力，延长其使用寿命。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种往返式电镀铜包铝的生产工艺，
包括：
1)多段碱洗：对铝母材进行至少两次碱洗得到洗净的铝材；
2)沉锌处理：对洗净的铝材进行至少两次沉锌；
3)分层镀铜：对沉锌处理后的铝材进行若干次镀铜，镀铜至少包括预镀、初厚镀和主厚镀三道工序；
4)后处理：后处理包括初钝化、连拉、探伤、退火和后钝化收线。
多段碱洗工艺能够对铝母材进行良好的清洁除油，并且有利于提高后续沉锌和电沉积工序的顺利进行，提高铜层和铝母材的结合强度。相较于常规的单次碱洗工艺，本发明多段碱洗在清洁效果上提升幅度较小，但对于后续沉锌和电沉积工序的优化效果显著。
沉锌处理进行至少两次沉锌，有利于后续分层镀铜工序的顺利进行，提高铝和铜和结合强度。
分层镀铜相较于常规的镀铜工艺，采用阶段性镀铜，结合铜结晶过程中形核和生长等不同阶段，实现低功耗、高效地镀铜，实现高厚度铜层的制备，对于铜包铝导体的传输性能产生了显著的提升优化效果。
镀铜结束后进行适当的后处理操作提高线材的抗氧化能力，延长整体线材的使用寿命。
作为优选，
还包括：
预处理；
所述预处理于步骤1)之前进行，对铝母材进行放线矫直；
所述放线矫直采用上抽式放线的方式，放线过程中通过三组导轮矫直；
所述矫直后所得的铝母材线径为4～6mm。
铝母材通常为常见规格的铝线盘绕成的铝线盘。
在本发明工艺中，多段碱洗前对铝母材进行上抽式放线，即由下至上向上拉出铝母材，并且上抽式放线过程中配合三组导轮进行，具体如图1所示，铝母材1向上抽出经过三组导轮2进行配合张直后再从S端回收成盘。
作为优选，
步骤1)所述多段碱洗中最后一次碱洗所用的碱液中含有：
氢氧化钠25～30g/L、磷酸钠12.5～15g/L，溶剂为水。
所述碱液中的氢氧化钠主要起到除油的作用，而磷酸钠可以稳定碱液中的碱性，起到一定pH缓冲剂的效果。
作为优选，
步骤1)所述多段碱洗过程进行三次碱洗，碱洗于50～80℃条件下进行并且配合采用逆流漂洗的方式进行；
多段碱洗后对铝母材进行水洗，水洗过程依次至少进行一次冲洗和逆流漂洗。
逆流漂洗即通过多槽设置，铝母材依次通过多个设置的槽，而清洗所用的碱液或水等清洗液流向与铝母材的运送方向相反，使铝母材逆着清洗液方向运动实现逆流。
配合上述体系的碱洗液采用逆流漂洗的方式进行三次碱洗，能够对碱液中的有效成分进行充分的利用，并且通过磷酸钠的使用使得碱液的pH值稳定，确保碱液的碱洗效果，另一方面，逆流漂洗的方式使得洗下的杂质成分会随着逆流的碱液排出，即铝母材运动方向前端的碱液始终更加“清洁”，所含的杂质更少，而后端的杂质含量较多，用于对铝母材进行初步的清洁清洗，实现了碱液的充分利用，减少了碱液的消耗同时提高了碱洗效果。
作为优选，
步骤2)所述沉锌处理过程依次进行一道沉锌、酸洗和二道沉锌；
所述一道沉锌为：将洗净的铝材送入沉锌槽中，控制体系温度为30～40℃进行30～40s的沉锌处理；
所述酸洗为：酸洗去除一道沉锌后的铝材表面的碱液；
所述二道沉锌为：将酸洗后的铝材送入沉锌槽中，控制体系温度为30～40℃进行80～120s的沉锌处理。
上述一道沉锌和二道沉锌所用的沉锌液为常见沉锌工艺所用的沉锌液或沉锌水，采用中温二道沉锌配合中间穿插酸洗的操作工艺，使得沉锌过程引入更少的杂质、实现更好的沉锌效果。
上述的酸洗过程所用的酸洗液中含有0.1±0.001mol/L NaCl、0.005±0.00005mol/L H2SO4和0.01±0.0001mol/L的3-巯基-1-丙烷磺酸钠，余量为水，该配方的酸洗液能够实现双空位机制选择性腐蚀退锌并实现一定程度的表面处理，而后再进行二道沉锌，通过该酸洗液配合的二道沉锌能够实现更优的沉锌效果，以提高铜和铝基材的结合强度。
所述沉锌和酸洗后均进行20±1℃室温水冲洗和35～40℃热水浸渍处理，热水浸渍单次持续40～60s。
作为优选，
步骤3)分层镀铜中：
所述预镀为：于20～40℃条件下控制预镀电流为20～30A，对沉锌处理后的铝材进行预镀得到预镀线材；
所述初厚镀为：控制电流为100～110A对预镀线材进行初厚镀，得到初镀线材；
所述主厚镀为：于20～40℃条件下控制电流为400～450A，对初镀线材进行主厚镀，得到镀铜铝材。
在预镀过程中，由于经过前述的沉锌和特殊酸洗配合处理后，铝材非常适于进行电镀铜处理。并且根据处理后铝材表面特性，适当地对电镀的工艺进行调整和控制。
预镀过程主要在于在铝材表面实现铜的均匀形核并且实现一定程度线材表面的平整化，以便后续初厚镀的进行。预镀过程控制总时长为80～120s。初厚镀过程中铜同时在预镀线材表面进行形核和生长，使得初步形成铜层完全包覆铝材的高度致密铜层，通常确保铜层厚度达到1μm及以上，便于后续主厚镀的进行并且能够避免过薄的表面铜层在运输、复绕等过程中发生擦伤。主厚镀过程实现铜层增厚，以达到目标厚度。
作为优选，
所述主厚镀采用往返式电镀的方式进行；
所述往返式电镀为：
将初镀线材通过一组滚筒复绕进行复绕，复绕后通过滚筒在镀槽中进行往返式运动镀铜。
所述复绕如图2所示，将初镀线材4绕设在两个平行的滚筒3上，并将两个滚筒3完全浸没在镀液中，且图中初镀线材的A端为送线端、B端为出线端。采用往返式的主厚镀方式，一方面导体在走线速度相同的情况下，能够大幅度延长导体在镀液中的停留时间/镀铜时间，大大提高了铜层厚度，并且控制复绕圈数可对停留时间/镀铜时间进行控制，接触了传统铜包铝镀铜过程中镀槽长度对单次镀铜时间产生的局限性，在相同镀槽长度的情况下，能够实现更长时间的镀铜，显著提高了铜层厚度。
作为优选，步骤4)所述钝化所采用的钝化液为0.09～0.11‰苯并三氮唑水溶液，且钝化后于100～150℃条件下烘干。
上述配方的钝化液配合干燥温度，能够实现良好的钝化效果。
作为优选，步骤4)所述连拉为：将经过钝化后的线材进行线径等差递减的连续拉拔，单次拉拔线材线径减少0.2～0.3mm，并且配合风冷和/或水冷装置进行冷却，控制线材表面温度≤50℃。
等差递减拉拔能够避免单次拉拔缩小线径时导致线材粗细不均的问题发生。并且，通过设置风冷和/或水冷装置配合进行冷却，控制线材表面温度≤50℃能够避免表面铜层由于温度过高产生严重氧化的问题问题发生。连续拉拔过程采用10～15wt％水箱拉丝润滑剂配合进行。
作为优选，步骤4)所述探伤前对线材进行抛光，抛光深度≤0.3mm，随后通过探伤设备对线材进行探伤，探伤后对其进行退火；
所述退火具体包括：
将线材置于退火炉中，炉内抽真空后充入氢氮混合气体，至炉胆内气压达到0.018～0.025MPa，随后点火并持续控制炉内气压保持在0.02～0.03MPa，炉内温度控制于270～290℃范围内保温5～6h，随后持续通氢氮混合气体冷却保持炉内气压为0.02～0.03MPa，至降温至≤60℃后抽出氢氮混合气体并开阀增压至内外气压平衡，即完成退火。
探伤过程将线材的露铝点剪去，本发明工艺制备过程所产生的露铝点相较于如CN100575561C等传统工艺而言，露铝点可减少76～89％，产品合格率得到了显著的提升。
退火具体为：
调节减压阀门使压力表显示为0.05～0.08MPa，升温至800～850℃，将线材置入退火炉中继续抽真空至＜0.005MPa，将氢氮比5：95的氢氮混合气体充入装有铜包铝的退火炉中，至炉胆内气压达到0.018～0.025MPa，随后点火并持续控制炉内气压保持在0.02～0.03MPa，炉内温度控制于270～290℃范围内保温5～6h，随后持续通氢氮混合气体冷却保持炉内气压为0.02～0.03MPa，至降温至≤60℃后抽出氢氮混合气体并开阀增压至内外气压平衡，即完成退火。
作为优选，步骤4)所述后钝化前对线材进行抛光，抛光深度≤0.25mm，随后对线材进行钝化处理和隔水处理，钝化处理和隔水处理重复进行至少三次。
抛光采用循环过滤的机油作为润滑液，温度控制在30～50℃。每次钝化处理后均进行一次的隔水处理，隔水处理即将线材穿过橡胶，以橡胶隔水去除线材表面的钝化液，避免残余的钝化液持续对线材进行氧化钝化。
本发明的有益效果是：
1)提高了铜包铝线材中的铜含量，提高整体线材的信号传输性能；
2)提高铜层与基材铝芯的结合强度；
3)提高线材的抗氧化能力，延长其使用寿命。
附图说明
图1铝母材上抽式放线的示意图；
图2为初镀线材复绕的示意图；
图中：1铝母材，2导轮，3滚筒，4初镀线材。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作出进一步清楚详细的描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明实施例中进行碱洗前，对铝母材进行以下预处理：
对铝母材进行放线矫直；
所述放线矫直采用上抽式放线的方式，放线过程中通过三组导轮矫直；
所述矫直后所得的铝母材线径为4～6mm。
实施例1
一种往返式电镀铜包铝的生产工艺，包括：
1)多段碱洗：控温为60℃，对铝母材进行三次碱洗，碱洗采用逆流漂洗的方式进行；
多段碱洗后对铝母材进行水洗，水洗过程依次进行一次去离子水冲洗和去离子水逆流漂洗；碱液中均含有氢氧化钠30g/L、磷酸钠15g/L，溶剂为水；
2)沉锌处理：对洗净的铝材进行两次沉锌，沉锌过程采用沉锌液为铝合金无氰沉锌剂；
所述一道沉锌为：将洗净的铝材送入沉锌槽中，控制体系温度为40℃进行40s的沉锌处理；所述酸洗为：酸洗去除一道沉锌后的铝材表面的碱液，酸洗所用的酸洗液中含有0.1±0.001mol/L NaCl、0.005±0.00005mol/L H2SO4和0.01±0.0001mol/L的3-巯基-1-丙烷磺酸钠，溶剂为水；
所述二道沉锌为：将酸洗后的铝材送入沉锌槽中，控制体系温度为40℃进行100s的沉锌处理；
所述沉锌和酸洗后均进行20±1℃室温水冲洗和40℃热水浸渍处理，热水浸渍单次持续60s；
3)分层镀铜：对沉锌处理后的铝材进行若干次镀铜，镀铜至少包括预镀、初厚镀和主厚镀三道工序，镀液中含有硫酸120g/L、五水硫酸铜180g/L、氯化氢60ppm、聚二硫二丙烷0.05mL/L、聚乙二醇8000 80mL/L和甲醛220ppm，溶剂为水；
所述预镀为：于30℃条件下控制预镀电流为20A、持续预镀120s，对沉锌处理后的铝材进行预镀得到预镀线材；
所述初厚镀为：控制电流为110A对预镀线材进行初厚镀，至铜层厚度≥0.1μm，即线材表面均匀覆盖肉眼可观测到的铜层，得到初镀线材；
所述主厚镀为：于30℃条件下控制电流为420A，对初镀线材进行主厚镀至铜含量达到目标值的约108％，主厚镀采用往返式电镀，得到镀铜铝材；
4)后处理：依次进行初钝化、连拉、探伤、退火和后钝化收线；
其中：
钝化液为0.10‰苯并三氮唑水溶液，钝化至表面形成致密连续的氧化物膜，钝化后于120℃条件下烘干；
将经过钝化后的线材进行线径等差递减的连续拉拔，拉拔配合使用10wt％的水箱润滑油，单次拉拔线材线径减少0.2mm，并且配合风冷和/或水冷装置进行冷却，控制线材表面温度≤50℃；
退火具体为：调节减压阀门使压力表显示为0.05MPa，升温至850℃，将线材置入退火炉中继续抽真空至＜0.005MPa，将氢氮比5：95的氢氮混合气体充入装有铜包铝的退火炉中，至炉胆内气压达到0.025MPa，随后点火并持续控制炉内气压保持在0.03MPa，炉内温度控制于270～290℃范围内保温6h，随后持续通氢氮混合气体冷却保持炉内气压为0.03MPa，至降温至≤60℃后抽出氢氮混合气体并开阀增压至内外气压平衡，即完成退火；
后钝化前对线材进行抛光，抛光深度≤0.25mm，随后对线材进行钝化处理和隔水处理，钝化处理和隔水处理重复进行至少三次，且抛光采用循环过滤的机油作为润滑液，温度控制在30～50℃。
实施例2
一种往返式电镀铜包铝的生产工艺，包括：
1)多段碱洗：控温为80℃，对铝母材进行三次碱洗，碱洗采用逆流漂洗的方式进行；
多段碱洗后对铝母材进行水洗，水洗过程依次进行一次去离子水冲洗和去离子水逆流漂洗；碱液中均含有氢氧化钠25g/L、磷酸钠12.5g/L，溶剂为水；
2)沉锌处理：对洗净的铝材进行两次沉锌，沉锌过程采用沉锌液为铝合金无氰沉锌剂；
所述一道沉锌为：将洗净的铝材送入沉锌槽中，控制体系温度为30℃进行40s的沉锌处理；所述酸洗为：酸洗去除一道沉锌后的铝材表面的碱液，酸洗所用的酸洗液中含有0.1±0.001mol/L NaCl、0.005±0.00005mol/L H2SO4和0.01±0.0001mol/L的3-巯基-1-丙烷磺酸钠，溶剂为水；
所述二道沉锌为：将酸洗后的铝材送入沉锌槽中，控制体系温度为30℃进行120s的沉锌处理；
所述沉锌和酸洗后均进行20±1℃室温水冲洗和35℃热水浸渍处理，热水浸渍单次持续60s；
3)分层镀铜：对沉锌处理后的铝材进行若干次镀铜，镀铜至少包括预镀、初厚镀和主厚镀三道工序，镀液中含有硫酸120g/L、五水硫酸铜180g/L、氯化氢60ppm、聚二硫二丙烷0.05mL/L、聚乙二醇8000 80mL/L和甲醛220ppm，溶剂为水；
所述预镀为：于40℃条件下控制预镀电流为20A、持续预镀120s，对沉锌处理后的铝材进行预镀得到预镀线材；
所述初厚镀为：控制电流为100A对预镀线材进行初厚镀，至铜层厚度≥0.1μm，即线材表面均匀覆盖肉眼可观测到的铜层，得到初镀线材；
所述主厚镀为：于20℃条件下控制电流为450A，对初镀线材进行主厚镀至铜含量达到目标值的约108％，主厚镀采用往返式电镀，得到镀铜铝材；
4)后处理：依次进行初钝化、连拉、探伤、退火和后钝化收线；
其中：
钝化液为0.10‰苯并三氮唑水溶液，钝化至表面形成致密连续的氧化物膜，钝化后于120℃条件下烘干；
将经过钝化后的线材进行线径等差递减的连续拉拔，拉拔配合使用10wt％的水箱润滑油，单次拉拔线材线径减少0.3mm，并且配合风冷和/或水冷装置进行冷却，控制线材表面温度≤50℃；
退火具体为：调节减压阀门使压力表显示为0.08MPa，升温至800℃，将线材置入退火炉中继续抽真空至＜0.005MPa，将氢氮比5：95的氢氮混合气体充入装有铜包铝的退火炉中，至炉胆内气压达到0.018MPa，随后点火并持续控制炉内气压保持在0.02MPa，炉内温度控制于270～290℃范围内保温6h，随后持续通氢氮混合气体冷却保持炉内气压为0.02MPa，至降温至≤60℃后抽出氢氮混合气体并开阀增压至内外气压平衡，即完成退火；
后钝化前对线材进行抛光，抛光深度≤0.25mm，随后对线材进行钝化处理和隔水处理，钝化处理和隔水处理重复进行至少三次，且抛光采用循环过滤的机油作为润滑液，温度控制在30～50℃。
实施例3
一种往返式电镀铜包铝的生产工艺，包括：
1)多段碱洗：控温为80℃，对铝母材进行三次碱洗，碱洗采用逆流漂洗的方式进行；
多段碱洗后对铝母材进行水洗，水洗过程依次进行一次去离子水冲洗和去离子水逆流漂洗；碱液中均含有氢氧化钠25g/L、磷酸钠12.5g/L，溶剂为水；
2)沉锌处理：对洗净的铝材进行两次沉锌，沉锌过程采用沉锌液为铝合金无氰沉锌剂；
所述一道沉锌为：将洗净的铝材送入沉锌槽中，控制体系温度为40℃进行30s的沉锌处理；所述酸洗为：酸洗去除一道沉锌后的铝材表面的碱液，酸洗所用的酸洗液中含有0.1±0.001mol/L NaCl、0.005±0.00005mol/L H2SO4和0.01±0.0001mol/L的3-巯基-1-丙烷磺酸钠，溶剂为水；
所述二道沉锌为：将酸洗后的铝材送入沉锌槽中，控制体系温度为40℃进行80s的沉锌处理；
所述沉锌和酸洗后均进行20±1℃室温水冲洗和40℃热水浸渍处理，热水浸渍单次持续60s；
3)分层镀铜：对沉锌处理后的铝材进行若干次镀铜，镀铜至少包括预镀、初厚镀和主厚镀三道工序，镀液中含有硫酸120g/L、五水硫酸铜180g/L、氯化氢60ppm、聚二硫二丙烷0.05mL/L、聚乙二醇8000 80mL/L和甲醛220ppm，溶剂为水；
所述预镀为：于40℃条件下控制预镀电流为20A、持续预镀120s，对沉锌处理后的铝材进行预镀得到预镀线材；
所述初厚镀为：控制电流为100A对预镀线材进行初厚镀，至铜层厚度≥0.1μm，即线材表面均匀覆盖肉眼可观测到的铜层，得到初镀线材；
所述主厚镀为：于40℃条件下控制电流为450A，对初镀线材进行主厚镀至铜含量达到目标值的约108％，主厚镀采用往返式电镀，得到镀铜铝材；
4)后处理：依次进行初钝化、连拉、探伤、退火和后钝化收线；
其中：
钝化液为0.10‰苯并三氮唑水溶液，钝化至表面形成致密连续的氧化物膜，钝化后于120℃条件下烘干；
将经过钝化后的线材进行线径等差递减的连续拉拔，拉拔配合使用15wt％的水箱润滑油，单次拉拔线材线径减少0.3mm，并且配合风冷和/或水冷装置进行冷却，控制线材表面温度≤50℃；
退火具体为：调节减压阀门使压力表显示为0.05MPa，升温至800℃，将线材置入退火炉中继续抽真空至＜0.005MPa，将氢氮比5：95的氢氮混合气体充入装有铜包铝的退火炉中，至炉胆内气压达到0.025MPa，随后点火并持续控制炉内气压保持在0.025MPa，炉内温度控制于270～290℃范围内保温5h，随后持续通氢氮混合气体冷却保持炉内气压为0.025MPa，至降温至≤60℃后抽出氢氮混合气体并开阀增压至内外气压平衡，即完成退火；
后钝化前对线材进行抛光，抛光深度≤0.25mm，随后对线材进行钝化处理和隔水处理，钝化处理和隔水处理重复进行至少三次，且抛光采用循环过滤的机油作为润滑液，温度控制在30～50℃。
实施例4
具体操作同实施例1，所不同的是：初厚镀过程仅保持至线材表面可肉眼观测到岛状分布的铜层。
实施例5
具体操作同实施例1，所不同的是：碱洗仅进行两次。
对比例1
具体操作同实施例1，所不同的是：进行常规的单次浸泡式碱洗。
对比例2
具体操作同实施例1，所不同的是：两步沉锌过程中不进行酸洗。
对比例3
具体操作同实施例1，所不同的是：仅进行一次沉锌并且不进行酸洗。
对比例4
具体操作同实施例1，所不同的是：酸洗采用的酸洗液为市售热镀锌酸洗液。
对比例5
具体操作同实施例1，所不同的是：分层镀铜过程中不进行预镀铜。
对比例6
具体操作同实施例1，所不同的是：分层镀铜过程中不进行初厚镀。
对比例7
具体操作同实施例1，所不同的是：分层镀铜操作替换为常规单次镀铜。
对比例8
具体操作同实施例1，所不同的是：主厚镀采用单向走线，不采用往返式电镀。
对比例9
具体操作同实施例1，所不同的是：后钝化处理过程中不进行隔水。
检测
对实施例1～5和对比例1～9进行检测。检测结果如下表表1所示。检测结果均精确至小数后一位。
表1：实施例1～5和对比例1～9的检测结果及对比。
检测结果表明，本发明技术方案具有非常优异的效果，所制得的铜包铝合金线中铜含量平均值均基本稳定在11wt％左右，并且极值波动极小，整体线材的铜含量稳定。对比例1～8中铜含量均明显下降，其中对比例1、对比例2、对比例3和对比例4均是由于电镀的前置处理不当导致后续电沉积铜的难度增大，导致镀铜效果不佳，并且所制得线材中铜含量波动较大，极值的区间甚至可大至平均铜含量的12.7wt％，说明前处理不但会极大程度地影响铜含量，还会大程度地影响工艺的稳定性。而对比例5～8虽然会进一步显著降低铜含量，但含量波动范围小。表明分层镀铜是主要决定铜含量的操作流程，但对于工艺稳定性影响较小。对比例9表明，后钝化处理不当也同样会对铜含量形成一定的不利影响，但并不显著。
Claims (10)
1.一种往返式电镀铜包铝的生产工艺，其特征在于，
包括：
1）多段碱洗：对铝母材进行至少两次碱洗得到洗净的铝材；
2）沉锌处理：对洗净的铝材进行至少两次沉锌；
3）分层镀铜：对沉锌处理后的铝材进行镀铜，镀铜至少包括预镀、初厚镀和主厚镀三道工序，通过预镀、初厚镀和主厚镀达到铜层的目标厚度；
4）后处理：后处理包括初钝化、连拉、探伤、退火和后钝化收线；
步骤2）所述沉锌处理过程依次进行一道沉锌、酸洗和二道沉锌；
酸洗过程所用的酸洗液中含有0.1±0.001 mol/L NaCl、0.005±0.00005 mol/L H2SO4和0.01±0.0001 mol/L的3-巯基-1-丙烷磺酸钠，余量为水；
步骤3）所述主厚镀采用往返式电镀的方式进行；
步骤4）后钝化过程中隔水处理；
步骤4）后处理后得到铜包铝合金线材。
2.根据权利要求1所述的一种往返式电镀铜包铝的生产工艺，其特征在于，
步骤1）所述多段碱洗中最后一次碱洗所用的碱液中含有：
氢氧化钠25～30g/L、磷酸钠12.5～15g/L。
3.根据权利要求1或2所述的一种往返式电镀铜包铝的生产工艺，其特征在于，
步骤1）所述多段碱洗过程进行三次碱洗，碱洗采用逆流漂洗的方式进行；
多段碱洗后对铝母材进行水洗，水洗过程依次至少进行一次冲洗和逆流漂洗。
4.根据权利要求1所述的一种往返式电镀铜包铝的生产工艺，其特征在于，
所述一道沉锌为：将洗净的铝材送入沉锌槽中，控制体系温度为30～40 ℃进行沉锌处理；
所述酸洗为：酸洗去除一道沉锌后的铝材表面的碱液；
所述二道沉锌为：将酸洗后的铝材送入沉锌槽中，控制体系温度为30～40 ℃进行沉锌处理。
5.根据权利要求1所述的一种往返式电镀铜包铝的生产工艺，其特征在于，
步骤3）分层镀铜中：
所述预镀为：于20～40 ℃条件下控制预镀电流为20～30A，对沉锌处理后的铝材进行预镀得到预镀线材；
所述初厚镀为：控制电流为100～110A对预镀线材进行初厚镀，得到初镀线材；
所述主厚镀为：于20～40 ℃条件下控制电流为400～450A，对初镀线材进行主厚镀，得到镀铜铝材。
6.根据权利要求1或5所述的一种往返式电镀铜包铝的生产工艺，其特征在于，
所述往返式电镀为：
将初镀线材通过一组滚筒复绕进行复绕，复绕后通过滚筒在镀槽中进行往返式运动镀铜。
7.根据权利要求1所述的一种往返式电镀铜包铝的生产工艺，其特征在于，
步骤4）所述钝化所采用的钝化液为苯并三氮唑溶液，且钝化后于100～150 ℃条件下烘干。
8.根据权利要求1所述的一种往返式电镀铜包铝的生产工艺，其特征在于，
步骤4）所述连拉为：将经过钝化后的线材进行线径等差递减的连续拉拔，单次拉拔线材线径减少0.2～0.3 mm，并且配合风冷和/或水冷装置进行冷却，控制线材表面温度≤50℃。
9.根据权利要求1所述的一种往返式电镀铜包铝的生产工艺，其特征在于，
步骤4）所述探伤前对线材进行抛光，抛光深度≤0.3mm，随后通过探伤设备对线材进行探伤，探伤后对其进行退火；
所述退火具体包括：
将线材置于退火炉中，炉内抽真空后充入氢氮混合气体，至炉胆内气压达到0.018～0.025MPa，随后点火并持续控制炉内气压保持在0.02～0.03MPa，炉内温度控制于270～290℃范围内保温5～6h，随后持续通氢氮混合气体冷却保持炉内气压为0.02～0.03MPa，至降温至≤60 ℃后抽出氢氮混合气体并开阀增压，即完成退火。
10.根据权利要求1所述的一种往返式电镀铜包铝的生产工艺，其特征在于，
步骤4）所述后钝化前对线材进行抛光，抛光深度≤0.25mm，随后对线材进行钝化处理和隔水处理，钝化处理和隔水处理重复进行至少三次。
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