CN112941513B - 无氰电镀铜包铝线的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无氰电镀铜包铝线的生产方法，包括以下步骤：(1)碱洗、脱脂处理；(2)第一次浸锌；(3)第一次退锌；(4)第二次浸锌；(5)预镀铜；(6)主镀铜；(7)烘干、引取和收取。本发明的方法，化学镀液制造的镀铜层与金属材料基体的结合力良好，铜层孔隙率小，镀层表面平整、结晶细致光亮。使得本发明的化学镀镀铜液进行化学镀铜时，能较快速、稳定地得到铜镀层，且镀层质量良好。结合使用本发明的生产线，生产的铝铜合金线缆，线缆镀层厚度均匀，线缆品质稳定。且生产效率高，次品率低。

Description

无氰电镀铜包铝线的生产方法
技术领域
本发明涉及线缆生产技术领域，特别涉及一种无氰电镀铜包铝线的生产方法。
背景技术
铜包铝线是指以铝芯线为主体，外面镀一定比例的铜层的电线，可以用作同轴电缆用导体及电气装备中电线电缆导体。铝线比重小，但其焊接性能不好，故在铝线外包铜层，这种铜包铝线既可利用铝比重小的优点，也可改善焊接性能。
铜包铝产品多以机械方法将铜材料包覆在铝杆外层，然后经过机械拉拔加工成所需规格的导线，包覆式生产铜包铝，所用铜的比重一般较多在32％以上，虽然是比用纯铜产品在生产成本上有了大幅的节约，仍成本较高。且这种方法加工的导线直径有一定的限制，通常用于生产直径较粗(8-12mm) 的铝线材，而不能包覆直径较细(1-2mm)的铝线材。为了降低生产成本及加工直径较小的铝线材，通常采用电镀铜工艺，但由于电镀原料中含有氰化物，不但存在严重污染环境的问题，还存在铝线表面的镀铜层附着力低，不够紧密，厚度不均匀等问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无氰电镀铜包铝线的生产方法，从而克服镀铜层附着力低，不够紧密、厚度不均匀等的缺点。
本发明的另一个目的在于提供无氰电镀铜包铝线的生产方法，减少环境污染。
本发明的另一个目的在于提供无氰电镀铜包铝线的生产线，减少环境污染。
为实现上述目的，本发明提供了一种无氰电镀铜包铝线的生产方法，包括以下步骤：
(1)碱洗、脱脂处理：将收卷的铝线放线，铝线在碱洗槽的碱洗液内浸泡进行碱洗一段时间，然后移动至水洗槽内进行水洗，水洗干净后置于酸洗槽内进行脱脂处理，再移动至水洗槽内进行水洗；
(2)第一次浸锌：将铝丝输送到一次浸锌槽的溶液内浸锌，然后移动至水洗槽内进行水洗；
(3)第一次退锌：将浸锌清洗后的铝线置于酸洗槽的溶液中进行退锌，然后移动至水洗槽内进行水洗；
(4)第二次浸锌：将铝线输送到二次浸锌槽的溶液内浸锌，然后移动至水洗槽内进行水洗；
(5)预镀铜：将二次浸锌后的铝线置于镀铜槽的电镀液内进行预镀铜，电镀的温度为30-40℃，在电流密度为1-3A/dm2下电镀时间为1-2min，再在电流密度为0.5-1.5A/dm2下电镀2-3min；电镀液包括硫酸铜10-25g/L、羟基乙叉二膦酸140-200g/L、碳酸钾50-80g/L、双氧水0.5-5g/L、腐殖酸钠 0.1-0.5g/L、葡庚糖酸钠0.1-0.3g/L，加入氢氧化钾调节电镀液的pH值为9-9.5；线材预镀铜后进行水洗；
(6)主镀铜：将预镀铜后的线材置于镀铜槽的电镀液内进行主镀铜，电镀的温度为50-60℃，在电流密度为1-6A/dm2下电镀时间为15-40min，再在电流密度为0.5-1.5A/dm2下电镀2-3min；电镀液包括硫酸铜150-180g/L、硫酸40-60g/L、植酸5-10g/L、光亮剂0.05-0.15g/L、苯并三氮唑0.005-0.015g/L、 2-巯基苯并噻唑0.05-0.2g/L、联吡啶0.05-0.1g/L；线材预镀铜后在水洗槽内用常温水冲洗，然后再在水洗槽内用温度为80-90℃的水冲洗；
(7)烘干、引取和收取。
优选地，上述技术方案中，步骤(1)中脱脂处理过程中使用的脱脂剂溶液，脱脂剂主要由以下原料制成：硝酸40-60g/L、柠檬酸30-50g/L、硝酸钠 30-40g/L、苯甲酸钠15-25g/L、辛基酚聚氧乙烯醚25-40g/L、氟化氢铵20-30g/L、氯化钠10-20g/L。
优选地，上述技术方案中，步骤(2)中第一次浸锌的溶液包括：氢氧化钠500-700g/L、氧化锌70-90g/L，其余为水，浸锌是的溶液温度为30-40℃，浸锌时间为1-3min。
优选地，上述技术方案中，步骤(3)中第一次退锌的溶液包括硝酸和水，硝酸的质量浓度为25-35％，退锌温度为25-35℃，退锌时间为30-60S。
优选地，上述技术方案中，步骤(4)中浸锌的溶液包括：氢氧化钠 200-350g/L、氧化锌40-50g/L，其余为水，浸锌是的溶液温度为30-40℃，浸锌时间为1-3min。
优选地，上述技术方案中，步骤(6)中光亮剂包括PEG-6000、丙烯酸酰胺、丙三醇、N-酰基肌胺酸钠，混合的质量比为5-15:30-40:5-7:1-5。
优选地，上述技术方案中，步骤(7)中烘干的温度为150-180℃。
一种铝铜合金生产线，该铝铜合金生产线用于生产上述的铜包铝线，所述生产线包括放线装置和机架，所述放线装置用于牵引待镀铜的线材，沿着线材加工前进的方向，所述机架上依次设有碱洗装置、第一水洗装置、第一酸洗装置、第二水洗装置、第一浸锌装置、第三水洗装置、第二酸洗装置、第四水洗装置、第二浸锌装置、第五水洗装置、预镀铜装置、第六水洗装置、主镀铜装置和第七水洗装置，线材经镀铜水洗后，进入烘箱，经引取装置引出牵拉，牵引至收线机，所述收线机用于收取加工后的线材。
优选地，上述技术方案中，所述主镀铜装置包括：循环槽，其用于容纳镀液，设于所述机架上；镀槽，其设于所述机架上，位于所述循环槽的上方，所述镀槽内分别设有两个隔板，每个所述隔板顶端设有多个能够容纳线缆通过的U型槽，两个所述隔板将所述镀槽间隔形成反应腔和两个溢流腔，两个所述溢流腔底部均设有出液口，所述反应腔底部设有进液口；镀液循环机构，其于所述循环槽和镀槽连通，用于将镀液输送至所述镀槽内，及引流所述镀槽内的镀液至所述循环槽内；以及导电机构，其包括两个导电辊和阳极铜板，两个所述导电辊分别一一对应置于所述溢流腔内，并与电源连接，所述阳极铜板置于所述反应腔的中下部，通过连接件与电源连接，所述阳极铜板的上方设有高电阻遮挡板，所述高电阻遮挡板上设有多个通孔，位于所述高电阻遮挡板边缘的通孔直径小于中部通孔的直径；其中，在电镀的工作状态下，线缆从所述镀槽的进线端进入并与位于进线端处的所述导电辊表面接触，从所述镀槽的出线端出并与位于出线端处的另一个所述导电辊表面接触，线缆位于所述高电阻遮挡板的上方。
优选地，上述技术方案中，所述高电阻遮挡板上的通孔从中部至边缘，所述通孔的孔径逐渐减小。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的无氰电镀铜包铝线生产方法，得到的化学镀体系稳定，化学镀之前金属材料基体无需活化处理，同时化学镀加工工艺简单且加工成本低。使用该化学镀液制造的镀铜层与金属材料基体的结合力良好，铜层孔隙率小，镀层表面平整、结晶细致光亮。
(2)采用价格便宜的柠檬酸盐作为主络合剂，同时配合采用三乙醇胺、甘油作为附络合剂，可提高镀液的活性。通过采用苯并三氮唑作为加速剂，能提高化学镀铜时的沉铜速率。使得本发明的化学镀镀铜液进行化学镀铜时，能较快速、稳定地得到铜镀层，且镀层质量良好。
(3)结合使用本发明的生产线，生产的铝铜合金线缆，线缆镀层厚度均匀，线缆品质稳定。且生产效率高，次品率低。
附图说明
图1是根据本发明的铝铜合金生产线俯视的结构示意图；
图2是根据本发明的铝铜合金生产线侧面的结构示意图；
图3是根据本发明的铝铜合金生产线中放线装置俯视的结构示意图；
图4是根据本发明的铝铜合金生产线中放线装置侧面的结构示意图；
图5是根据本发明的铝铜合金生产线中碱洗装置侧面的结构示意图；
图6是根据本发明的铝铜合金生产线中碱洗装置俯视的结构示意图；
图7是根据本发明的铝铜合金生产线中碱洗装置的结构示意图；
图8是根据本发明的铝铜合金生产线中第一水洗装置的结构示意图；
图9是根据本发明的铝铜合金生产线中第一水洗装置的剖面图；
图10是根据本发明的铝铜合金生产线中第一水洗装置的俯视图；
图11是根据本发明的铝铜合金生产线中主镀铜装置的俯视图；
图12是根据本发明的主镀铜装置中镀槽结构示意图；
图13是根据本发明的主镀铜装置外部的结构示意图；
图14是根据本发明的主镀铜装置的侧面外部结构示意图；
图15是根据本发明的主镀铜装置中镀槽的侧面外部结构示意图；
图16是根据本发明的铝铜合金生产线中烘箱、引取装置和收线机连接的结构示意图；
图17是根据本发明的铝铜合金生产线中收线机的结构示意图；
图18是根据本发明的铝铜合金生产线中收线机的左视图；
图19是根据本发明的铝铜合金生产线中收线机的右视图；
图20是根据本发明的收线机中排线机构和调节机构连接的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
使用本发明方法生产电镀铜包铝线，其工艺流程为：放线→碱洗→水洗→脱脂→水洗→第1次浸锌→水洗→退锌→水洗→第2次浸锌→水洗→预镀铜→高压水洗→主镀铜→水洗→热水洗→烘干→引取→收取。
实施例1
一种无氰电镀铜包铝线的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)碱洗：将收卷的铝线经过放线机放线，铝线在碱洗槽的碱洗液内浸泡碱洗45S，碱洗液为45g/L的氢氧化钠溶液。然后移动至水洗槽内进行水洗。
(2)脱脂处理：将水洗干净后的铝线牵引酸洗槽内进行脱脂处理，然后移动至水洗槽内进行水洗，水洗干净后置于酸洗槽内进行脱脂处理，再移动至水洗槽内进行水洗；
脱脂处理过程中使用的脱脂剂溶液，脱脂剂主要由以下原料制成：硝酸 50g/L、柠檬酸42g/L、硝酸钠35g/L、苯甲酸钠22g/L、辛基酚聚氧乙烯醚32g/L、氟化氢铵20-30g/L、氯化钠14g/L。
(3)第一次浸锌：将铝丝输送到一次浸锌槽的溶液内浸锌，然后移动至水洗槽内进行水洗；
第一次浸锌的溶液包括：氢氧化钠600g/L、氧化锌78g/L，其余为水，浸锌是的溶液温度为35-38℃，浸锌时间为1min。
(4)第一次退锌：将浸锌清洗后的铝线置于酸洗槽的溶液中进行退锌，然后移动至水洗槽内进行水洗；
第一次退锌的溶液包括硝酸和水，硝酸的质量浓度为30％，退锌温度为 25-35℃，退锌时间为40-45S。
(5)第二次浸锌：将铝线输送到二次浸锌槽的溶液内浸锌，然后移动至水洗槽内进行水洗；浸锌的溶液包括：氢氧化钠250g/L、氧化锌45g/L，其余为水，浸锌是的溶液温度为35-38℃，浸锌时间为1min。
(5)预镀铜：将二次浸锌后的铝线置于镀铜槽的电镀液内进行预镀铜，电镀的温度为35-37℃，在电流密度为2A/dm2下电镀时间为1min，再在电流密度为1A/dm2下电镀2min；
电镀液包括硫酸铜18g/L、羟基乙叉二膦酸175g/L、碳酸钾67g/L、双氧水3g/L、腐殖酸钠0.3g/L、葡庚糖酸钠0.2g/L，加入氢氧化钾调节电镀液的 pH值为9；线材预镀铜后进行水洗；
(6)主镀铜：将预镀铜后的线材置于镀铜槽的电镀液内进行主镀铜，电镀的温度为55℃，在电流密度为4A/dm2下电镀时间为25min，再在电流密度为1A/dm2下电镀2min；
电镀液包括硫酸铜165g/L、硫酸45g/L、植酸7g/L、光亮剂0.1g/L、苯并三氮唑0.01g/L、2-巯基苯并噻唑0.15g/L、联吡啶0.05g/L；线材预镀铜后在水洗槽内用常温水冲洗，然后再在水洗槽内用温度为80-90℃的水冲洗；光亮剂包括PEG-6000、丙烯酸酰胺、丙三醇、N-酰基肌胺酸钠，混合的质量比为 5:35:6:2。
(7)在温度为160℃条件下烘干、引取和收取。
实施例2
本实施例与实施例1的不同在于，预镀铜的镀液和主镀铜的镀液。
预镀铜：电镀液包括硫酸铜10g/L、羟基乙叉二膦酸200g/L、碳酸钾50g/L、双氧水5g/L、腐殖酸钠0.5g/L、葡庚糖酸钠0.1g/L，加入氢氧化钾调节电镀液的pH值为9.5；
主镀铜：电镀液包括硫酸铜180g/L、硫酸60g/L、植酸5g/L、光亮剂0.15g/L、苯并三氮唑0.015g/L、2-巯基苯并噻唑0.1g/L、联吡啶0.05g/L。
实施例3
本实施例与实施例1的不同在于，预镀铜的镀液和主镀铜的镀液。
预镀铜：电镀液包括硫酸铜25g/L、羟基乙叉二膦酸140g/L、碳酸钾80g/L、双氧水0.5g/L、腐殖酸钠0.1g/L、葡庚糖酸钠0.3g/L，加入氢氧化钾调节电镀液的pH值为9；
主镀铜：电镀液包括硫酸铜150g/L、硫酸40g/L、植酸10g/L、光亮剂 0.05g/L、苯并三氮唑0.005g/L、2-巯基苯并噻唑0.2g/L、联吡啶0.1g/L。
对实施例1-3生产的线材按标准GB/T29197-2012进行检测。实施例1-3 生产的线材为20A铜包铝线，标称直径为5.20-5.83mm，对线材进行检测，检测结果如表1所示。
表1不同实施例的铜包铝线检测结果
Figure GDA0003784208290000081
Figure GDA0003784208290000091
如表1所示，本发明方法制备的铜包铝线符合标准GB/T29197-2012的要求。其性能优越。
生产铜包铝线用的生产线，生产线包括放线装置1和机架2，机架2上有两条镀铜的产线，两条产线可同时对线材进行镀铜加工处理。以其中一条产线进行说明。所述放线装置1用于牵引待镀铜的线材3，沿着线材3加工前进的方向，所述机架2上依次设有碱洗装置4、第一水洗装置5、第一酸洗装置 6、第二水洗装置7、第一浸锌装置8、第三水洗装置9、第二酸洗装置10、第四水洗装置11、第二浸锌装置12、第五水洗装置13、预镀铜装置14、第六水洗装置15、主镀铜装置16、回收装置17和第七水洗装置18，经过回收装置17回收镀铜的废液，线材经镀铜水洗后。线材3进入烘箱19，经引取装置20引出牵拉，牵引至收线机21，所述收线机用于收取加工后的线材。
其中，第一水洗装置5、第二水洗装置7、第三水洗装置9、第四水洗装置11、第五水洗装置13、第六水洗装置15、第七水洗装置17的机构相同，不同在于水洗的级数不同。碱洗装置4、第一酸洗装置4、第二酸洗装置10、第一浸锌装置8、第二浸锌装置12的结构相同，不同在于位于机架1上方的浸液槽个数不同。预镀铜装置和主镀铜装置的结构相同，不同在于机架上的镀槽个数不同。
关于放线装置的具体结构入下：放线装置1包括机架101、第一导向轮 102、放线框103、调直轮组104、第二导向轮组105和第三导向轮组106。放线机架101设于支撑杆1011上，支撑杆1011为多根，固定设于底面上。放线机架101为矩形，放线机架101是由钢槽焊接而成。放线机架101的两侧分别设有多个第一导向轮102。多个第一导向轮构成第一导向轮组。放线机架 101下方设有多个放线框103，多个放线框103分别均匀设于放线机架1两侧，并与多个第一导向轮102一一对应设置。待加工的线材盘放置在放线框103 内。放线机架101上设有多个调直轮组104，多个调直轮组104分别设于放线机架的两侧，一一对应设于放线框103的上方，位于第一导向轮2的下方。每组调直轮组104包括第一调直轮1041和第二调直轮1042，两个调直轮呈以上一下设置，第一调直轮1041在下方，第二调直轮1042在下。放线时，线材3从两个调直轮之间穿过，缠绕至第一导向轮102。第二导向轮组105设于放线机架101的前端，第二导向轮组105上设有多个第二导向轮，线材3经第一导向轮102绕出缠绕至第二导向轮组105上。第三导向轮组106靠近机架2的进线端设置，并位于放线机架101的前方。第三导向轮组106上设有多个第三导向轮，线材3经第二导向轮组105绕出缠绕至第三导向轮组106 上，并伸出进入机架2的碱洗装置内。
镀铜放线时，从线材盘引出线材，线材3向上伸出，从两个调直轮之间穿过，缠绕至第一导向轮102上。从第一导向轮102伸出缠绕至第二导向轮组105上的导向轮，从第二导向轮伸出后，缠绕至第三导向轮组106上的第三导向轮。线材从第三导向轮伸出后进入镀槽内，进行下一道工序处理缆线。线材引出后，穿过两个调直轮之间，经调直轮将弯曲的线材缕直，然后经过多道导向轮的牵引，将弯曲的线材拉直再进行镀液，牵拉线材时，使得线材受力均匀。在镀槽内浸液时，不至于因为受的拉力不足出现拱出液面的现象。使得生产线材的质量稳定，性能指标优越。
优选地，放线机架101为两个，两个放线机架101的机构相同。每个放线机架两侧均设有第一导向轮102和调直轮组104，每个放线机架101的前端均设有第二导向轮组105。即有两组放线机构。线材3经每个放线机架上的第二导向轮组105绕出后，缠绕至第三导向轮组106上，伸出进入镀槽内。
优选地，两个放线机架101之间设有第四导线轮组107，第四导线轮组 107上设有多个第四导线轮，线材3经第二导线轮组105绕出缠绕至第四导向轮组107上，绕出再缠绕至第三导向轮组106上。线材3经过多道导向轮的牵引，将弯曲的线材拉直再进行浸液，牵拉线材时，使得线材受力均匀。
优选地，关于放线框的一个实施例，该放线框用于放线较粗的线材。放线框103包括底板1031和导柱1032，导柱1032可拆卸的设于底板1031上，线材3放置在底板1031上，将导柱32放置在线材盘中间，线材3从线材盘内部伸出，沿着导柱盘旋向上伸出，伸入调直轮组104的两个调直轮之间。当线材放线完后，需要替换新的线材盘，取下导柱1032，直接将线材盘放置在底板1031上，将导柱1032放入线材盘中间即可。由于设有导柱，在放线时，线材能有序的沿着导柱盘旋向上移动。
关于放线框的另一个实施例，该实施例的放线框用于加工直径较小的线材。线材是缠绕盘与工字轮上，工字轮可转动的放置在放线框103内，从工字轮上引出线材。放线框包括底板和支撑板，支撑板之间设有放线贯通的线材容腔，支撑板之间设有可拆卸的导杆。放线时，工字轮置于线材容腔内，导杆穿过工字轮中部的通孔，转动工字轮进行放线。
碱洗装置4、第一酸洗装置6、第二酸洗装置10、第一浸锌装置8、第二浸锌装置12的结构相同，不同在于位于机架2上方的浸液槽个数不同。对碱洗装置的结构进行说明。关于碱洗装置的具体结构入下，
碱洗装置4包括储液池41、浸液池42、洗液循环机构43。储液池41设于机架2上，设于机架2的底部，用于容纳清洗液。优先地，储液池41的下表面设有加强筋，加强筋呈横向设置。设置加强筋使得储液池41受力均匀，储液池不易发生变形。储液池41内设有至少一个隔板411，隔板411的顶端低于储液池池壁的顶端。隔板411将储液池41间隔形成多个储液槽，沿着缆线前进的方向，位于出线端的储液槽为一级储液槽412、进线端的储液槽为末级储液槽。本实施设有一个隔板411，储液槽包括一级储液槽412和二级储液槽413。沿着线材前进的方向，前端一级储液槽412中下部设有进料口414，末端二级储液槽413的中下部设有出料口415。清洗液经进料口414进入一级储液槽412，清洗液用于清洗线材后回流至清洗槽412内，再溢流至二级储液槽413内，使用二级储液槽413内的清洗液清洗线材，再从出料口415排出。优选地，下一级的储液槽的液面低于上一级的储液槽的液面。即二级储液槽 413的液面低于一级储液槽412的液面。二级储液槽412的液面低于一级储液槽412，使得二级储液槽413的清洗液不和一级储液槽412的清洗液混合。延长清洗液的使用寿命。
机架1的上设有多个浸液池42，多个浸液池42连续并排设于机架2上，位于储液池41的上方。优先地，浸液池42的下表面设有加强筋，加强筋呈横向设置。设置加强筋是的浸液池42受力均匀，储液池不易发生变形。多个浸液池42形成多级浸液池，并与下方的多级储液槽一一对应设置。即沿着线材前进的放线，位于出线端的浸液池为一级浸液池，依次往后推，位于进线端的浸液池为末级浸液池。本实施例有两级浸液池，即一级浸液池421和二级浸液池422。连续排列的浸液池由挡板423进行间隔，挡板423上设有多个 U型槽424，每条线材3对应置于每个U型槽424内。即挡板上的U型槽424 起到排线的作用。一级浸液池31和二级浸液池32的结构相同，以一级浸液池421为例进行说明。靠近一级浸液池31的进线端和出线端处分别设有排线板425，即第一排线板4251和第二排线板4252。排线板425上设有多个能够容纳线材3通过的U型槽4253。优先地，排线板上设有多个U型陶瓷，U 型陶瓷形成U型槽4253。排线板的U型槽4253对线材3起到限位作用，使得线材3在清洗液冲洗过程中不移位，产生缠丝等现象。第一排线板4251和浸液池的出线端池壁之间的底部设有进液口426，第二排线板4252和浸液池的进线端池壁之间的底部设有出液口427。
洗液循环机构43为多个，并与多个浸液池42一一对应设置。每个洗液循环机构43包括循环管431、回流管432和循环泵433。循环管431的上端与浸液池的进液口436连通，下端向储液槽42的液面下延伸，循环管431与循环泵433连接，回流管432上端与浸液池42的出液口427连接，下端向储液槽41延伸。优选地，循环管431的下端设有过滤套筒434。
本发明碱洗装置的工作流程如下：循环泵433一级储液槽412内的清洗液抽入一级浸液池421内，对线材进行碱洗。清洗液从一级浸液池421的前端往末端流，从位于一级浸液槽421末端的出液口流出，经回流管432流回一级储液槽412内。经过一级碱洗的清洗液从一级储液槽412内溢流至二级储液槽413内，在通过洗液循环机构抽取至对应的二级浸液池422，对线材进行碱洗，如此循环。通过对线材进行多次碱洗，去除金属线材表面的油酯。采用多级储液槽，可以使清洗液循环使用，较为节约清洗液。储液槽内的清洗液逆流，进行碱洗时，上游段的合金线材表面污垢也无法污染下游段的合金线材，提高清洗效率。
优选地，关于储液池41内隔板的设置，可以设置两个及两个以上的隔板，沿着线材3前进的方向，隔板411的高度逐渐增高。将储液池分隔成一级储液槽、二级储液槽、三级储液槽、、、、以此类推。设有多级的储液槽，可以对清洗液进行多次重复利用，在进行碱洗时，尽可能的使清洗液得到充分使用，较为节约清洗液，降低成本。
优选地，一级储液槽412对应设置的一级循环管4311和一级回流管4321，一级循环管4311下端向一级储液槽412底部延伸，即伸入一级储液槽412液面的中下部，一级循环管4311靠近进料口426设置。一级回流管4321下端向一级储液槽412略伸入液面下，一级回流管4321伸入液面下，可防止碱液溅出。略伸入液面下，能减少经碱洗后的清洗液污染下层新补充的清洗液，从底部进料口进入的清洗液，可通过一级循环管4311抽入一级浸液池421内，可提高清洗效率。使用后上层的清洗液溢流入下一级的储液槽，即二级储液槽413内。二级储液槽413对应的二级循环管4312和二级回流管4322，二级循环管4312下端向二级储液槽413略伸入液面下，二级回流管4322下端向二级储液槽413的底部延伸，即伸入二级储液槽413液面的中下部，靠近二级储液槽413的出料口415设置。
如设有三级储液槽，三级储液槽内循环管和回流管的设置方式与一级储液槽中循环管和回流管的设置方式相同，四级储液槽内循环管和回流管的设置方式与二级储液槽中循环管和回流管的设置方式相同，如此循环设置。
优选地，浸液池42上方设有密封的防护盖44，所述防护盖上设有排气管 441。浸液池上方设有密封的防护盖，防止碱洗槽内的碱液溅落和外溢，挥发的碱雾也在密封的防护盖内，通过排气管排出，进行后续处理，有效的保证了操作人员的身体健康。
第一水洗装置5、第二水洗装置7、第三水洗装置9、第四水洗装置11、第五水洗装置13、第六水洗装置15、第七水洗装置17的机构相同，不同在于水洗的级数不同。对第一水洗装置5的结构进行说明，关于第一水洗装置5 的具体结构入下：
第一水洗装置5包括循环池51、水洗池52和水洗循环机构53，循环池 51设于机架2上，用于容纳清洗液。循环池51的下表面设有加强筋，加强筋呈横向设置。设置加强筋使得循环池受力均匀，循环池51不易发生变形。循环池51设有多个第一隔板511，本实施例设有2个第一隔板511，2个第一隔板511将循环池间隔形成3个循环槽，即第一循环槽512、第二循环槽513和第三循环槽514。2个第一隔板511的高度逐渐降低，排列的顺序与线材3的前进放线相反，每个所述第一隔板511的顶端低于所述循环池51的顶端。即沿着线材3的前进方向，第一隔板511的高度逐渐增高。优选地，沿着线材3 前进的方向，位于前端的第一循环槽512设有进水口515，位于末端的第三循环槽514设于出水口516。清洗液经进水口515进入第一循环槽512，清洗液经过反复使用后，经第三循环槽513的出水口516排出。
机架2的上设有水洗池52，水洗池52用于容纳清洗液。水洗池52的下表面设有加强筋，加强筋呈横向设置。设置加强筋使得水洗池52受力均匀，水洗池52不易发生变形。水洗池52对应置于循环池52的上方。水洗池52 内设有多个第二隔板521，多个第二隔板521将水洗池52间隔形成多个水洗槽，多个水洗槽与多个循环槽为一一对应设置，本实施例水洗槽为3个，水洗槽也对应设有三个，即第一水洗槽522、第二水洗槽523和第三水洗槽524。每块第二隔板521上设有多个U型通槽5211，每条线材3对应置于一个U型通槽5211内，U型通槽5211对线材3起到限位作用，使得线材3在冲洗过程中不移位，产生缠丝等现象。
机架2上设有水洗循环机构53，水洗循环机构53为多个，水洗旋转机构 53与循环槽和水洗槽为一一对应设置。每个水洗循环机构53包括回流管531、循环管532和水泵533。以第一水洗槽、第一循环槽和一个水洗循环机构连接为例进行说明。回流管531上端与第一水洗槽522底部连通，下端向第一循环槽512的液面下延伸。循环管532上端与第一水洗槽522底部连通，下端向第一循环槽512内延伸，循环管532上设有水泵533。
本发明水洗装置的工作流程如下：水泵533将第一循环槽512内的水打入第一水洗槽522内，对线材进行清洗。水洗后的水经回流管531流回第一循环槽512，第一循环槽512内的水再流入第二循环槽513，在通过水洗循环机构抽取至对应的第二水洗槽523，对线材进行清洗，如此循环。通过对线材进行多次水洗，去除金属线材表面的微量污垢和表面活性剂。可以使水循环使用，较为节水。循环池内的水逆流，可以使水依次中和。
优选地，多个水洗槽的结构相同，以第一水洗槽522为例进行说明。第一水洗槽522中部设有至少两个第三隔板525，本实施例为2个第三隔板525。第三隔板525上设有多个能够容纳线材3通过的U型陶瓷5251，线材3穿过右端第二隔板521上的U型通槽5211，再穿过第三隔板525上的U型陶瓷 5251，经左端第二隔板521上的U型通槽5211穿出，再进入下一道工序。两个第三隔板525之间设有透水板526，透水板526上设于多个透水孔5261，透水板526下表面至第一水洗槽522底部之前形成容腔527，循环管532上端对应置于容腔527处。水泵533抽取第一水洗槽522内的水，水冲入容腔527 处，通过透水板的透水孔冒出，水有向上的冲刷力，对位于透水板上方的线材进行冲刷，提升清洗效率。
优选地，回流管531为两个，即第一回流管5311和第二回流管5312，分别设于所述第三隔板521的外侧。第一回流管5311置于第三隔板5252的左侧，第二回流管5312置于第三隔板5253的右侧。水从透水板526冒出后，向第三隔板521的两侧溢出，经第一回流管5311和第二回流管5312流入第一循环槽512内。使用两个回流管，可加快水洗槽内的液体的流动速度，提升清洗效率。
预镀铜装置和主镀铜装置的结构相同，对主镀铜装置的结构进行说明。主镀铜装置16包括循环槽161、镀槽162、镀液循环机构163、导电机构164。循环槽161设于机架2上，位于机架2的底部，循环槽161用于容纳镀液。循环槽161的下表面设有加强筋，加强筋呈横向设置。设置加强警使得循环槽受力均匀，循环槽不易发生变形。镀槽162设于机架2上，位于循环槽61 的上方。镀槽162的两侧分别设有第一隔板1621和第二隔板1622，每个隔板顶端设有多个能够容纳线材通过的U型槽1623。优选地，隔板上设有多个U 型陶瓷，U型陶瓷形成U性槽。第一个隔板1621和第二隔板1622将镀槽161 间隔形成反应腔1624和第一溢流腔1625和第二溢流腔1626。本实施例中，一个循环槽161上方对应设有3个镀槽162，3个镀槽形成一组电镀段，同一个电镀段的镀槽162之间连接处的溢流腔是连通的。反应腔1614底部设有进液口，溢流腔底部设有出液口。
镀液循环机构163包括循环管1631、回流管1632和循环泵1633，所述循环管1631上端与所述反应腔1634的进液口连通，下端向所述储液槽161 的液面下延伸，所述循环管1631与所述循环泵1633连接，所述回流管1632 上端与所述溢流槽1625和1626的出液口连通，下端向所述循环槽161内延伸。通过镀液循环机构163将循环槽161内的镀液送入反应腔1624内，再流入溢流腔中，通过溢流腔底部的出液口流回循环槽内。使得镀槽的反应腔内的镀液浓度稳定。
导电机构164包括导电辊和阳极铜板1643，导电辊为阴极导电辊，与电源(图未示)的阴极连接，导电辊包括第一导电辊1641和第二导电辊1642，第一导电辊1641对应设于第一溢流腔1625内，第二导电辊1642对应设于第二溢流腔1626内。阳极铜板1643置于镀槽162的反应腔1624中下部，阳极铜板1643通过连接件与电源的阳极连接。阳极铜板1643的上方设有高电阻遮挡板1644，高电阻遮挡板1644上设有多个通孔16441，位于高电阻遮挡板1644边缘的通孔直径小于中部通孔的直径。所述高电阻遮挡板1644上的通孔从中部至边缘，所述通孔的孔径逐渐减小。
在对线材进行电镀工作时，多条线材3从镀槽162的进线端进入并与位于进线端处的第一导电辊1641表面接触，每条线材3对应穿过第一隔板1621 上的U型槽，浸泡在反应腔1624的镀液内，线材3位于高电阻遮挡板1644 的上方。多条线材3对应置于第二隔板1622的U型槽内穿过，从反应腔1614 出来，从镀槽162的出线端出与位于出线端出的第二导电辊1642表面接触，进入下一道工序。镀槽的反应腔中，位于阳极铜板和线材之前设有高电阻遮挡板，用于调整电流通量和电镀溶液流量，使反应腔的电位尽可能的相同，使得位于不同位置的线材镀层厚度均匀，线材品质稳定。
优选地，第一导电辊1641和第二导电辊1642的安装方式相同，以其中一个进行说明。第一导电辊1641并通过转轴1645可转动的设于所述镀槽162 上，镀槽162上设有轴承座1646，转轴1645设于轴承座1646上。转轴1645 的一端设有碳刷1647和导电轮1648，导电轮1648与电源连接，转轴1645的另一端设有碳刷1647和驱动轮1649，该驱动轮1649为皮带轮，驱动轮1649 与驱动电机(图未示)连接，以驱动所述转轴1645转动。
优选地，第一导电辊1641和第二导电辊1642的安装方式相同，以其中一个进行说明。第一导电辊1641表面设有多个环形的U型凹槽，每根线材3 对应设于每个该U型凹槽内。第一导电辊和第二导电辊表面的U型凹槽与所述隔板上的U型槽1643为一一对应设置。线材3穿过第一导电辊、第二导电辊、第一隔板和第二隔板时均在一条直线上，不发生偏移。
优选地，连接件165包括钛板1651和铜排1652，所述铜排1652设于所述镀槽161外侧，并与电源的阳极连接，所述钛板1651沿着所述镀槽的反应腔内壁设置，一端与所述铜排1652连接，另一端与所述阳极铜板1543连接。钛板1652呈U型结构，两侧的板体沿着所述镀槽161的反应腔内壁设置，底部的板体与所述阳极铜板1643的下表面接触连接，增大钛板与阳极铜板的接触面积，提高导电性能。优先的，钛板1652位多块，与阳极铜板1643多处连接。优选地，阳极铜板1643上设有多个通孔，镀液可通过通孔向上流动。阳极铜板1643设于底座上。底座包括多根支撑柱16431和支撑板16432，支撑板16432分别置于阳极铜板1643的两侧，对阳极铜板1643起到支撑作用。
关于收线机21的具体结构入下，本生产线的收线机有3台机组，机构都相同，对其中一台机组进行说明。收线机21包括收线机架211、排线机构212、排线轮213和工字轮214。
收线机架211上方设有导向轮架215，导向轮架215上设有多个导向轮。收线机架211上设有排线机构212，排线机构212包括支撑架2121和多个排线杆2122，支撑架2121设于收线机架211上，支撑架2121两侧设有多个穿孔2123，多个排线杆2122穿过穿孔2123设于支撑架2121上，多个排线杆 2122的两端向支撑架2121的外侧延伸，多个排线杆2122为相互平行设置。排线杆2122之间通过能够转动的驱动轴2124连接，驱动轴2124通过轴承座 2125与支撑架2121连接。驱动轴2124上设有多个齿轮2126，多个齿轮2126 与多个排线杆2122为一一对应设置，每个排线杆2122上设有直齿条2127，齿轮2126与直齿条2127相互啮合传动。驱动轴2124转动时，带动齿轮26 转动，齿轮2126与直齿条2127相互啮合传动，带动排线杆2122在水平方向上移动。改变驱动轴的转动方向可使得排线杆2122在水平方向上左右移动。收线机架211的两侧均匀分布有多个排线轮213，多个排线轮213设于排线轮架2131上，排线轮架2131与排线杆2122连接，位于排线杆2122的两端。每个排线轮213的下方对应设置有一个工字轮214，即工字轮214位多个，分别均匀设于收线机架211的两侧，与多个排线轮213一一对应设置，位于排线轮213的下方。每个工字轮214与第一驱动机构216连接，通过驱动第一驱动机构215驱动工字轮214转动进行收线。
本发明的线材收线机进行收线流程如下：线材3经过导向轮架215 上的导向轮引入，绕至排线轮213，再缠绕在工字轮214上，转动工字轮214 进行收线。收线时，驱动轴2124转动，带动齿轮2126转动，齿轮2126与直齿条2127相互啮合传动，带动排线杆2122在水平方向上移动。改变驱动轴的转动方向可使得排线杆2122在水平方向上左右移动。排线杆2122在水平方向上左右移动。齿轮2126和直齿条2127的相互啮合传动，能较为准确的控制排线杆22水平方向上移动的距离，线材经过排线杆2122上的排线轮213，使得线材3在工字轮214上均匀分布，从而达到更好的排线效果。
优选地，排线机构212的前端设有调节机构217，调节机构217包括光杆 2171、连接轴2172和调节丝杆2173。光杆2171设于支撑架21上，两端向支撑架2121的两外侧延伸，并与排线轮架31连接。光杆2171与排线杆22为相互平行设置。光杆2171上设有连接轴2172，连接轴2172一端设有轴套2174，光杆2171可滑动的套设于轴套2174内。连接轴2172的另一端与调节丝杆2173 连接，调节丝杆2173设于支撑架21上，调节丝杆2173的两端向支撑架两外侧延伸，调节丝杆2173的两端设有螺帽2175，通过旋紧螺帽2175将调节丝杆2173固定在支撑架21上。
进行收线时，线材3缠绕至排线轮213上，线缆3对排线轮213产生一个向前的牵拉力，易使得排线杆2122向前移动。设置光杆2171和调节丝杆 2173，通过连接轴2172连接，限定了光杆2171和调节丝杆2173之间的距离，光杆2171与排线轮架2131连接，即可避免整体的排线轮架2131和排线杆2122 向进线端偏移。
优选地，排线杆2122上下侧设有相互配合的设有承轮组2128，每个承轮组有两个承轮，即上承轮和下承轮，分别设于排线杆的上下两侧。本实施例中在排线杆2122上设有两个承轮组2128，两个承轮组2128分别设于排线杆 2122的左右两侧。用承轮组2128承载排线杆2122，避免排线杆2122发生上下晃动。
优选地，第一驱动机构216为电机，工字轮214设于转轴2141上，转轴 2141通过减速器2161与电机连接。通过电机带动转轴2141转动，设有减速器2151更好的控制工字轮214的转速。
优选地，驱动轴2124一端设有驱动齿轮2129，驱动齿轮2129与第二驱动机构(图未示)连接，通过第二驱动机构驱动驱动齿轮2129转动，以带动驱动轴2124转动。第二驱动机构包括伺服电机和主动齿轮，主动齿轮与驱动齿轮相互啮合传动，以驱动转轴转动。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种无氰电镀铜包铝线的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)碱洗、脱脂处理：将收卷的铝线放线，铝线在碱洗槽的碱洗液内浸泡进行碱洗一段时间，然后移动至水洗槽内进行水洗，水洗干净后置于酸洗槽内进行脱脂处理，再移动至水洗槽内进行水洗；
(2)第一次浸锌：将铝丝输送到一次浸锌槽的溶液内浸锌，然后移动至水洗槽内进行水洗；
(3)第一次退锌：将浸锌清洗后的铝线置于酸洗槽的溶液中进行退锌，然后移动至水洗槽内进行水洗；
(4)第二次浸锌：将铝线输送到二次浸锌槽的溶液内浸锌，然后移动至水洗槽内进行水洗；
(5)预镀铜：将二次浸锌后的铝线置于镀铜槽的电镀液内进行预镀铜，电镀的温度为30-40℃，在电流密度为1-3A/dm2下电镀时间为1-2min，再在电流密度为0.5-1.5A/dm2下电镀2-3min；电镀液包括硫酸铜10-25g/L、羟基乙叉二膦酸140-200g/L、碳酸钾50-80g/L、双氧水0.5-5g/L、腐殖酸钠0.1-0.5g/L、葡庚糖酸钠0.1-0.3g/L，加入氢氧化钾调节电镀液的pH值为9-9.5；线材预镀铜后进行水洗；
(6)主镀铜：将预镀铜后的线材置于镀铜槽的电镀液内进行主镀铜，电镀的温度为50-60℃，在电流密度为1-6A/dm2下电镀时间为15-40min，再在电流密度为0.5-1.5A/dm2下电镀2-3min；电镀液包括硫酸铜150-180g/L、硫酸40-60g/L、植酸5-10g/L、光亮剂0.05-0.15g/L、苯并三氮唑0.005-0.015g/L、2-巯基苯并噻唑0.05-0.2g/L、联吡啶0.05-0.1g/L；线材预镀铜后在水洗槽内用常温水冲洗，然后再在水洗槽内用温度为80-90℃的水冲洗；
(7)烘干、引取和收取；
生产无氰电镀铜包铝线的用到的设备包括放线装置和机架，所述放线装置用于牵引待镀铜的线材，沿着线材加工前进的方向，所述机架上依次设有碱洗装置、第一水洗装置、第一酸洗装置、第二水洗装置、第一浸锌装置、第三水洗装置、第二酸洗装置、第四水洗装置、第二浸锌装置、第五水洗装置、预镀铜装置、第六水洗装置、主镀铜装置和第七水洗装置，线材经镀铜水洗后，进入烘箱，经引取装置引出牵拉，牵引至收线机，所述收线机用于收取加工后的线材；
所述主镀铜装置包括：
循环槽，其用于容纳镀液，设于所述机架上；
镀槽，其设于所述机架上，位于所述循环槽的上方，所述镀槽内分别设有两个隔板，每个所述隔板顶端设有多个能够容纳线缆通过的U型槽，两个所述隔板将所述镀槽间隔形成反应腔和两个溢流腔，两个所述溢流腔底部均设有出液口，所述反应腔底部设有进液口；
镀液循环机构，其于所述循环槽和镀槽连通，用于将镀液输送至所述镀槽内，及引流所述镀槽内的镀液至所述循环槽内；以及
导电机构，其包括两个导电辊和阳极铜板，两个所述导电辊分别一一对应置于所述溢流腔内，并与电源连接，所述阳极铜板置于所述反应腔的中下部，通过连接件与电源连接，所述阳极铜板的上方设有高电阻遮挡板，所述高电阻遮挡板上设有多个通孔，位于所述高电阻遮挡板边缘的通孔直径小于中部通孔的直径；
其中，在电镀的工作状态下，线缆从所述镀槽的进线端进入并与位于进线端处的所述导电辊表面接触，从所述镀槽的出线端出并与位于出线端处的另一个所述导电辊表面接触，线缆位于所述高电阻遮挡板的上方。
2.根据权利要求1所述的无氰电镀铜包铝线的生产方法，其特征在于，步骤(1)中脱脂处理过程中使用的脱脂剂溶液，脱脂剂主要由以下原料制成：硝酸40-60g/L、柠檬酸30-50g/L、硝酸钠30-40g/L、苯甲酸钠15-25g/L、辛基酚聚氧乙烯醚25-40g/L、氟化氢铵20-30g/L、氯化钠10-20g/L。
3.根据权利要求1所述的无氰电镀铜包铝线的生产方法，其特征在于，步骤(2)中第一次浸锌的溶液包括：氢氧化钠500-700g/L、氧化锌70-90g/L，其余为水，浸锌是的溶液温度为30-40℃，浸锌时间为1-3min。
4.根据权利要求1所述的无氰电镀铜包铝线的生产方法，其特征在于，步骤(3)中第一次退锌的溶液包括硝酸和水，硝酸的质量浓度为25-35％，退锌温度为25-35℃，退锌时间为30-60S。
5.根据权利要求1所述的无氰电镀铜包铝线的生产方法，其特征在于，步骤(4)中浸锌的溶液包括：氢氧化钠200-350g/L、氧化锌40-50g/L，其余为水，浸锌是的溶液温度为30-40℃，浸锌时间为1-3min。
6.根据权利要求1所述的无氰电镀铜包铝线的生产方法，其特征在于，步骤(6)中光亮剂包括PEG-6000、丙烯酸酰胺、丙三醇、N-酰基肌胺酸钠，混合的质量比为5-15:30-40:5-7:1-5。
7.根据权利要求1所述的无氰电镀铜包铝线的生产方法，其特征在于，步骤(7)中烘干的温度为150-180℃。
8.根据权利要求1所述无氰电镀铜包铝线的生产方法，其特征在于，所述高电阻遮挡板上的通孔从中部至边缘，所述通孔的孔径逐渐减小。
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