ITUB20150022A1 - Processo per stagnatura elettrochimica in continuo di un filo di alluminio. - Google Patents
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Description
TITOLO: ?Processo per stagnatura elettrochimica in continuo di un filo di alluminio e relativo impianto?.
DESCRIZIONE
CAMPO DI APPLICAZIONE
La presente descrizione ha per oggetto un processo per realizzare una stagnatura elettrochimica in continuo di un filo di alluminio e un impianto per la realizzazione del suddetto processo.
Descrizione della tecnica anteriore
? noto nello stato della tecnica l?impego del rame come conduttore elettrico, in particolare per la realizzazione di fili e cavi elettrici. Grazie alle sue propriet? conduttive, il rame viene impiegato in numerosi settori, specialmente laddove sono richieste elevate performance nella trasmissione di corrente elettrica.
In dettaglio, il rame ETP impiegato in campo elettrico presenta le seguenti caratteristiche elettriche: conduttivit? di IACS >99%, peso specifico di 8,93 Kg/dm<3>.
In considerazione del continuo incremento del costo del rame, vi ? l?esigenza di ricercare materiali alternativi in grado di offrire un giusto compromesso tra costo e propriet? conduttive.
Nello stato dell?arte, l?alluminio ? il materiale ritenuto pi? idoneo per le sue caratteristiche elettriche (IACS 50-63,8 % in base alla lega), per le sue caratteristiche meccaniche, per la sua lavorabilit?, per il ridotto peso specifico (2,7 Kg/dm3), per il minor costo, per la sua abbondanza e facile reperibilit? in natura. Pertanto, attualmente l?alluminio risulta essere l?unica alternativa commerciale al rame in campo elettrico.
L?alluminio viene utilizzato come conduttore nei condotti sbarra di alta e media potenza, dove i conduttori sono costituiti da barre. Nei condotti sbarra di bassa potenza, dove vengono generalmente impiegati fili come conduttori, il materiale utilizzato ? il rame.
Dato che il rame e l?alluminio presentano una diversa conducibilit? elettrica, ? necessario dimensionare correttamente il filo conduttore di alluminio per ottenere le stesse prestazioni di un equivalente filo di rame. Ad esempio, per ottenere un filo di alluminio con le medesime prestazioni di un filo di rame, ? necessario incrementare il diametro del filo di alluminio del 30% rispetto al diametro del filo di rame. Tale incremento del diametro viene tuttavia compensato dal minor peso specifico dell?alluminio. Infatti, il peso lineare di un conduttore in alluminio ? circa la met? di quello di un conduttore in rame avente il medesimo diametro.
Problema della tecnica anteriore
Nella tecnica nota, la difficolt? nell?uso del filo di alluminio ? legata alla necessit? di trattare il filo stesso per evitare problemi di ossidazione specialmente nelle zone di contatto.
Infatti, pur essendo l?alluminio un materiale molto resistente alla corrosione, esso reagisce molto facilmente con l?ossigeno a causa della sua posizione nella scala elettrochimica.
La resistenza dell?alluminio alla corrosione ? legata alla formazione di uno strato molto compatto di ossido di alluminio Al2O3, noto come allumina, che protegge il materiale da ulteriori attacchi della corrosione. Tale ossido costituisce uno strato molto stabile che riveste l?alluminio fornendo un effetto passivante che impedisce l?attacco dell?ossido nei confronti del metallo sottostante.
Al fine di migliorare la resistenza di contatto e prevenire un innalzamento della stessa a seguito della formazione dell?ossido di alluminio, che ha una bassa conducibilit? elettrica, ? possibile stagnare la zona di contatto. Infatti, la stagnatura protegge il materiale dall?ossidazione e consente di avere una migliore interfaccia nella zona di contatto.
SOMMARIO DELL?INVENZIONE
Scopo dell?invenzione in oggetto ? quello di realizzare un filo in alluminio per applicazioni in campo elettrico che presenti caratteristiche elettriche e meccaniche idonee e che consenta di sostituire un filo di rame.
Tale scopo viene raggiunto da un processo in accordo con la rivendicazione 1 e da un impianto in accordo con la rivendicazione 10.
Vantaggi dell?invenzione
Grazie ad una forma di realizzazione, ? possibile realizzare un filo di alluminio che presenta una stagnatura su tutta la sua superficie, protegge il materiale dall?ossidazione e consente di avere una migliore interfaccia nella zona di contatto elettrico.
Grazie ad una forma di realizzazione, ? possibile realizzare un processo che consente di trattare il filo di alluminio in continuo.
Grazie ad una forma di realizzazione, il processo della presente invenzione consente di realizzare un filo di alluminio che pu? essere utilizzato anche in condotti di bassa potenza.
Grazie ad una forma di realizzazione, ? possibile realizzare un filo di alluminio opportunamente dimensionato e trattato per garantire prestazioni elettriche paragonabili a quelle di un filo di rame.
Grazie ad una forma di realizzazione, ? possibile realizzare un filo di alluminio le cui prestazioni sono state verificate attraverso prove di sovratemperatura previste dalla norma di prodotto EN61439-6.
Grazie ad una forma di realizzazione, ? possibile realizzare un filo di alluminio che offre prestazioni paragonabili a quelle di un filo di rame, e che permette di ridurre i costi di produzione.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Le caratteristiche ed i vantaggi della presente divulgazione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una possibile forma di realizzazione pratica, illustrata a titolo di esempio non limitativo nell?insieme dei disegni, in cui:
- la figura 1 mostra uno schema di flusso delle fasi del processo secondo la presente invenzione,
- la figura 2 mostra uno schema a blocchi delle componenti di un impianto utilizzabile per la realizzazione del processo di figura 1.
Il dispositivo illustrato nelle unite figure deve intendersi rappresentato schematicamente, non necessariamente in scala e non necessariamente con le rappresentate proporzioni tra i vari elementi costitutivi.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
Anche qualora non esplicitamente evidenziato, le singole caratteristiche descritte in riferimento alle specifiche realizzazioni dovranno intendersi come accessorie e/o intercambiabili con altre caratteristiche, descritte in riferimento ad altri esempi di realizzazione.
La presente invenzione ha per oggetto un processo per eseguire una stagnatura elettrochimica in continuo di un filo di alluminio 1.
Il processo comprende una fase di fornire un filo di alluminio 1, ed in particolare una prima bobina 2 di filo di alluminio 1 ed una seconda bobina 3 configurata per ruotare e per essere accoppiata operativamente con il filo di alluminio della prima bobina 2. In dettaglio, quando la seconda bobina 3 (o avvolgitore) ruota, essa tira il filo di alluminio 1 facendolo scorrere dalla prima bobina 2 verso la seconda bobina 3, avvolgendo cos? il filo di alluminio sulla seconda bobina 3. In tal modo, la prima bobina 2 (o svolgitore) ruota per effetto della forza di trazione esercitata sul filo di alluminio 1 dalla seconda bobina 3 (o avvolgitore), svolgendo cos? il filo di alluminio 1 dalla prima bobina 2.
In altre parole, il filo di allumino ? in trazione tra la prima bobina 2 e la seconda bobina 3. La seconda bobina 3 avvolge il filo che viene cos? svolto dalla prima bobina 2.
Alternativamente, sia la prima bobina 2 che la seconda bobina 3 possono essere poste in rotazione contemporaneamente per far scorrere il filo di alluminio 1.
Il processo comprende la fase di eseguire un decapaggio del filo di alluminio 1. In particolare, il filo di alluminio viene fatto passare attraverso una vasca di decapaggio 4 contenente una soluzione comprendente soda caustica e gluconato, e avente una temperatura compresa tra 40?C e 80?C. Preferibilmente, la vasca di decapaggio 4 ? configurata per consentire lo scorrimento del filo di alluminio 1 attraverso di essa, mantenendo il filo di alluminio 1 immerso nella soluzione di soda caustica e gluconato.
In accordo con una forma realizzativa preferita della presente invenzione, la soluzione di soda caustica e gluconato ha una concentrazione compresa tra 25g/l e 35g/l, e presenta una temperatura compresa tra 50?C e 70?C. Come specificato precedentemente, il filo di alluminio 1 ? completamente immerso nella soluzione di soda caustica e gluconato quando scorre attraverso la vasca di decapaggio 4. E? opportuno precisare che il filo di alluminio 1 scorre attraverso la vasca di decapaggio 4 grazie al movimento sinergico della prima bobina 2 e della seconda bobina 3. Questa fase permette sia la pulizia sia l?attivazione del materiale di cui ? costituito il filo di alluminio 1.
Preferibilmente, la vasca di decapaggio 4 comprende mezzi configurati per misurare e regolare la temperatura della soluzione per decapaggio in essa contenuta. Ancor pi? preferibilmente, i mezzi comprendono carrucole e guide atte a mantenere il filo di alluminio 1 immerso nelle soluzioni contenute in ciascuna vasca di trattamento, e per consentire lo scorrimento del filo di allumino 1 attraverso la pluralit? di vasche.
In accordo con una soluzione preferita, la fase di decapaggio del filo di alluminio 1 ? seguita da una fase di lavaggio, questa fase di lavaggio a sua volta preferibilmente preceduta da una fase di prelavaggio del filo di alluminio 1.
Vantaggiosamente, la fase di decapaggio del filo di alluminio 1 consente di rimuovere gli strati di ossido presenti sulla superficie del filo, in modo da rendere la superficie adatta al rivestimento con successivi strati metallici (e.g., rame, stagno) per via galvanica elettrolitica.
Il processo comprende inoltre una fase di cementazione del filo di alluminio 1 ottenuto dalla fase di decapaggio, eseguita facendo passare il filo di alluminio 1 attraverso una vasca di cementazione 5 contenente una soluzione comprendente zinco, soda caustica e preferibilmente additivi, e avente una temperatura compresa tra 15?C e 50?C. Preferibilmente, la vasca di cementazione 5 ? configurata per consentire lo scorrimento del filo di alluminio 1 attraverso di essa, mantenendo il filo di alluminio 1 immerso nella soluzione di zinco, soda caustica e additivi.
In accordo con una forma realizzativa preferita, la soluzione di zinco, soda caustica e additivi ha una concentrazione compresa tra il 18% e il 22% in volume, e una temperatura compresa tra 20?C e 45?C.
Preferibilmente, il filo di alluminio 1 ? completamente immerso nella soluzione di zinco, soda caustica e additivi quando scorre all?interno della vasca di cementazione 5.
In accordo con una soluzione preferita, la fase di cementazione del filo di alluminio 1 ? seguita da una fase di lavaggio, questa fase di lavaggio a sua volta preferibilmente preceduta da una fase di prelavaggio del filo di alluminio 1.
Preferibilmente, la vasca di cementazione 5 comprende mezzi configurati per misurare e regolare la temperatura della soluzione per cementazione in essa contenuta.
Vantaggiosamente, la fase di cementazione del filo di alluminio 1 consente di preparare la superficie del filo stesso all?aggrappaggio di successivi strati di rivestimento galvanici.
Il processo comprende una fase di eseguire una ramatura alcalina (i.e., per galvanica elettrolitica) del filo di alluminio 1 ottenuto dalla fase di cementazione, facendo passare il filo di alluminio 1 attraverso una vasca di ramatura alcalina 6 contenente una soluzione comprendente rame e sali conduttori, e avente una temperatura compresa tra 50?C e 70?C, e un valore di tensione applicata compreso tra 2V e 4V. Preferibilmente, la vasca di ramatura alcalina 6 ? configurata per consentire lo scorrimento del filo di alluminio 1 attraverso di essa, mantenendo il filo di alluminio 1 sempre immerso nella soluzione di rame e sali conduttori.
In accordo con una soluzione realizzativa preferita, la soluzione di rame e sali conduttori ha una temperatura compresa tra 60?C e 65?C e un valore di tensione applicata compreso tra 2,7V e 3,2V, e presenta una concentrazione compresa tra 14g/l e 17g/l ed un pH compreso tra 8 e 9,5.
Preferibilmente, il filo di alluminio 1 ? completamente immerso nella soluzione di rame e sali conduttori quando scorre all?interno della vasca di ramatura alcalina 6.
In accordo con una soluzione preferita, la fase di eseguire una ramatura alcalina ? seguita da una fase di lavaggio, questa fase di lavaggio a sua volta preferibilmente preceduta da una fase di prelavaggio del filo di alluminio 1.
Preferibilmente, la vasca di ramatura alcalina 6 comprende mezzi configurati per misurare e regolare la temperatura della soluzione per ramatura alcalina in essa contenuta.
Il processo comprende anche la fase di eseguire una ramatura acida (i.e., per via galvanica elettrolitica) del filo di alluminio 1 ottenuto dalla fase di ramatura alcalina, facendo passare il filo di alluminio 1 attraverso una vasca di ramatura acida 7 contenente una soluzione comprendente solfato di rame, acido solforico e preferibilmente additivi, e avente una temperatura compresa tra 20?C e 40?C, e un valore di tensione applicata compreso tra 0,8V e 2V. Preferibilmente, la vasca di ramatura acida 7 ? configurata per consentire lo scorrimento del filo di alluminio 1 attraverso di essa, mantenendo il filo di alluminio 1 sempre immerso nella soluzione di solfato di rame, acido solforico e additivi.
In accordo con una forma preferita, la soluzione di solfato di rame, acido solforico e additivi ha una temperatura compresa tra 25?C e 35?C e un valore di tensione applicata compreso tra 1V e 1,5V, e presenta: una concentrazione di solfato di rame compresa tra 180g/l e 220g/l, una concentrazione di acido solforico compresa tra 60g/l e 70g/l ed una concentrazione di additivi compresa tra 2cc/l e 3cc/l, Preferibilmente, il filo di alluminio 1 ? completamente immerso nella soluzione di solfato di rame, acido solforico e additivi quando scorre all?interno della vasca di ramatura acida 7.
In accordo con una soluzione preferita, la fase di eseguire una ramatura acida del filo di alluminio 1 ? seguita da una fase di lavaggio, questa fase di lavaggio a sua volta preferibilmente preceduta da una fase di prelavaggio del filo di alluminio 1.
Preferibilmente, la vasca di ramatura acida 7 comprende mezzi configurati per misurare e regolare la temperatura della soluzione per ramatura acida in essa contenuta.
Il metodo comprende ulteriormente la fase di eseguire una stagnatura (i.e., per via galvanica elettrolitica) del filo di alluminio 1 ottenuto dalla fase di ramatura acida, facendo passare il filo di alluminio 1 attraverso una vasca di stagnatura 8 contenente una soluzione comprendente acido metansolfonico, stagno metansolfonico e preferibilmente brillantante, e avente una temperatura compresa tra 15?C e 35?C, e un valore di tensione applicata compreso tra 0,5V e 2,7V. Preferibilmente, la vasca di stagnatura 8 ? configurata per consentire lo scorrimento del filo di alluminio 1 attraverso di essa, mantenendo il filo di alluminio 1 sempre immerso nella soluzione di acido metansolfonico, stagno metansolfonico e brillantante.
In accordo con una forma preferita, la soluzione di acido metansolfonico, stagno metansolfonico e brillantante ha una temperatura compresa tra 20?C e 30?C e un valore di tensione applicata compreso tra 1,2V e 1,6V, e presenta: una concentrazione di acido metansolfonico compresa tra 90g/l e 100g/l, una concentrazione di stagno metansolfonico compresa tra 20g/l e 55g/l ed una concentrazione di brillantante compresa tra 1cc/l e 2cc/l.
Preferibilmente, il filo di alluminio 1 ? completamente immerso nella soluzione di acido metansolfonico, stagno metansolfonico e brillantante quando scorre all?interno della vasca di stagnatura 8.
In accordo con una soluzione preferita, la fase di stagnatura del filo di alluminio 1 ? seguita da una fase di lavaggio, questa fase di lavaggio a sua volta preferibilmente preceduta da una fase di prelavaggio del filo di alluminio 1.
Preferibilmente, la vasca di stagnatura 8 comprende mezzi configurati per misurare e regolare la temperatura della soluzione per stagnatura in essa contenuta.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, il filo di alluminio 1 viene fatto scorrere in continuo ad una velocit? compresa tra 10m/min a 70m/min attraverso la serie della vasca di decapaggio 4, della vasca di cementazione 5, della vasca di ramatura alcalina 6, della vasca di ramatura acida 7 e della vasca di stagnatura 8. Preferibilmente, dopo ogni vasca di trattamento 4-8 ? presente una vasca di lavaggio L, ed una vasca di prelavaggio (se prevista) posta prima della vasca di lavaggio L. Sia la vasca di lavaggio che quella di prelavaggio sono attraversate dal filo di alluminio che scorre immerso nelle rispettive soluzioni di lavaggio e prelavaggio in esse contenute.
In accordo con una forma preferita, la vasca di ramatura alcalina 6, la vasca di ramatura acida 7 e la vasca di stagnatura 8 comprendono almeno un elettrodo ciascuna. Preferibilmente ciascun elettrodo ? un anodo disposto su un cestello contenente rame o stagno a seconda della vasca di trattamento. Negli elettrodi (e.g., anodi) viene fatta scorrere una corrente elettrica e vengono applicati i valori di tensione prefissati per il trattamento elettrochimico delle rispettive soluzioni contenute nelle vasche di trattamento.
Preferibilmente, il processo comprende la fase di far circolare una corrente di intensit? compresa tra 120A e 220A nell?elettrodo (e.g., anodo).
Preferibilmente, l?intensit? della corrente elettrica negli elettrodi (e.g., anodi) ? in funzione della velocit? di scorrimento del filo. Ad esempio, per valori di velocit? di scorrimento del filo di 40m/min, si ha una intensit? di corrente elettrica negli anodi che varia tra 130A e 150A, mentre per valori di velocit? del filo di 60m/min si ha una intensit? di corrente che varia tra 190A e 210 A.
Con riferimento all?esempio riportato in figura 1, il processo si concretizza nella successione delle seguenti fasi eseguite nell?ordine di seguito riportato: a) fornire un filo di alluminio 1; b) eseguire il decapaggio del filo di alluminio 1; c) eseguire la cementazione del filo di alluminio 1 ottenuto dalla fase b; d) eseguire la ramatura alcalina del filo di alluminio 1 ottenuto dalla fase c; e) eseguire la ramatura acida del filo di alluminio 1 ottenuto dalla fase d; f) eseguire la stagnatura del filo di alluminio 1 ottenuto dalla fase e; g) avvolgere sulla seconda bobina 3 il filo di alluminio 1 ottenuto dalla fase f). Il filo attraversa in continuo la pluralit? di vasche in serie nelle quali vengono eseguite in sequenza le fasi del processo sopra elencate. In una forma preferita dell?invenzione, ciascuna fase ? seguita da almeno una fase di lavaggio che viene eseguita in apposite vasche di lavaggio L poste a valle di ciascuna vasca di trattamento (figura 2).
La presente invenzione attiene anche ad un impianto 9 utilizzabile per lo svolgimento del processo sopra descritto (figura 2).
L?impianto 9 comprende una pluralit? di vasche tra loro distinte e poste in serie. La pluralit? di vasche comprende: una vasca di decapaggio 4 contenente una soluzione per decapaggio, una vasca di cementazione 5 contenente una soluzione per cementazione, una vasca di ramatura alcalina 6 contenente una soluzione per ramatura alcalina, una vasca di ramatura acida 7 contenente una soluzione per ramatura acida e una vasca di stagnatura 8 contenente una soluzione per stagnatura. La vasca di ramatura alcalina 6, la vasca di ramatura acida 7 e la vasca di stagnatura 8 comprendono almeno un elettrodo ciascuna, preferibilmente almeno un anodo ciascuna.
L?impianto 9 comprende inoltre una prima bobina 2 di filo di alluminio 1, ed una seconda bobina 3 operativamente accoppiata con la prima bobina 2. La seconda bobina 3 ? configurata per ruotare cos? da tirare e far scorrere il filo di alluminio 1 dalla prima bobina alla seconda bobina, in modo da svolgere il filo di alluminio 1 dalla prima bobina 2 per avvolgerlo sulla seconda bobina 3. La prima bobina 2 e la seconda bobina 3 sono configurate per far scorrere il filo di alluminio 1 in continuo attraverso la pluralit? di vasche poste in serie. Preferibilmente, la seconda bobina 3 ? posta in rotazione tramite un motore elettrico. A titolo esemplificativo, la prima bobina 2 ? la bobina con la quale viene fornito il filo di alluminio 1 da trattare con il processo della presente invenzione, mentre la seconda bobina 3 ? la bobina sulla quale viene avvolto il filo di alluminio stagnato secondo il processo della presente invenzione.
Preferibilmente, la pluralit? di vasche comprende mezzi atti a mantenere il filo di alluminio 1 sempre immerso nelle rispettive soluzioni in esse contenute. In altre parole, la pluralit? di vasche comprende vasche di trattamento tra loro separate e poste in serie. Ciascuna vasca di trattamento ? riempita con un prestabilito volume di una rispettiva soluzione, ed ? configurata sia per consentire lo scorrimento del filo di alluminio 1 al suo interno, che per mantenere il filo di alluminio 1 immerso nella soluzione.
Vantaggiosamente, la velocit? di scorrimento del filo di alluminio 1 pu? essere regolata durante il funzionamento dell?impianto 9 per determinare il tempo di esposizione del filo di alluminio 1 a ciascuna soluzione.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, il processo prevede di eseguire una fase di lavaggio del filo di alluminio 1 dopo ciascuna delle fasi del suddetto processo. Preferibilmente, i liquidi utilizzati nelle fasi di lavaggio vengono trattati e depurati attraverso un apparato di demineralizzazione composto ad esempio da una pluralit? di demineralizzatori (e.g., per stagno, rame acido, rame alcalino, decapaggio e cementazione) posti in prossimit? delle singole vasche di lavaggio L. Preferibilmente, ciascuna fase di lavaggio ? preceduta da una fase di prelavaggio del filo di alluminio 1. Vantaggiosamente, la fase di lavaggio eseguita dopo ogni trattamento consente sia di eliminare il deposito dei liquidi sul filo di alluminio 1, che di evitare il trascinamento di sostanze e il conseguente inquinamento delle soluzioni contenute nelle vasche successive. Infatti, la fase di lavaggio del filo di alluminio 1 ? un aspetto critico per il processo, soprattutto relativamente alle prime due vasche di decapaggio 4 e cementazione 5. Come detto sopra, una soluzione realizzativa preferita dell?impianto 9 prevede la presenza di una vasca di prelavaggio posta in serie prima di ciascuna vasca di lavaggio L, in modo da ottimizzare la fase di lavaggio stessa.
Preferibilmente, le acque dei prelavaggi dei primi due bagni, essendo particolarmente critiche, vengono sostituite frequentemente.
In accordo con una forma di realizzazione dell?impianto 9, le soluzioni vengono conservate in vasche di immagazzinamento separate dalla pluralit? di vasche dell?impianto 9. All?avvio dell?impianto 9, le soluzioni vengono prelevate dalle vasche di immagazzinamento attraverso un sistema di pompe e di valvole, e portate nelle rispettive vasche di trattamento. In questa fase, le vasche di trattamento dell?impianto 9 vengono riempite in modo che sia il filo di alluminio 1 da trattare che gli anodi siano perfettamente immersi nelle soluzioni in esse contenute.
Vantaggiosamente, il processo oggetto della presente invenzione consente di realizzare un filo di alluminio 1 stagnato in maniera uniforme, che presenta le seguenti caratteristiche: buona aderenza del riporto in rame-stagno, spessore adeguato del rivestimento e uniformit? della superficie.
Periodicamente, il processo comprende una fase in cui viene eseguito il controllo del riporto in rame-stagno con sezione metallografica.
Preferibilmente, lo spessore dello strato di rame che ricopre il filo di alluminio 1 ? compreso tra 1?m e 2?m, mentre lo spessore dello strato di stagno ? compreso tra 1?m e 3?m.
Vantaggiosamente, ? possibile determinare il tempo di esposizione del filo di alluminio 1 alle soluzioni contenute nelle vasche, sia variando la velocit? di scorrimento del filo (i.e., tramite la velocit? di rotazione delle bobine 2 e 3), sia dimensionando opportunamente le vasche di trattamento. In altre parole, ? possibile determinare lo spessore del riporto di rame e stagno regolando opportunamente i suddetti parametri.
Giova rilevare che sono state eseguite dalla Richiedente prove di adesione mediante sfregamento, in conformit? alla norma UNI EN ISO 2819, con esito positivo su fili di alluminio trattati con diverse velocit? di scorrimento.
Sono state anche eseguite prove di corrosione accelerata tramite Machu Test, anche in questo caso su fili di alluminio rivestiti di rame-stagno trattati con diverse velocit? di scorrimento, ottenendo esiti positivi.
Ulteriormente, ? stata eseguita anche una prova di resistenza alla corrosione in camera umidostatica secondo la norma UNI EN ISO 6270-1, con esito positivo.
Vantaggiosamente, l?impianto 9 funziona in continuo. Infatti, prima del completo esaurimento della prima bobina 2 da trattare, ? possibile procedere alla giunzione del filo di alluminio con un filo sacrificale o con il filo di alluminio della bobina successiva mediante giunti di ottone o mediante saldatura a freddo. In tal modo ? possibile unire stabilmente i due terminali dei due fili, alluminio-sacrificale o alluminio-alluminio. Ad esempio, durante il passaggio del sacrificale la velocit? del filo viene ridotta. In caso di spegnimento dell?impianto 9 per un periodo medio-lungo (ad es., 2-3 giorni), il filo di allumino pu? essere sostituito completamente da un filo sacrificale, cos? da non perdere mai la continuit? del processo produttivo.
Vantaggiosamente, ? possibile realizzare un processo che consente di trattare il filo di alluminio 1 in continuo, permettendo di avere tempi di permanenza diversi nelle varie vasche e nelle fasi di lavaggio senza mai interrompere il processo.
Vantaggiosamente, ? possibile realizzare un filo di alluminio 1 che presenta una stagnatura su tutta la superficie dello stesso, la quale protegge il materiale dall?ossidazione e consente di avere una migliore interfaccia nella zona di contatto elettrico.
Vantaggiosamente, ? possibile realizzare un filo di alluminio 1 opportunamente dimensionato per garantire prestazioni elettriche paragonabili a quelle di un filo di rame, eseguendo un dimensionamento del diametro del filo e dello spessore degli strati di rivestimento in rame e stagno.
Vantaggiosamente, ? possibile realizzare un filo di alluminio 1 le cui prestazioni sono state verificate attraverso prove di sovratemperatura previste dalla norma di prodotto EN61439-6.
Grazie ad una forma di realizzazione, ? possibile realizzare un filo di alluminio 1 che offre prestazioni paragonabili a quelle di un filo di rame, e che permette di ridurre i costi sia grazie al minor prezzo al chilo dell?alluminio rispetto al rame, sia grazie alla minor quantit? di materiale necessaria (ad esempio, serve circa la met? del materiale a parit? di lunghezza del filo, con diametro del filo di alluminio 1 maggiorato rispetto a quello del rame).
Ovviamente, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potr? apportare numerose modifiche alle varianti prima descritte, tutte peraltro contenute nell'ambito di protezione quale definito dalle seguenti rivendicazioni.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Processo per stagnatura elettrochimica in continuo di un filo di alluminio (1), comprendente le fasi di: a) - fornire un filo di alluminio (1), b) - eseguire un decapaggio di detto filo di alluminio (1) facendo scorrere detto filo di alluminio (1) attraverso una vasca di decapaggio (4) contenente una soluzione comprendente soda caustica e gluconato, e avente una temperatura compresa tra 40?C e 80?C, c) - eseguire una cementazione di detto filo di alluminio (1) ottenuto da detta fase b) facendo scorrere detto filo di alluminio (1) attraverso una vasca di cementazione (5) contenente una soluzione comprendente zinco e soda caustica, e avente una temperatura compresa tra 15?C e 50?C, d) - eseguire una ramatura alcalina di detto filo di alluminio (1) ottenuto da detta fase c) facendo scorrere detto filo di alluminio (1) attraverso una vasca di ramatura alcalina (6) contenente una soluzione comprendente rame e sali conduttori, e avente una temperatura compresa tra 50?C e 70?C e un valore di tensione applicata compreso tra 2V e 4V, e) - eseguire una ramatura acida di detto filo di alluminio (1) ottenuto da detta fase d) facendo scorrere detto filo di alluminio (1) attraverso una vasca di ramatura acida (7) contenente una soluzione comprendente solfato di rame e acido solforico, e avente una temperatura compresa tra 20?C e 40?C e un valore di tensione applicata compreso tra 0,8V e 2V, f) - eseguire una stagnatura di detto filo di alluminio (1) ottenuto da detta fase e) facendo scorrere detto filo di alluminio (1) attraverso una vasca di stagnatura (8) contenente una soluzione comprendente acido metansolfonico e stagno metansolfonico, e avente una temperatura compresa tra 15?C e 35?C e un valore di tensione applicata compreso tra 0,5V e 2,7V.
- 2. Processo in accordo con la rivendicazione 1, in cui - detta soluzione di soda caustica e gluconato ha una concentrazione compresa tra 25g/l e 35g/l e una temperatura compresa tra 50?C e 70?C, - detto filo di alluminio (1) ? completamente immerso in detta soluzione di soda caustica e gluconato.
- 3. Processo in accordo con la rivendicazione 1 o 2, in cui - detta soluzione di zinco e soda caustica comprende additivi, - detta soluzione di zinco, soda caustica e additivi ha una concentrazione compresa tra 18% e 22% in volume e una temperatura compresa tra 20?C e 45?C, - detto filo di alluminio (1) ? completamente immerso in detta soluzione di zinco, soda caustica e additivi.
- 4. Processo in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui - detta soluzione di rame e sali conduttori ha una temperatura compresa tra 60?C e 65?C e un valore di tensione applicata compreso tra 2,7V e 3,2V, e presenta una concentrazione compresa tra 14g/l e 17g/l ed un pH compreso tra 8 e 9,5, - detto filo di alluminio (1) ? completamente immerso in detta soluzione di rame e sali conduttori.
- 5. Processo in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui - detta soluzione di solfato di rame e acido solforico comprende additivi, - detta soluzione di solfato di rame, acido solforico e additivi ha una temperatura compresa tra 25?C e 35?C e un valore di tensione applicata compreso tra 1V e 1,5V, e presenta una concentrazione di solfato di rame compresa tra 180g/l e 220g/l ed una concentrazione di acido solforico compresa tra 60g/l e 70g/l ed una concentrazione di additivi compresa tra 2cc/l e 3cc/l, - detto filo di alluminio (1) ? completamente immerso in detta soluzione di solfato di rame, acido solforico e additivi.
- 6. Processo in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui - detta soluzione di acido metansolfonico e stagno metansolfonico comprende brillantante, - detta soluzione di acido metansolfonico, stagno metansolfonico e brillantante ha una temperatura compresa tra 20?C e 30?C e un valore di tensione applicata compreso tra 1,2V e 1,6V, e presenta una concentrazione di acido metansolfonico compresa tra 90g/l e 100g/l ed una concentrazione di stagno metansolfonico compresa tra 20g/l e 55g/l ed una concentrazione di brillantante compresa tra 1cc/l e 2cc/l, - detto filo di alluminio (1) ? completamente immerso in detta soluzione di acido metansolfonico, stagno metansolfonico e brillantante.
- 7. Processo in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuna fase di detto processo ? seguita da almeno una fase di lavaggio di detto filo di alluminio (1).
- 8. Processo in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto filo di allumino (1) viene fatto scorrere in continuo attraverso una pluralit? di vasche poste in serie ad una velocit? compresa tra 30m/min e 70m/min, detta pluralit? di vasche comprendendo detta vasca di decapaggio (4) e detta vasca di cementazione (5) e detta vasca di ramatura alcalina (6) e detta vasca di ramatura acida (7) e detta vasca di stagnatura (8).
- 9. Processo in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui - detta vasca di ramatura alcalina (6) e detta vasca di ramatura acida (7) e detta vasca di stagnatura (8) comprendono almeno un elettrodo ciascuna, - detto processo comprende la fase di far circolare in detto almeno un elettrodo una corrente di intensit? compresa tra 120A e 220A.
- 10. Impianto (9) per realizzare un processo per stagnatura elettrochimica in continuo di un filo di alluminio (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, detto impianto (9) comprendendo: - una pluralit? di vasche tra loro distinte e poste in serie, - una prima bobina (2) di filo di alluminio (1) ed una seconda bobina (3) operativamente accoppiata con detta prima bobina (2) e configurata per ruotare cos? da far scorrere detto filo di alluminio (1) da detta prima bobina (2) a detta seconda bobina (3), in modo da svolgere detto filo di alluminio (1) da detta prima bobina per avvolgerlo su detta seconda bobina (3), - detta prima bobina (2) e detta seconda bobina (3) sono configurate per far scorrere detto filo di alluminio (1) in continuo attraverso detta pluralit? di vasche poste in serie e contenenti rispettive soluzioni, - detta pluralit? di vasche comprende una vasca di decapaggio (4) contenente una soluzione per decapaggio, una vasca di cementazione (5) contenente una soluzione per cementazione, una vasca di ramatura alcalina (6) contenente una soluzione per ramatura alcalina, una vasca di ramatura acida (7) contenente una soluzione per ramatura acida e una vasca di stagnatura (8) contenente una soluzione per stagnatura, detta vasca di ramatura alcalina (6) e detta vasca di ramatura acida (7) e detta vasca di stagnatura (8) comprendono almeno un elettrodo ciascuna, - detta pluralit? di vasche comprende mezzi atti a mantenere detto filo di alluminio (1) immerso nelle rispettive soluzioni in esse contenute.
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