СПОСОБ МЕДНЕНИЯ ПРОВОЛОКИ Российский патент 1998 года по МПК C23C18/54 

Изобретение относится к производству метизной продукции и может быть использовано в при меднении легированной и низкоуглеродистой проволоки.

Известен способ изготовления стальной омедненной сварочной проволоки, предусматривающий следующую технологическую схему: электрохимическое обезжиривание проволоки при температуре 70-90^oС, промывку в горячей и холодной воде, химическую активацию (травление), промывку, контактное меднение, промывку, уплотнение медного покрытия, сушку и намотку проволоки. (Типовая технологическая инструкция ТТИ 1.23-24- 09-86, п.1, раздел 5 табл.4.1, с.6).

Этот способ осуществляют на многониточной поточной линии меднения со скоростью протяжки проволоки 40-60 м/мин, что обеспечивает время нахождения проволоки в ванне контактного меднения до 13 с. Проволока по данному способу меднения проходит прямолинейно технологические ванны в последовательности, соответствующей технологической схеме. Недостатком известного технического решения являются низкие скорости движения проволоки (45-60 м/мин) и большие производственные площади, занимаемые агрегатом (250-280 м²).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ контактного меднения проволоки, предусматривающий меднение проволоки по следующей технологической схеме: первая промывка, химическая активация, контактное меднение, вторая промывка, уплотняющая протяжка, упругопластический изгиб на каждой стадии и пропускание после каждой стадии через обтир. Упругопластический изгиб осуществляли с относительной деформацией в поверхностном слое 0,4-0,8% со временем обработки на каждой стадии 0,5-3 с (RU патент N 2057190, кл. С 21 D 9/52, С 23 С 10/20, С 21 D 9/58, 1996).

Недостатком известного технического решения является неудовлетворительное качество медного покрытия, выражающееся в уменьшении его толщины до величины, ниже требуемой (<0,15 мкм), и нарушении его сплошности, что объясняется неполным удалением с поверхности проволоки технологической смазки перед нанесением медного покрытия и неравномерностью осаждения меди.

Задачей изобретения является создание способа контактного меднения проволоки, позволяющего получить качественное покрытие.

Желаемый технический результат - повышение плотности, равномерности и оптимальной толщины покрытия без снижения достигнутой производительности.

Технический результат достигается тем, что в известном способе контактного меднения проволоки, включающем последовательно стадии или технологические операции (далее стадии): первой промывки, химической активации, контактного меднения, второй промывки, уплотняющей протяжки, упругопластического изгиба на каждой стадии и пропускания, после каждой стадии, через обтир по изобретению на стадии контактного меднения осуществляют дополнительную уплотняющую и калибрующую протяжку, а первую промывку осуществляют при температуре 40-60^oС. Способ предусматривает: перед первой промывкой производить обезжиривание при температуре 40-60^oС, дополнительную уплотняющую и калибрующую протяжку осуществлять посредством инструмента, установленного на участке, равном 0,4-0,6 длины проволоки, проходящей стадию меднения, а инструменту, осуществляющему дополнительную уплотняющую и калибрующую протяжку, сообщать принудительное вращение.

Сущность изобретения заключается в том, что использование дополнительной уплотняющей и калибрующей протяжки позволяет получить более прочное сцепление слоев вследствие развития диффузионных процессов в твердом состоянии при малых упругих деформациях, сделать покрытие более плотным и равномерным.

Дополнительным фактором, влияющим на качество покрытия, является температура раствора в первой ванне промывки проволоки.

По изобретению предусмотрено первую промывку осуществлять раствором с температурой 40-60^oС, что повышает растворимость волочильной смазки и большая ее часть переходит в раствор при прохождении проволоки через ванну, а остатки снимаются обтиром. При промывке проволоки при температуре окружающей среды, что присуще известному способу, меньшая часть технологической смазки переходит в раствор, а большая часть снимается обтиром, загрязняя его. В конечном итоге обтир перестает выполнять свои функции и остатки технологической смазки на поверхности проволоки будут препятствовать качественному осаждению меди. Начиная с температуры 40^oС и выше, данный недостаток устраняется и процесс стабилизируется. Повышение температуры выше 60^oС не целесообразно с точки зрения энергетических затрат. Кроме того, при нагреве электролитического раствора меднения до указанной температуры за счет теплопроводности стенок ванн увеличивается величина зерна осаждаемой меди, она приобретает рыхлость и частично снимается при уплотняющей протяжке.

Изобретение предусматривает обезжиривание, необходимость которого определяется количеством остаточной технологической смазки на поверхности проволоки, что, в свою очередь, зависит от параметров конкретного технологического процесса изготовления проволоки-заготовки под меднение (вида подсмазочного покрытия, конструкции волочильного инструмента, вида волочильной смазки) эффективность нагрева обезжиривающего раствора до температур 40-60^oС аналогична описанной выше.

В качестве инструмента, осуществляющего дополнительную уплотняющую и калибрующую протяжку, могут быть различной конструкции фильеры и волоки. Инструмент предпочтительно устанавливать на участке, равном 0,4-0,6 длины проволоки, проходящей стадию меднения. При установке инструмента на участке менее 0,4 длины проволоки, проходящей стадию меднения, количество осажденной на проволоке меди еще недостаточно для эффективного уплотнения и выравнивания покрытия, а при установке инструмента на участке более 0,6 длины проволоки, проходящей стадию меднения осажденный слой велик и излишки меди обдираются, увеличивая потери.

По изобретению предусмотрено, что инструменту, осуществляющему дополнительную уплотняющую и калибрующую протяжку, можно сообщать принудительное вращение вокруг оси проволоки, что способствует получению равномерного по толщине слоя покрытия. Скорость вращения может колебаться в широких пределах и зависит от толщины покрытия, диаметра проволоки, конструкции установки и выбирается исходя из конкретных условий.

Пример. Способ реализован на установке прототипа, состоящей из пяти технологических ванн с установкой на участке, равном 0,5 длины проволоки, проходящей стадию меднения (Lм), дополнительной волоки.

Для меднения использовалась проволока диаметром 1,2 мм из стали марки св. 08Г2С, протянутая с бурированной заготовки на сборных волоках на сухой волочильной смазке, т.е. выбран наиболее жесткий вариант с точки зрения остатков технологической смазки на поверхности проволоки. Проволока заправляется на рабочие ролики всех технологических ванн (операций), предусмотренных предлагаемым способом химического контактного меднения проволоки. Время обработки проволоки на каждой технологической операции выбрано по предлагаемому способу 0,5 с, диаметр рабочих роликов 250 мм. После каждой операции используется обтир, температуру раствора в ванне первой промывки меняли от 30 до 70^oС. Для подогрева ванны первой промывки использовали острый пар, подаваемый через змеевик, расположенный на дне ванны.

Результаты приведены в таблице.

Из таблицы следует, что использование температуры раствора в первой промывочной ванне в заявляемом диапазоне и применение дополнительной уплотняющей и калибрующей протяжки позволяет получить прочное сцепление слоев при меднении вследствие развития диффузионных процессов в твердом состоянии при малых упругих деформациях, сделать покрытие плотным и равномерным.

Изобретение относится к производству метизной продукции и может быть использовано при меднении проволоки из легированной и низкоуглеродистой стали. Предложен способ меднения проволоки, включающий последовательно стадии: первой промывки при температуре 40 - 60^oC, химической активации, контактного меднения, второй промывки, уплотняющей протяжки, упругопластического изгиба на каждой стадии и пропускания после каждой стадии через обтир, отличающийся тем, что на стадии контактного меднения осуществляют дополнительную уплотняющую и калибрующую протяжку. Техническим результатом изобретения является повышение плотности, равномерности и оптимальной толщины покрытия без снижения достигнутой производительности. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ меднения проволоки, включающий последовательно стадии: первой промывки при температуре 40 - 60^oC, химической активации, контактного меднения, второй промывки, уплотняющей протяжки, упруго-пластического изгиба на каждой стадии и пропускания, после каждой стадии, через обтир, отличающийся тем, что на стадии контактного меднения осуществляют дополнительную уплотняющую и калибрующую протяжку. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед промывкой производят обезжиривание при 40 - 60^oC. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительную уплотняющую и калибрующую протяжку осуществляют посредством инструмента, установленного на участке длиной, равной 0,4 - 0,6 длины проволоки, проходящей стадию меднения. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что инструменту, осуществляющему дополнительную уплотняющую и калибрующую протяжку, сообщают принудительное вращение.