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罐式退火銅線變色的原因及改進 - 無圖版
bscrm --- 2006-09-22 22:41:16
1
1、銅線表面發(fā)黑的原因
某廠采用罐式退火工藝流程為：
檢漏后開始升溫，升溫至150 ℃左右，先抽真空，再充入保護氣，然后繼續(xù)升溫至退火溫度，保溫1～3 h。整個工藝過程加熱時間達4～8 h，出爐空冷4 h，然后水冷。而夏天出爐冷卻至產(chǎn)品表面溫度50 ℃以下出罐，則需耗時30 h左右。
在罐式退火工藝條件下，造成銅電線在罐內(nèi)和出罐后表面變色、發(fā)黑的常見原因如表1 所示。
表1 退火銅線表面變色、發(fā)黑的原因
問 題 | 影響因素 | 原 因 |
變 | 操作者 | 手或臟手套接觸產(chǎn)品 |
高于50 ℃出罐 | ||
裝料碰觸罐壁 | ||
未按規(guī)程操作 | ||
工藝 | 退火制度不合理 | |
規(guī)定抽氣時間不足 | ||
未洗爐 | ||
環(huán)境 | 潮濕結(jié)露 | |
煙塵濃度大 | ||
SO2含量高 | ||
設(shè)備 | 真空泵故障 | |
真空泵油漏入罐內(nèi) | ||
退火罐污染 | ||
退火罐密封不嚴(yán) | ||
原材料 | 銅中雜質(zhì)含量大 | |
保護氣體不純 | ||
銅線表面殘留軋制油 |
銅線退火后立即出現(xiàn)或經(jīng)一段時間后出現(xiàn)表面變色、發(fā)黑的現(xiàn)象，可以認(rèn)為是一種腐蝕 過程。根據(jù)金屬的腐蝕理論，金屬腐蝕是金屬表面或界面上進行的化學(xué)或電化學(xué)多相反應(yīng)，使金屬轉(zhuǎn)入了氧化狀態(tài)。由腐蝕過程的特點看，可把金屬腐蝕分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕和物理腐蝕。銅線退火過程中出現(xiàn)的表面變色、發(fā)黑的現(xiàn)象，可以認(rèn)為是化學(xué)腐蝕為始，繼而發(fā)生電化學(xué)腐蝕。退火產(chǎn)品降溫出罐后，其表面出現(xiàn)的腐蝕現(xiàn)象以繼續(xù)進行的電化學(xué)腐蝕為主 。
金屬的腐蝕是十分復(fù)雜的過程。環(huán)境介質(zhì)的組成、性質(zhì)、溫度、金屬的表面狀態(tài)、化學(xué)成 分、組織結(jié)構(gòu)、應(yīng)力狀態(tài)都可對腐蝕造成很大的影響。銅在空氣中的氧化，常溫下就可以進行，在銅表面生成一層很薄的氧化膜。在退火罐內(nèi)，高溫下最易引起銅化學(xué)腐蝕的原因是罐內(nèi)含有一定濃度的氧，如罐內(nèi)未抽凈的空氣、保護氣中含有的氧氣、冷卻過 程中罐內(nèi)保護氣壓低于大氣壓時因密封不嚴(yán)而滲入的空氣等。退火罐內(nèi)的氧在450～500 ℃ 的條件下與銅發(fā)生如下反應(yīng)：
(1)
(2)
在式(1)、式(2)中，氧化物的平衡氧壓分別是10-12Pa和5×10 -16Pa。
為了驗證退火罐內(nèi)氧對銅線的腐蝕作用，我們在試驗室中利用真空爐模擬實際的退火工藝 (但不通保護氣)對紫銅試樣進行試驗，結(jié)果如表2所示。
表2 真空度對銅線表面狀態(tài)的影響
真空度/Pa 試樣表面狀態(tài)
0.75 表面光亮
200 表面發(fā)暗，無光澤
從試驗結(jié)果看，在真空度較低的情況下，退火罐內(nèi)存在著明顯的化學(xué)腐蝕作用。
但在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)嚴(yán)格控制退火罐內(nèi)氣氛的純度(氧濃度很低)后，退火銅線出罐后若干時間(一般是幾十分鐘至幾小時)，銅線表面仍然出現(xiàn)變色、發(fā)黑的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象主要是由殘留在銅線表面的拉絲潤滑油對銅線表面的腐蝕引起的。
為了驗證潤滑油對銅線的腐蝕作用，在真空爐內(nèi)模擬實際的退火工藝對表面涂覆拉絲 潤滑油的紫銅試樣進行了試驗，結(jié)果如表3所示，從試驗結(jié)果可見，潤滑油的存在會引起銅 線表面嚴(yán)重的腐蝕。
表3 軋制潤滑油對銅線表面狀態(tài)的影響
真空度/Pa 表面涂覆潤滑油 出爐后銅線表面狀態(tài) 出爐后72 h銅線表面狀態(tài)
0.75 多 發(fā)暗、變色(紫褐色) 嚴(yán)重變色、發(fā)黑
0.75 少 發(fā)暗，淺褐色 變色、發(fā)黑
0.75 無 表面光亮 表面未變色
殘留在銅線表面的拉絲潤滑油，在退火溫度下，其中的飽和烴類、酯類物質(zhì)裂解后產(chǎn)生 的活性碳原子、一氧化碳等裂解產(chǎn)物能還原CuO，破壞銅線表面的氧化膜層，引起銅線表面活化，使活性碳原子沉積在活化表面(如殘留的潤滑油較多，會在銅線表面沉積一層碳黑)， 此外，潤滑油中的S等雜質(zhì)也與銅發(fā)生反應(yīng)，生成CuS，見式(3)～式(5)。
CuO + CO →Cu + Co2 (3)
Cu + C → Cu [C] (4)
Cu + S → CuS (5)
產(chǎn)品出罐后，在大氣中，附著在銅線表面的碳或CuS能與銅組成腐蝕原電池，使銅表面進一步腐蝕變色，如式(6)、式(7)。同時，沉積在銅線表面的微小碳顆粒能吸附大氣中的SO2和水汽，在銅線表面形成有腐蝕性的酸性電解液，生成一層可見膜CuSO4.3Cu(OH) 2，這樣在銅線表面既發(fā)生原電池腐蝕反應(yīng),又發(fā)生酸性腐蝕反應(yīng)，使銅線表面變色。
陽極 Cu2+ + 2e - (6)
陰極 O2 + 2H2O + 4e → 4OH - (7)
2、 工藝改進
銅線退火過程中出現(xiàn)的變色、發(fā)黑現(xiàn)象，主要是由退火罐內(nèi)的氧化反應(yīng)和出罐后的電化學(xué)反應(yīng)引起的，工藝上可通過采取杜絕罐內(nèi)氧化反應(yīng)和防止罐外電化學(xué)反應(yīng)的辦法來避免或減少銅線的變色、發(fā)黑。具體的工藝措施如下：
�、� 及時更換破損拉模，防止因拉模破損劃傷銅線表面，從而在劃痕內(nèi)殘留較多的潤滑油， 引起產(chǎn)品變色、發(fā)黑。
② 定期對退火罐進行高壓水沖洗、烘干清理，保持罐內(nèi)清潔。同時廢除在罐內(nèi)放置木炭的 退火方法，減少碳塵顆粒附著在產(chǎn)品表面。
�、� 采用N2氣替代壓縮空氣試驗退火罐氣密性，并在退火罐升溫至200 ℃的過程中連續(xù)抽氣 ，一方面可使升溫過程中罐內(nèi)氧濃度降低，另一方面可使揮發(fā)的潤滑油蒸汽排出而不會沉積 在產(chǎn)品表面。
�、� 應(yīng)對保護氣體進行凈化，避免氧、水蒸汽等有害氣體進入退火罐。
�、� 在退火罐出爐空冷過程中，向罐內(nèi)充入保護性氣體，并維持罐內(nèi)壓力大于1個大氣壓， 這樣既可縮短冷卻時間，又可防止因退火罐密封不嚴(yán)而進入空氣。
⑥ 對退火后銅線實行緩蝕處理。即用浸有銅的氣相緩蝕劑苯并三唑的包裝紙包覆出罐的銅線卷，減緩銅的電化學(xué)腐蝕。
根據(jù)上述工藝改進措施，將罐式退火的工藝流程改進為：
某廠采用這種改進的罐式退火工藝進行試驗生產(chǎn)，銅線退火后表面變色、發(fā)黑率由原來的9.5%降至1.6%以下，并且取消了砂紙打磨工序。
3、結(jié)論
銅線芯產(chǎn)品罐式退火后表面出現(xiàn)的變色、發(fā)黑現(xiàn)象主要是由退火罐內(nèi)的氧化腐蝕和出 罐后銅線表面的電化學(xué)腐蝕引起的。采用杜絕罐內(nèi)進氧，去除殘留軋制潤滑油和退火后對產(chǎn)銅線實行緩蝕處理的工藝改進措施可以有效地解決產(chǎn)品表面變色、發(fā)黑的問題。
zzyygg --- 2006-10-28 12:41:32
2
薛冬平 --- 2006-11-03 12:57:35
3
jzligy --- 2006-12-05 14:03:34
4
fjnpjwl --- 2007-08-10 14:18:47
5
八面玲瓏 --- 2007-09-12 16:35:12
6
如果用燉爐退火有出現(xiàn)氧化現(xiàn)象的原因有很多，以下的一些方法可以幫你解決
1.空爐要定期用一些廢銅線去空燒，把爐內(nèi)的臟物吸收掉。
2.抽完真空后加入氮氣和氫氣各一半到0.3MPA/CM2燒燉保你的銅線亮度好,不氧化,而且抗氧化能力強.但要注意安全,要排完氣才可以開爐,另排氣時不要開動吊機,以免有火花產(chǎn)生爆炸起火,因氫氣是不定期安定氣體.枳要按規(guī)定操作是安全的,大家不妨試一下.
sdzsl --- 2007-09-13 09:33:30
7
hldlldj --- 2008-02-23 16:32:49
8
樓主，請問一下，我公司的0.1-0.64的銅用罐式退火，出罐是很正常的，有時其中有的銅在空氣中放置一段時間后（如10天）表面很正常，但內(nèi)層卻出現(xiàn)變黑變紫的情況，是什么原因？
超導(dǎo) --- 2008-03-02 10:26:56
9
有一點也要引起注意，即使這幾點都注意了，但拉絲中，如果冷卻水吹干效果不好，或后道�？谔幚聿缓�，有潤滑液帶入銅線，加熱即氧化發(fā)黑．
cgmw1111 --- 2008-03-11 09:55:29
10
在升溫過程中連續(xù)抽氣很重要.因為線表面殘留的有拉絲油,線盤和機器接觸也難免會帶有較多的油,升溫過程潤滑油會分解,這時候抽氣你會發(fā)現(xiàn)氣體是黑色的,所以要抽到抽出的氣體顏色變的很淡才行.
山子 --- 2008-03-23 21:05:36
11
氧化還原線,我公司利用酒精可以將氧化的線材重新退火后變的光亮.可是我還沒有掌握到其中的技術(shù).
老婆我愛你 --- 2008-06-21 15:02:45
12
jslyczm --- 2008-08-07 15:34:17
13
現(xiàn)在還用這么老掉牙的罐式退火工藝呀，我們廠早就改為連續(xù)退火了，只有改進裝備和工藝，才有可能保證穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量！
lsparklyc --- 2008-08-14 15:26:12
14
精華貼就是不同．
記得１０多年前，我的廠也經(jīng)常出現(xiàn)退火氧化現(xiàn)象，如果有上面的這些方法，相信我原來的廠能夠很好的解決這個問題了．
學(xué)習(xí)了！
SEANLOU --- 2008-09-17 23:54:23
15
其實工序不用那么復(fù)雜，不防如下：
1.在爐放置木炭并定期更換
2.燒燉及冷卻時保持真空
3.在爐自然冷卻12H后出爐即可（冷卻時保持真空），這樣可提高銅絲伸長率
zyqs --- 2008-11-14 21:12:52
16
請幫忙回答一下10樓的問題. '樓主，請問一下，我公司的0.1-0.64的銅用罐式退火，出罐是很正常的，有時其中有的銅在空氣中放置一段時間后（如10天）表面很正常，但內(nèi)層卻出現(xiàn)變黑變紫的情況，是什么原因？'
連偉 --- 2008-12-03 21:01:23
17
連偉 --- 2008-12-03 21:19:38
18
原因主要有三個：1原料用無氧銅桿；2模具的減面率和材質(zhì)〈減面率17% 材質(zhì)最后四個模要鉆石�！� 3伸線油濃度調(diào)高一點3%
連偉 --- 2008-12-03 21:30:49
19
利用氫氣還原氧化銅線比酒精要好的多，方法：1首先將氧化銅線裝在爐內(nèi)；2抽真空后加氫氣到正氣壓；3溫度設(shè)定380－400度，時間180分鐘。山子:
氧化還原線,我公司利用酒精可以將氧化的線材重新退火后變的光亮.可是我還沒有掌握到其中的技術(shù).
jianfu007 --- 2008-12-06 23:23:12
20
用木炭，加溫到400度，保溫1h！
只能還原表面幾層，那位兄弟有更好的方法！
吳曉龍 --- 2008-12-12 16:52:48
21
吳曉龍 --- 2008-12-13 11:09:19
22
退火后銅線變色的主要原因是銅絲表面的氧化亞銅所引起的。如銅線表面有拉絲液等污物退火后就有發(fā)黑等缺陷，這是可以改進工藝及時發(fā)現(xiàn)的。銅拉絲行業(yè)損失最大的是儲存和使用過程中的氧化。
在銅絲退火爐內(nèi)，溫度和氧分壓條件可能滿足CU2O的穩(wěn)定存在條件,因此在銅絲退火過程中發(fā)生如下反應(yīng);
4CUO=2CU2O+O2
4CU+O2=2CU2O
在退火后,銅絲表面除銅外,主要有大量的CU2O表面看比較光亮,但CU2O是不穩(wěn)定的 ,CU2O很容易變成CUO這就是出爐后很短時間銅絲變黃的主要原因。當(dāng)然銅絲氧化發(fā)黑是復(fù)雜的電化學(xué)腐蝕，它于生產(chǎn)季節(jié)，退火溫度生產(chǎn)環(huán)境，氣侯溫度濕度都有關(guān)系，但生產(chǎn)過程中氣侯條件我們不能改變，所以只能控制在退火前后銅的氧化物的產(chǎn)生，以求得生產(chǎn)儲存銅絲的質(zhì)量。
710759538a --- 2009-01-13 13:28:35
23
淡于微風(fēng) --- 2009-01-22 14:48:57
24
鋁線退火是不是一般都是用爐子啊?
panlan500 --- 2009-02-16 13:39:32
25
分析還說得過去但為何不在抽真空上下點功夫問題都解決
hanmjs --- 2009-02-27 15:17:24
26
現(xiàn)在好像好像用退火爐的很少，大部分都是用連拉帶退一次搞定
zhouye --- 2009-03-02 19:35:15
27
我出一個操作流程給大家看看，我們做了幾年了，沒出現(xiàn)什么異常
聯(lián)盈電業(yè)有限公司 內(nèi)部管理文件 | 編號：UEG-E-049 制定日期： 修訂日期： 版本：1.0 頁次：01 OF 01 | ||
燉爐操作指導(dǎo)書 | |||
使用工具：扳手、鐵鉤、鋼絲 | |||
流 程 | 操 作 步 驟 | ||
1 按排程準(zhǔn)備好所需線材將其同種規(guī)格裝8軸一框,每爐裝3框并用鋼絲吊入爐中。 2 鎖緊螺絲，打開主控柜總開關(guān)，開啟真空機電源對子爐進行抽真空。時間為15到20分鐘直到壓力表值-0.01MP。 3 加入高純氮氣至壓力表+0.015MP即可。 | |||
1 打開電爐綠色控制按鈕，調(diào)試上、中、下三層所需溫度，上層343℃、中層275℃、下層275℃，線材規(guī)格不同時可適當(dāng)加或減2—3度。設(shè)定好后插入爐芯溫度衡溫器，接上冷卻水。 2 記錄線材規(guī)格、加熱起、止時間及冷卻后出爐時間，充氮氣后氣壓表值、操作員姓名、班別、年月日。 | |||
1 依次打開爐芯及其它各層溫度儀表“RUN”按鈕開始燒燉，時間為3.5小時，嚴(yán)禁提前或延遲吊出子爐。否則會導(dǎo)至銅線燉不熟或粘線結(jié)板。 2 燒燉完畢后，用電動葫蘆把子爐吊出放在爐坑內(nèi)進行自然冷卻36小時。燉下爐時重復(fù)上述過程即可。無本部門主管許可，嚴(yán)禁任何人員未到冷卻時間擅自出爐。 | |||
1每次作業(yè)完成后,清理真空機、母爐和子爐雜物、油污。并對其進行保養(yǎng)加油、維護。 2 整理工具及所轄區(qū)域衛(wèi)生，填寫報表并交接班。 | |||
異常處理 | 1 機器設(shè)備異常時立刻停機，上報當(dāng)班管理人員請維修人員處理，嚴(yán)禁私自調(diào)整各項技術(shù)參數(shù)。 2 原材料不良時通知品質(zhì)部確認(rèn)后處理。 | ||
安全注意事項： 1 非當(dāng)班操作員禁止吊裝銅材、子爐，非工作需要嚴(yán)禁其他人員進入燉爐區(qū)。 2 子爐溫度高于80℃時禁止吊出線材，壓力表值如超過+0.1MPA時須放氣以防爆爐。 3 未經(jīng)本部門主管許可嚴(yán)禁吊裝母爐。 | |||
zhouye --- 2009-03-02 19:40:53
28
燉爐操作指導(dǎo)書 | |||
使用工具：扳手、鐵鉤、鋼絲 | |||
流 程 | 操 作 步 驟 | ||
1 按排程準(zhǔn)備好所需線材將其同種規(guī)格裝8軸一框,每爐裝3框并用鋼絲吊入爐中。 2 鎖緊螺絲，打開主控柜總開關(guān)，開啟真空機電源對子爐進行抽真空。時間為15到20分鐘直到壓力表值-0.01MP。 3 加入高純氮氣至壓力表+0.015MP即可。 | |||
1 打開電爐綠色控制按鈕，調(diào)試上、中、下三層所需溫度，上層343℃、中層275℃、下層275℃，線材規(guī)格不同時可適當(dāng)加或減2—3度。設(shè)定好后插入爐芯溫度衡溫器，接上冷卻水。 2 記錄線材規(guī)格、加熱起、止時間及冷卻后出爐時間，充氮氣后氣壓表值、操作員姓名、班別、年月日。 | |||
1 依次打開爐芯及其它各層溫度儀表“RUN”按鈕開始燒燉，時間為3.5小時，嚴(yán)禁提前或延遲吊出子爐。否則會導(dǎo)至銅線燉不熟或粘線結(jié)板。 2 燒燉完畢后，用電動葫蘆把子爐吊出放在爐坑內(nèi)進行自然冷卻36小時。燉下爐時重復(fù)上述過程即可。無本部門主管許可，嚴(yán)禁任何人員未到冷卻時間擅自出爐。 | |||
1每次作業(yè)完成后,清理真空機、母爐和子爐雜物、油污。并對其進行保養(yǎng)加油、維護。 2 整理工具及所轄區(qū)域衛(wèi)生，填寫報表并交接班。 | |||
異常處理 | 1 機器設(shè)備異常時立刻停機，上報當(dāng)班管理人員請維修人員處理，嚴(yán)禁私自調(diào)整各項技術(shù)參數(shù)。 2 原材料不良時通知品質(zhì)部確認(rèn)后處理。 | ||
shijianhua --- 2009-04-02 19:58:19
29
最好淘汰罐式退火，因為太費能源。
349255965 --- 2009-04-15 15:15:11
30
銅線拉絲機 --- 2009-05-06 16:46:18
31
kaka2004 --- 2009-05-14 08:56:37
32
請問LZ我們退火溫度到多少比較適合？水冷可以嗎？
ll88588 --- 2009-05-15 16:43:22
33
armies --- 2009-05-21 23:00:22
34
一般用的是罐式的。
2.0以下的線，加熱380左右，保溫2個小時
2.0－3.0的線，加熱430度左右，保溫2.5個小時就差不多了。
donglin --- 2009-06-08 09:20:34
35
panlan500 --- 2009-06-13 14:04:04
36
樓主的工藝很復(fù)雜，有些可以簡單一點。關(guān)鍵是掌握好抽真空的奧秘，什么顏色銅進，就什么顏色出，不改變。有成爐線氧化的，再退火還原，仍可保證與氧化前一樣，無變色，其它質(zhì)量更無影響。
wwj1020 --- 2009-08-25 16:12:08
37
請問一下，罐式退火與連退兩種工藝，那種抗氧化效果更好？
panlan500 --- 2009-08-25 17:16:58
38
jxdbosb --- 2009-12-08 13:03:55
39
lz您好！最近我們公司也出現(xiàn)了罐裝銅絲退火氧化的問題，一出爐子就氧化。奇怪的是同一個爐子里面銅絲有好有壞，有些氧化很厲害，有些則好許多。一般都是表面氧化，越往里面越好。有些則是一端氧化，到很里面都有氧化現(xiàn)象。銅絲都是同一個廠家的。還有規(guī)格不同的銅絲情況也不一樣。2.25的銅絲很多都氧化，對然程度不一。但是小拉出來的銅絲一次都沒有出現(xiàn)過氧化的現(xiàn)象。是否會和溫度有關(guān)系？因為規(guī)格不同退火溫度不一樣。或者銅絲質(zhì)量問題？
由于沒有其他廠家的銅絲進來，這個問題也已經(jīng)有一段時間了，望lz指點迷津，不甚感激！
YYB --- 2009-12-09 13:00:40
40
jxdbosb --- 2009-12-09 15:33:46
41
可是有一個長期未用的爐子拿出來用是好的，不過只用過一次。現(xiàn)在還在一個個的試驗
今天出來一爐還出線外面和里面都還行，中間嚴(yán)重變色（偏紅，用手擦拭后變古銅色）的情況
迄今為止，顏色不對中有黑色的，偏綠色的，偏紅色的，還有黃色的。
還望lz和路人指點迷津！
sbb --- 2009-12-12 16:57:07
42
xine --- 2009-12-15 23:25:29
43
出缸時爐子里的銅絲顏色不一樣，應(yīng)該是爐層的加熱溫度加熱不合理！
明天我去看看再做詳細回答！
wanghaizu --- 2010-01-13 22:40:42
44
luoli --- 2010-01-17 08:56:22
45
sbb --- 2010-01-24 10:53:39
46
wpeng --- 2010-04-24 09:57:44
47
這些都是技術(shù)問題，依照本帖的提示操作，相信問題不大的。
還有就是時間能否控制，這個工序覺得非常耗能，耗時間��！
563410548 --- 2010-05-02 10:06:38
48
多充氮氣，不就能解決嗎
改善密封裝置
winter321 --- 2010-05-08 09:53:52
49
xcw888555 --- 2010-05-10 15:35:43
50
回復(fù)10樓
(樓主，請問一下，我公司的0.1-0.64的銅用罐式退火，出罐是很正常的，有時其中有的銅在空氣中放置一段時間后（如10天）表面很正常，但內(nèi)層卻出現(xiàn)變黑變紫的情況，是什么原因？)
估計是：1、沒有完全冷卻的原因，2、排線太緊密，內(nèi)層的乳化液沒有會發(fā)出來。僅供參考
wxl --- 2010-08-22 10:21:33
51
bscrm:
不少中小電線電纜廠采用罐式退火工藝，銅線表面常發(fā)生變色、發(fā)黑，影響產(chǎn)品質(zhì)量，需要分析解決。1、銅線表面發(fā)黑的原因
某廠采用罐式退火工藝流程為：
檢漏后開始升溫，升溫至150 ℃左右，先抽真空，再充入保護氣，然后繼續(xù)升溫至退火溫度，保溫1～3 h。整個工藝過程加熱時間達4～8 h，出爐空冷4 h，然后水冷。而夏天出爐冷卻至產(chǎn)品表面溫度50 ℃以下出罐，則需耗時30 h左右。
在罐式退火工藝條件下，造成銅電線在罐內(nèi)和出罐后表面變色、發(fā)黑的常見原因如表1 所示。
表1 退火銅線表面變色、發(fā)黑的原因
問 題 影響因素 原 因 變
色
發(fā)
黑操作者 手或臟手套接觸產(chǎn)品 高于50 ℃出罐 裝料碰觸罐壁 未按規(guī)程操作 工藝 退火制度不合理 規(guī)定抽氣時間不足 未洗爐 環(huán)境 潮濕結(jié)露 煙塵濃度大 SO2含量高 設(shè)備 真空泵故障 真空泵油漏入罐內(nèi) 退火罐污染 退火罐密封不嚴(yán) 原材料 銅中雜質(zhì)含量大 保護氣體不純 銅線表面殘留軋制油 銅線退火后立即出現(xiàn)或經(jīng)一段時間后出現(xiàn)表面變色、發(fā)黑的現(xiàn)象，可以認(rèn)為是一種腐蝕 過程。根據(jù)金屬的腐蝕理論，金屬腐蝕是金屬表面或界面上進行的化學(xué)或電化學(xué)多相反應(yīng)，使金屬轉(zhuǎn)入了氧化狀態(tài)。由腐蝕過程的特點看，可把金屬腐蝕分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕和物理腐蝕。銅線退火過程中出現(xiàn)的表面變色、發(fā)黑的現(xiàn)象，可以認(rèn)為是化學(xué)腐蝕為始，繼而發(fā)生電化學(xué)腐蝕。退火產(chǎn)品降溫出罐后，其表面出現(xiàn)的腐蝕現(xiàn)象以繼續(xù)進行的電化學(xué)腐蝕為主 。
金屬的腐蝕是十分復(fù)雜的過程。環(huán)境介質(zhì)的組成、性質(zhì)、溫度、金屬的表面狀態(tài)、化學(xué)成 分、組織結(jié)構(gòu)、應(yīng)力狀態(tài)都可對腐蝕造成很大的影響。銅在空氣中的氧化，常溫下就可以進行，在銅表面生成一層很薄的氧化膜。在退火罐內(nèi)，高溫下最易引起銅化學(xué)腐蝕的原因是罐內(nèi)含有一定濃度的氧，如罐內(nèi)未抽凈的空氣、保護氣中含有的氧氣、冷卻過 程中罐內(nèi)保護氣壓低于大氣壓時因密封不嚴(yán)而滲入的空氣等。退火罐內(nèi)的氧在450～500 ℃ 的條件下與銅發(fā)生如下反應(yīng)：
(1)
(2)
在式(1)、式(2)中，氧化物的平衡氧壓分別是10-12Pa和5×10 -16Pa。
為了驗證退火罐內(nèi)氧對銅線的腐蝕作用，我們在試驗室中利用真空爐模擬實際的退火工藝 (但不通保護氣)對紫銅試樣進行試驗，結(jié)果如表2所示。
表2 真空度對銅線表面狀態(tài)的影響
真空度/Pa 試樣表面狀態(tài)
0.75 表面光亮
200 表面發(fā)暗，無光澤
從試驗結(jié)果看，在真空度較低的情況下，退火罐內(nèi)存在著明顯的化學(xué)腐蝕作用。
但在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)嚴(yán)格控制退火罐內(nèi)氣氛的純度(氧濃度很低)后，退火銅線出罐后若干時間(一般是幾十分鐘至幾小時)，銅線表面仍然出現(xiàn)變色、發(fā)黑的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象主要是由殘留在銅線表面的拉絲潤滑油對銅線表面的腐蝕引起的。
為了驗證潤滑油對銅線的腐蝕作用，在真空爐內(nèi)模擬實際的退火工藝對表面涂覆拉絲 潤滑油的紫銅試樣進行了試驗，結(jié)果如表3所示，從試驗結(jié)果可見，潤滑油的存在會引起銅 線表面嚴(yán)重的腐蝕。
表3 軋制潤滑油對銅線表面狀態(tài)的影響
真空度/Pa 表面涂覆潤滑油 出爐后銅線表面狀態(tài) 出爐后72 h銅線表面狀態(tài)
0.75 多 發(fā)暗、變色(紫褐色) 嚴(yán)重變色、發(fā)黑
0.75 少 發(fā)暗，淺褐色 變色、發(fā)黑
0.75 無 表面光亮 表面未變色
殘留在銅線表面的拉絲潤滑油，在退火溫度下，其中的飽和烴類、酯類物質(zhì)裂解后產(chǎn)生 的活性碳原子、一氧化碳等裂解產(chǎn)物能還原CuO，破壞銅線表面的氧化膜層，引起銅線表面活化，使活性碳原子沉積在活化表面(如殘留的潤滑油較多，會在銅線表面沉積一層碳黑)， 此外，潤滑油中的S等雜質(zhì)也與銅發(fā)生反應(yīng)，生成CuS，見式(3)～式(5)。
CuO + CO →Cu + Co2 (3)
Cu + C → Cu [C] (4)
Cu + S → CuS (5)
產(chǎn)品出罐后，在大氣中，附著在銅線表面的碳或CuS能與銅組成腐蝕原電池，使銅表面進一步腐蝕變色，如式(6)、式(7)。同時，沉積在銅線表面的微小碳顆粒能吸附大氣中的SO2和水汽，在銅線表面形成有腐蝕性的酸性電解液，生成一層可見膜CuSO4.3Cu(OH) 2，這樣在銅線表面既發(fā)生原電池腐蝕反應(yīng),又發(fā)生酸性腐蝕反應(yīng)，使銅線表面變色。陽極 Cu2+ + 2e - (6)
陰極 O2 + 2H2O + 4e → 4OH - (7)2、 工藝改進
銅線退火過程中出現(xiàn)的變色、發(fā)黑現(xiàn)象，主要是由退火罐內(nèi)的氧化反應(yīng)和出罐后的電化學(xué)反應(yīng)引起的，工藝上可通過采取杜絕罐內(nèi)氧化反應(yīng)和防止罐外電化學(xué)反應(yīng)的辦法來避免或減少銅線的變色、發(fā)黑。具體的工藝措施如下：
�、� 及時更換破損拉模，防止因拉模破損劃傷銅線表面，從而在劃痕內(nèi)殘留較多的潤滑油， 引起產(chǎn)品變色、發(fā)黑。
�、� 定期對退火罐進行高壓水沖洗、烘干清理，保持罐內(nèi)清潔。同時廢除在罐內(nèi)放置木炭的 退火方法，減少碳塵顆粒附著在產(chǎn)品表面。
�、� 采用N2氣替代壓縮空氣試驗退火罐氣密性，并在退火罐升溫至200 ℃的過程中連續(xù)抽氣 ，一方面可使升溫過程中罐內(nèi)氧濃度降低，另一方面可使揮發(fā)的潤滑油蒸汽排出而不會沉積 在產(chǎn)品表面。
�、� 應(yīng)對保護氣體進行凈化，避免氧、水蒸汽等有害氣體進入退火罐。
�、� 在退火罐出爐空冷過程中，向罐內(nèi)充入保護性氣體，并維持罐內(nèi)壓力大于1個大氣壓， 這樣既可縮短冷卻時間，又可防止因退火罐密封不嚴(yán)而進入空氣。
�、� 對退火后銅線實行緩蝕處理。即用浸有銅的氣相緩蝕劑苯并三唑的包裝紙包覆出罐的銅線卷，減緩銅的電化學(xué)腐蝕。
根據(jù)上述工藝改進措施，將罐式退火的工藝流程改進為：
某廠采用這種改進的罐式退火工藝進行試驗生產(chǎn)，銅線退火后表面變色、發(fā)黑率由原來的9.5%降至1.6%以下，并且取消了砂紙打磨工序。
3、結(jié)論
銅線芯產(chǎn)品罐式退火后表面出現(xiàn)的變色、發(fā)黑現(xiàn)象主要是由退火罐內(nèi)的氧化腐蝕和出 罐后銅線表面的電化學(xué)腐蝕引起的。采用杜絕罐內(nèi)進氧，去除殘留軋制潤滑油和退火后對產(chǎn)銅線實行緩蝕處理的工藝改進措施可以有效地解決產(chǎn)品表面變色、發(fā)黑的問題。
donglin --- 2010-10-20 09:15:45
52
luyuxue1983 --- 2010-10-25 13:37:29
53
sbb --- 2010-10-27 08:53:43
54
sunsy --- 2010-10-28 22:55:47
55
jinfeng --- 2010-12-14 14:25:27
56
退火，一般1.5-240的都一樣吧。自己拔絲也一樣
luyuxue1983 --- 2011-02-23 16:00:01
57
初罐一段時間后又黑，主要是冷卻不夠。
329573718 --- 2011-02-25 09:16:58
58
ningxia --- 2011-03-16 22:34:52
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jeffkun --- 2011-08-18 13:01:54
60
我也說2句
看到這個帖子好親切，因為我是血熱處理的，干過7.8年專業(yè)熱處理。覺得樓上的各位說的很有道理。
另外有對熱處理感興趣的我們可以交流，要熱處理論壇邀請碼的也可以找我哦！
laoda261 --- 2011-10-08 16:09:11
61
我公司中我們車間的礦物絕緣電纜退火，就是里面是銅桿，中間氧化鎂粉，外面是銅桿，進行退火的時候，銅護套表面總是出現(xiàn)氧化，并且現(xiàn)在還出了花樣，容易出現(xiàn)花紋斑，退火為鐘罩退火，溫度為550度左右，3小時左右，求高手指點怎么能減少或消除氧化現(xiàn)象，以及花紋斑現(xiàn)象，并且最好解釋下花紋斑出現(xiàn)的原因，萬分感謝
sametron --- 2011-10-10 02:04:33
62
我們公司以前出現(xiàn)過這種變色發(fā)黑的現(xiàn)象，后來通過改善解決了！我們的工序和樓主不一樣！我們是先抽真空---充氮氣--升溫---保溫---150度時冷卻水加風(fēng)機冷卻，50度出爐，我司為韓國SAMATRON株式會社在中國獨資的企業(yè)，是專門制作和銷售電子、電器之主要原材料引線(LEADWIRE)和通訊CABLE的專業(yè)企業(yè),有機會希望能和各位同仁，共同交流。
ytw520 --- 2011-10-13 16:26:03
63
天空 --- 2011-11-06 16:32:27
64
1245186164 --- 2011-11-24 10:51:33
65
shhljq --- 2011-12-29 17:01:40
66
好資料 學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)
技工 --- 2012-01-16 21:57:30
67
上面說的都不錯，，只有一點沒有提到很關(guān)鍵，只要這一搞好了就沒有事了？
QRL1974 --- 2012-01-31 20:38:15
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城南 --- 2012-04-15 13:32:07
69
pnpxx --- 2012-06-11 08:46:08
70
1822920 --- 2012-08-05 11:34:26
71
jerrylee12 --- 2012-08-07 15:39:08
72
現(xiàn)在大部分都改連拉連退的了，不過還是值得學(xué)習(xí)。
xtihai520 --- 2012-08-17 13:58:07
73
dugujinguo --- 2012-08-27 16:41:23
74
dugujinguo --- 2012-08-28 09:41:32
75
5842353 --- 2012-08-30 08:43:07
76
dugujinguo --- 2012-09-06 10:36:50
77
</div>
xuxuxin --- 2012-09-09 09:26:16
78
主要原因就是防止漏氣
sjj3112412 --- 2012-12-24 15:24:25
79
wq4250 --- 2013-02-26 12:33:37
80
ksskst --- 2013-07-22 15:31:28
81
sjj3112412 --- 2013-08-22 09:06:57
82
gaomei --- 2013-09-27 10:00:36
83
dlscable --- 2014-01-01 20:08:11
84
dddc --- 2015-06-03 16:19:42
85
zdwwsz --- 2016-01-28 12:58:03
86
yvhkdv --- 2019-07-19 10:55:25
87
連拉連退的跟這種有什么區(qū)別？
yvhkdv --- 2019-08-05 10:09:42
88
2593352346 --- 2019-11-11 18:27:16
89
您的帖子真的很好，很專業(yè)，學(xué)習(xí)了。我們公司有很多種類拖鏈電纜和特種電纜，歡迎您咨詢！
YX0254131 --- 2022-11-03 08:33:12
90
ion1991 --- 2023-01-13 10:32:53
91
gwmtians --- 2023-02-15 11:04:06
92
hldlldj:樓主，請問一下，我公司的0.1-0.64的銅用罐式退火，出罐是很正常的，有時其中有的銅在空氣中放置一段時間后（如10天）表面很正常，但內(nèi)層卻出現(xiàn)變黑變紫的情況，是什么原因？
清洗吹干不徹底，里面有潮氣沒有排出引起氧化
xxn --- 2024-01-09 09:54:17
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我也說一點自己看到的經(jīng)驗，退火罐內(nèi)如果是盤裝銅線，可以在其表面用整張的銅皮（寬度按盤具內(nèi)寬，長度取盤具外圈周長加十公分）將暴露的空氣中的銅線完全覆蓋，包裹扎緊后再進行退火，氧化現(xiàn)象基本沒有。
yuecanlin --- 2024-10-12 10:48:52
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