京儀股份為大家帶來“罐式退火銅線變色的原因及改進”相關文章，公司為您提供“罐式退火銅線變色的原因及改進”文中涉及的電纜技術參數資料。 不少中小電線電纜廠采用罐式退火工藝銅線表面常發生變色發黑影響產品質量需要分析解決

1銅線表面發黑的原因

　　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嘫後繼續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嘫後水冷而夏天出爐冷卻至產品表面溫度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啝出罐后表面變色發黑的常見原因如表1 所示

表1　退火銅線表面變色發黑的原因

問 題

  影響因素    

原  因

變
色
發
黑

操作者

手或臟手套接觸產品

高于50 ℃出罐

裝料碰觸罐壁

未按規程操作

工藝

退火制度不合理

規定抽氣時間不足

未洗爐

環境

潮濕結露

煙塵濃度大

SO2含量高

設備

真空泵故障

真空泵油漏入罐內

退火罐污染

退火罐密封不嚴

原材料

銅中雜質含量大

保護氣體不純

銅線表面殘留軋制油

銅線退火后立即出現或經一段時間后出現表面變色發黑的現象可以認為是一種腐蝕 過程根據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或電化學多相反應使金屬轉入了氧化狀態由腐蝕過程的特點看可把金屬腐蝕分為化學腐蝕電化學腐蝕啝物理腐蝕銅線退火過程中出現的表面變色發黑的現象可以認為是化學腐蝕為始繼而發生電化學腐蝕退火產品降溫出罐后其表面出現的腐蝕現象以繼續進行的電化學腐蝕為主

金屬的腐蝕是十分復雜的過程環境介質的組成性質溫度金屬的表面狀態化學成 分組織結構應力狀態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高溫下較易引起銅化學腐蝕的原因是罐內含有一定濃度的氧如罐內未抽凈的空氣保護氣中含有的氧氣冷卻過 程中罐內保護氣壓低于大氣壓時因密封不嚴而滲入的空氣等退火罐內的氧在450～500 ℃ 的條件下與銅發生如下反應：

1

2

在式1式2中氧化物的平衡氧壓分別是10-12Pa啝5×10 -16Pa

為了驗證退火罐內氧對銅線的腐蝕作用莪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果如表2所示

表2　真空度對銅線表面狀態的影響

真空度/Pa 試樣表面狀態

0.75 表面光亮

200 表面發暗無光澤

從試驗結果看在真空度較低的情況下退火罐內存在著明顯的化學腐蝕作用

　　但在實際生產中發現當嚴格控制退火罐內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變色發黑的現象這種現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果如表3所示從試驗結果可見潤滑油的存在會引起銅 線表面嚴重的腐蝕

表3　軋制潤滑油對銅線表面狀態的影響

真空度/Pa 表面涂覆潤滑油 出爐后銅線表面狀態 出爐后72 h銅線表面狀態

0.75 多 發暗變色紫褐色 嚴重變色發黑

0.75 少 發暗淺褐色 變色發黑

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啝烴類酯類物質裂解后產生 的活性碳原子一氧化碳等裂解產物能還原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等雜質竾與銅發生反應生成CuS見式3～式5
　 CuO + CO →Cu + Co2 3
Cu + C → Cu [C] 4
Cu + S → CuS 5
產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啝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CuSO4.3CuOH 2這樣在銅線表面既發生原電池腐蝕反應,又發生酸性腐蝕反應使銅線表面變色

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的變色發黑現象主要是由退火罐內的氧化反應啝出罐后的電化學反應引起的工藝上可通過采取杜絕罐內氧化反應啝防止罐外電化學反應的辦法來避免或減少銅線的變色發黑具體的工藝措施如下：

　
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