在电线电缆生产中, 最常用的镀覆导线是镀锡铜线, 它主要用于橡皮绝缘的矿用电缆、机车车辆用电缆和船用电缆等的导电线芯, 以及电线电缆的外屏蔽编织层。铜线镀锡后可以有效防止铜线的氧化及铜线与橡皮接触引起的橡皮发粘、铜线变黑等问题, 同时提高电缆使用寿命和线芯的焊接性。
目前, 我国线缆行业镀锡铜线的生产, 主要有化学镀锡(电镀锡) 和物理镀锡( 热镀锡)两种方式。电镀锡是较先进的生产方式, 它的主要优点是镀层厚度均匀, 并可任意控制, 但其工艺较热镀锡复杂, 操作要求严格, 设备价格较高。热镀锡工艺简单, 且设备价格低, 因而被许多厂家采用。由于各厂热镀锡的工艺不尽相同, 生产的镀锡铜线的质量也各不相同。笔者根据多年的生产经验, 认为以下几种因素是影响镀锡铜线质量的关键, 仅供参考。
2　铜、锡的质量
镀锡铜线的原材料是铜和锡。由于我厂生产的镀锡铜线的直径为0. 2 mm 以下, 因而对铜线的要求比较高。这样可以有效提高铜线在镀制过程中的单线长度, 减少镀锡铜线的断线率。有人认为, 铜线在镀锡之前要经过酸洗, 因而对铜线的质量要求不严。须知表面氧化严重或沾污的铜线在酸洗过程中无法在短时间内达到清洁目的, 这样生产出的镀锡铜线锡层和铜体结合不牢, 易脱落, 且针孔较多。正因为铜线质量直接影响到镀锡铜线的质量, 因此, 必须纠正对镀锡铜线用铜线质量要求不高的偏见。笔者认为镀锡铜线用铜线的质量应达到制造漆包线所用铜线的技术要求。
锡的质量也直接影响到镀锡铜线的质量。如果使用纯度低的锡锭或市场中的杂锡, 在生产过程中锡炉的温度不易控制, 容易导致成品线的锡层合金化, 影响锡层的连续性和附着性。而且由于杂质过多, 很容易堵塞模孔, 造成频繁断线, 影响成品单线长度。因此, 为了保证镀锡铜线的质量, 所用的锡锭应不低于GB /T 728- 1984 中二号锡的技术要求。
3　生产中应注意的几个问题
热镀锡细铜线的生产流程为: 放线→退火→酸洗→镀锡→冷却→牵引→收排线等七个流程, 以下按这流程分别陈述工艺要点以及注意事项。
(1)放线。放线是生产中的关键。镀制用的铜线表面应尽量光滑圆整, 符合国家标准的要求。刚拉出的细铜线由于表面有润滑液, 铜线表面极易氧化,应尽快镀锡。笔者建议收线的使用φ160 线盘(可装铜线7 kg ), 并要求铜线排线均匀, 松紧要适中, 盘沿要光滑。放线宜采用越端式(不加放线器) ,这是因为线径比较细, 放线速度快, 生产过程中极易断线。经过反复试验, 我们采用在盘上加放线毛毡来挡线, 很好地避免了线碰盘沿。同时又增加了放线盘与放线导轮之间的高度, 提高了放线的可靠性, 减少了断线机率。
(2) 退火。铜线的退火温度是影响成品线伸长率的关键因素。由于还要进锡炉二次加热, 因而退火温度不要太高(略低于正常退火温度) 。对于直径为0. 2 mm以下的细线来说, 宜控制在300～330 °C, 使其伸长率稍低于国家标准。
(3 )酸洗。铜线进入锡炉前, 一定要用适当的酸洗液进行清洗, 以保证锡层和铜线有良好的附着性。酸洗液采用氯化锌、氯化铵、盐酸和水的混合液,其比例为1∶5∶10∶100。为保证清洗干净, 应采用毛毡压线方式, 毛毡宽度为20 cm, 定期用酸洗液浇注毛毡。
(4 )锡炉。锡炉的温度对产品的质量起着关键作用。炉温偏低, 镀锡铜线表面毛糙、易断线; 炉温偏高, 则镀锡铜线易发黄。经过反复试验, 锡炉的温度以320 °C为宜(因选用的铜线退火温度相对低一些,这里有意把锡炉温度适当提高) 。生产出的成品线表面镀层光滑、连续, 伸长率也达到国家标准。
锡炉中的锡在加热时, 表面氧化很快, 会造成浪费。为防止这一点, 可在熔化的锡液表面覆盖一层云母、木炭粉等, 以隔绝空气与锡液表面的接触。
锡与铜线结合的好坏, 除了铜线表面需酸洗外,锡液本身的纯度也是重要因素。因此锡液的成分应每半月检测一次, 其中铜含量不得超过1%, 如超过1%应进行再生处理或换锡。再生的具体方法是放入装有硫磺粉的有孔金属筒, 使金属筒沉入槽底, 直至二氧化硫充分逸出为止。这样锡液中所含的铜将成为硫化铜浮起, 即可除去。操作时应注意生成物是有毒的。
(5 ) 刮锡模。目前市场上的刮锡模主要有钻石模和橡皮模。采用钻石刮锡模, 镀锡铜线表面质量好, 但价格高。对于生产细镀锡铜线来说, 由于速度比较快, 采用橡皮模操作和控制比较困难, 容易造成断线, 而且每次重新生产都会用一段铜线作为牵引线而产生十几米的未镀锡铜线造成不必要的浪费。使用钻石模操作简单且镀锡铜线表面质量好, 因此生产细线用钻石模比较好。生产中要注意对模架角度的调整, 以保证锡炉中的压线支点、刮锡模中心点及导轮上的支撑点在一条直线上。
刮锡模的孔径也是影响镀锡铜线质量的一个关键因素。孔径偏小, 则断线频繁。孔径偏大, 锡层则偏厚, 影响涂层的质量, 且耗锡量增加, 成本提高。经过生产试验及对产品性能的测试, 刮锡模的孔径应比铜线外径大0. 05 mm 为好。
(6 ) 冷却方式。对于线径小于0. 2 mm的镀锡铜线, 宜采用空冷, 生产中要控制好牵引和镀锡铜线出炉之间的距离即可。对于线径为0. 2～0. 6 mm的镀锡铜线, 采用水冷方式比较好, 它可以有效避免镀锡铜线因冷却不够在收线后产生线间粘锡现象, 保证镀锡铜线的表面质量。
(7 ) 收线、牵引速度。收线、牵引速度应依据线径大小而定, 同时也考虑退火( ≥10 s)及铜线在锡炉中的时间(≥0. 03 s)。对于直径为0. 2mm以下的细线, 牵引速度应控制在130 m/min 为宜。牵引速度过快, 会导致退火不充分而影响伸长率, 同时也增加了断线机率; 速度太慢则铜线在退火炉中时间太长, 线会发硬。
4　结束语
通过对各生产环节的质量控制, 生产出的产品完全符合GB 4910—1985 标准要求, 且产品质量及单线长度都是有保证的。在实际生产过程中, 影响镀锡铜线质量的因素有很多。。。