铜材表面钝化剂及钝化处理工艺研究[1]

,
一 本 等 问 题 近 年 来 国 内外 铜 材 加 工 中较 注 意 有 机 钝 化 剂 的 研 究 与 应 用 〔
,
'
二
有 机钝化剂 虽 然 种类 较 多 但 几 乎都是 苯 并三 氮哇
,
的 衍 生 物 由于
从抑 制 变色 效 果 原 料 来 源 与 处 理 成 本 等 考 虑 实 际 生 产 中 以
,
试验结 果与讨论
无 机钝化 剂及其钝化 效 果
在收集到 的无机钝化剂 配 方 中 选 择 了
,
,
种进 行试验 其具体配 方及 工 艺条件列于 表
,
,
由此 可 见 作 为 无 机 钝 化 剂 的 组 分 中硫 酸 主 要 起 到 酸 洗 脱 脂 活 化 与 洁 净 表 面 的 作 用 氯 化 钠
主要提供微量活性
第
卷第
用
,
期
姚 若 浩 等 铜 材 表 面 纯化 剂及钝化 处 理 工 艺 研 究
个 气泡 产生 的时 间如 图 所 示 由此 可 见 经
,
浓 度 硝 酸 滴 在 试 片表 面 观 测 得 第
,
一
,
一
一
,
一
与 一
,
处理试 片均 有较好 的 耐 硝酸 腐蚀 能力
一
综上
,
种方法评价结果
,
与 一
钝 化 剂 具 有较 好 的 钝 化膜 综 合性 能 而 且 试 验 还 表
一
禾钝化
, 一
, 一 月
一
一
一
一
一
一
铜试片则有 一
一
处理片
钝化 剂编 号
比 较 用 氨水 滴 定 上 述 不 同钝 化 处 理 片
图
用 硝 酸 滴定 各试 片表 面 产 生 第
个气
的 腐蚀 痕迹 照 片略 表 明 不 论是 紫 铜 试
泡 时间
片还是 黄铜试 片 腐蚀 痕迹 很 浅 的有
,
,
一
,
一
及 一
组 处 理 片都 有 较 好 的抗
气 体 腐蚀 的
1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
http://www.cnki.net
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一
,
铬 酸 盐 与 铬 醉 主 要 与 铜 反 应 在 表 面 形 成 钝 化 膜 而 且 实 践 表 明 由前
, ,
,
者钝 化 的表 面 不 易锡钎 焊 而 后 者却对锡 钎 焊性 能 没有 明显 影 响
表
编
号 重铬酸钠
卜 无 机钝 化 剂 配 方 与工 艺 条件 〔 酸 氧化钠
重铬酸钾
」
硫
铬
醉
工 艺条件
对 于钝化 处理 效果 的 影 响
,
关键 词
铜 材 钝化 处理 钝化 剂
,
,
前
'
曰 在文献 中 论 述 到 铜 材 虽 以 其 美 丽 色 泽 与 优 良性 能 而 被 广 泛 地 用 于 国 民 经 济 建 设 与 人
, , ,
们 日 常 生 活 的 各 个 领 域 然 而 由 于 不 可 避 免 的 高 湿 环 境 与 温 度 大 气 中 微 量 不 纯 气 体 与 沉 降物
处 理 片 而 未 经 处 理 片 特 别 是 紫 铜 片 均 出现 严 重 的腐 蚀 斑 迹
—
黄铜
—
紫铜
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南 方 冶 金 学 院 学报
,
,
年
月
的 钝 化 效 果 评 价 采 用 了三 种 湿 度条 件 下 的 变 色 观 测 法 滴 硝 酸 与 滴 氨 检 测 法 以 及 含 氯 离 子 溶
液 与硫 化 氢 气 体 加 速 腐蚀 试 验 法 此 外 作 为 使 用 性 能 评 价还 进 行 了浸 锡 试 验
一 一
一 一
室温
室温
一
'
室温 室温
室温
一 一 一
'
,
一
一
室温
'
一
,
一 一
'
,
注 组 分单位 为
,
,
为 一 范 围值 时 试 验 取 中间 值
要 求 与 光亮 酸 洗 工 艺 配合 进行
把上述
,
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
种钝化剂处理后 并分别 置
,
,
于 干燥器 内 悬挂于 大气 中与恒 温恒 湿 箱
内
个月后 的紫 黄铜试 片 放置一 起 比较
,
洗
表面 钝 化剂 与处 理 工 艺
,
—
超 低 铬 化 二 步 法 闭 此 外 根 据 镀 铜 器 件 与 铜 质 工 艺 品 防 变 色 的 不 同要 求 也 提 出 了 一 些
,
'
〕
,
然 而 对 于 铜 及 铜 合 金 加 工 材 料 的 表 面 钝 化 问 题 在 国 内却 一 直 没
, , ,
,
单 一 型 混 合型钝化 剂 与 二 步 法 钝化 处理 效 果 比较 由前 可 知 单 一 型 的 无 机 或 有 机 钝 化 剂 各 具 其 长 处 是 否 可 扬 长 避 短 充 分 利 用 两 类 钝 化 剂
, ,
的 特 点 为 此 有 些 文 献 研 究 了混 合 型 钝 化 剂 以 及 二 步 法 钝 化 处 理 膜 的 抑 制 变 色 腐 蚀 效 果 与 多
,
,
其表 面 变色 情 况 摄 制成 彩色 照 片 略
,
结
的 回 蓄 ) (
果 表 明 在干燥 器 内的试 片可 基 本保持 刚
目
,
口
处 理后 的 色 泽 对于 紫铜试 片仍基 本保 持 钝 化后 色 泽 而 且 几 乎 没 有 出现 点状 变 色
,
'一
曰'
曰'
的有 一
,
一
及
,
一
处理片 而对于黄 及
温 条件下
浓度气体对试 片加
后 变色情况 照 片略 表 明 未 处 图
卜 了
一」 一二一二一二一 一
一 一
未钝 化
一
一
速腐蚀
不 同钝 化 处 理 紫铜 片 滴 稀 硝 酸 时 产 生 第
理试 片产生 大 面 积 约
一
变色
,
,
个气泡 的时 间
一
,
与
一
一
处 理 片均 未变 色
一
,
与
仅在边 部 出现 轻微 变色 因 此 应 该 说 这
,
,
应用最广 为 与 中添
此 作为有机钝化剂主要 研究
,
作 用效 果 作为 对照 还 拟 订 了 日本 产
, ,
加少 量
二个方案 表
其 中的
是 考 虑其具 有一 定 碱性 并 有 乳 化 清洗 作用
,
表
配 方编 号
皿 一 皿 一
有 机钝化 荆 配方及 工艺 条件
工艺 条件
上海
日本
一
一 一 一 一
,
一
第
卷第 年
月
期
南 方 冶 金 学 院 学报
,
,
附
铜材表面钝化 剂及钝化处理工 艺研究
姚若浩 杨 洁
窦
鹏
姚湘林
广 州铜材 厂
材料 工 程 系
摘
,
要
,
较 全 面 地 研 究 了 铜 材 表 面 钝 化 处 理 用 的 多种 无 机 类 有 机 类 混 合 型 钝 化 剂 及 其
,
钝化 处 理 工 艺 与 钝化 效 果 同 时 比 较 了单 一 钝 化 混 合钝 化 与 二 步 法 钝化 处 理 工 艺
,
有得 到 足 够 重 视 研 究 甚 少 至 今 除少 数 引进 铜带 生 产 线上 得 到应 用 外 其他应 用 甚 少 致 使
,
我 国 铜 材 制 品 在 国 际 市 场 上 缺 乏 竞 争 力 甚 至 国 内一 些 铜 材 用 户 也 情 愿 使 用 高 价进 口 产 品 其
, ,
中重 要 原 因 之 一 便 为 表 面 质 量 低 下
一
及
一
试 片表 面 为均匀桔 红 色 外 其余各 配 方 钝 化膜均 为无 色 透 明膜 与 未
,
处理 片表 面 外 观 无 明显 区 别
滴 氨 后 表 面 腐 蚀 痕 迹 观 察 比 较 不 同钝 化 处 理 紫 铜 试 片表 面 滴 氨 后 变 色 状 况 照 片 略
则表 明 所有经处理 片腐蚀痕迹 都 比 未处理 的 浅 尤 以
以 及 生 产过 程 中有 关工 艺 条件 影 响 导 致 其在 生 产 贮运 与 使用 过 程 中必 然 产生 的变 色 与腐
,
,
蚀 从 而 严 重 地 影 响其 商 品 价 值 与使 用 性 能 因此 如何 结 合铜 材 生 产 工 艺 与产 品 的使 用 要 求
, ,
,
研 究 出 工 艺方 便 成本 较 低 效 果 较好 的铜材 表面 钝 化 剂配 方 与钝 化处 理 工 艺 不 仅是 铜材
,
一
处理 片 最件 几平 看 不 见痕协
,
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南 方 冶 金 学 院 学报
年
月
表
配 方编 号
单一型 混 合型 与二步 法钝化 配方与工艺
试验材料与效果评价方 法
采用 硬 态紫铜
与黄铜
,
带制作成
巧
小 试 片 其 表 面 经 统 一 打磨 与脱 脂
,
,
清洗 试 剂 采 用 化 学 或 工 业 钝 并 用 蒸 馏 水 配 制 以 消 除 水 质 影 响 经 处 理 清 洗 与 吹 干 后 的 试 片
收 稿 日期
一 一
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,
'. 层 转化膜 的结构与特 性 陈 二
为 了进 行 更 系 统 的研 究 比较 根 据前 面 初 步结 果 再 拟 订 了 表
, , , ,
中 的 单 一 型 混 合 型 与二
,
步 法 钝 化 的 配 方 与工 艺 条 件 并 只 对 紫铜 试 片进 行 处 理 在 统 一 条 件 下 检 测
钝 化处理后 试 片外观 未作长 时 间放置表 面 变 色观 察 其钝 化 后 的色 泽 情 况 比较 照 片 略 表明 除
经上述
,
种 配 方 钝 化 处 理 膜 较 薄 呈 无 色透 明状 可 较好 地 保 留试 片 原 有 色 泽 比较处 理
, ,
后 的 紫 黄 铜 试 片 在 干 燥 器 内与 悬 挂 空 气 中
个 月 后 的表 面 变色状 况 照 片 略 表 明 除
,
皿一
处 理 黄铜 片颜 色较 深 外
,
种 方 案处 理 的 其 他 试 片 看 不 出 明显 差 别 但 相 比 之 下 经 处 理 的 紫
,
明 使用 这 两 种 钝化液 时 试件表 面 状 态 原 始 脱脂 与 打磨 再 脱脂 对 其处 理效果 影 响不 大
有机钝化 荆 与钝化 效果 如前 无 机 钝 化 膜 由于 膜 较 厚 其保 护 能 力 特 别 是 对 液 体 酸 性 介 质 较 好 故 在 铜 材 特别
,
,
,
是 黄 铜 材 生 产 中 已 经 得 到 一 定 的 应 用 然 而 由于 保 持 铜 材 本 体 色 泽 较 差 加 上 环 境 污 染 与 成
,
"
,
"
,
生 产企业 而且 也是 铜 材 用 户 厂 家 十 分关 心 并且 有 十分 明显 经 济效益 与社会效益 的 研 究课
,
,
题
我 国 对于 铜 及 铜合金 器 件 的表 面钝 化处理 研 究 开 始较早 在 五 六 十 年代 军 工 企 业 对 于 诸
,
如 弹 药 筒 等 的 防 变 色 腐 蚀 问 题 就 极 为 重 视 并 由开 始 的 高 铬 钝 化 发 展 为 现 在 较 通 用 的 光 亮 酸
,
铜 试 片其 色 泽 较 均 匀 美 丽 而 且 在 大 气 中表 现 出较 好 的 抑 制 变 色 作 用
对于
种处理试 片表面滴硝酸测 定 产生 第
, ,
个气泡 时 间结果 表 明 时 间很短 平 均 只 为
,
秒 因此 相 对于 铬酸盐膜
抑 制腐蚀变 色 的 能力较弱
,
钝化膜对于 诸如
这样 氧化性较强 的液体介质 其
时 间甚 短
,
,
个气泡产生时间
,
,
九 泛 " 泛
由于 有机 钝化膜抗 硝 酸 腐 蚀 能 力 差 测 得
数 据难 于 精 确
,
,
故 本处 改 用 由此 可
超过
,
稀硝酸进行 其结果 如图
,
见
一
,
的 蓄 回 )
一
,
出现第
一
,
个气泡时间最
一
甘
.
长 均超过
,
一
效果 最 差 其余 的相 差 不 大
,
甲
呀
气体加速腐蚀试验 比较在室
本 研 究 目 的试 图 依 据 前 述 原 则 对 从 国 内外 文 献 中收集 到 的 较 有 实 用 性 的 配 方 单 一 无
,
,
机 有机 类 与其 混 合 型 以 及 不 同钝 化 工 艺 单 一 钝 化 混 合 钝 化 与 二 步 钝 化 法 的 钝 化 效 果 进
,
,
行较全 面 系 统 的研 究
分
含量 环
,
组
工艺条件
备
注
一
室温
,
一
无机
,
,
一
一 一
一
'
日
"
·
有机
一
,
光亮
"
旧
一
'
一
有机 新增
有机
,
上海 上海
一
一
℃
有机
,
瓜 一
混合型
一
,
一
℃ 一 一
一
室温
,
无机
,
一
一 一
室温
,
无机
,
一
,
第一 步
上海
上海
一
℃
有机
,
一
,
第二 步
有机 新增
,
,
"
·
光亮
"
日 为 日本菱 江 化 学 株 式 会杜 产
滴硝酸测 定第