阅读说明：本技术 一种低硬度铜排的制备方法 (Preparation method of low-hardness copper bar ) 是由 周涛 于 2021-04-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种低硬度铜排的制备方法,包括以下步骤：1)按照百分比铜75-85％和石墨5-8％的配比称取原料,进行冶炼,制得铜箔；2)选取铜箔40-55份,将铜箔放入氢氧化钠溶液55-75份内电解加工,3-5min后取出；3)取出后清水清洗表面,再放入烘干机内烘干；4)将烘干后的铜箔放入挤压机内,在温度350-650℃下,连续挤压3次,获得铜排；5)将铜排放置电镀液内进行电镀,温度为60-90℃,电镀液包括硫酸镍20-40份、聚苯胺20-40份、硫酸铵30--45份、柠檬酸钠10-20份、焦磷酸钠35-45份、甲酸10-15份和次亚磷酸钠10-20份,在预设时间后取出；6)将步骤4中的铜排进行冷却处理,冷却至常温后,进行收卷保存。本发明通过多次挤压,减少内部铸造气孔、缩松缺陷,提高抗拉强度。(The invention discloses a preparation method of a low-hardness copper bar, which comprises the following steps: 1) weighing raw materials according to the proportion of 75-85% of copper and 5-8% of graphite, and smelting to obtain copper foil; 2) selecting 40-55 parts of copper foil, putting the copper foil into 55-75 parts of sodium hydroxide solution for electrolytic machining, and taking out after 3-5 min; 3) taking out, cleaning the surface with clear water, and drying in a dryer; 4) putting the dried copper foil into an extruder, and continuously extruding for 3 times at the temperature of 350-650 ℃ to obtain a copper bar; 5) placing the copper bar into electroplating solution for electroplating at the temperature of 60-90 ℃, wherein the electroplating solution comprises 20-40 parts of nickel sulfate, 20-40 parts of polyaniline, 30-45 parts of ammonium sulfate, 10-20 parts of sodium citrate, 35-45 parts of sodium pyrophosphate, 10-15 parts of formic acid and 10-20 parts of sodium hypophosphite, and taking out after preset time; 6) and (4) cooling the copper bar in the step (4), and rolling and storing after cooling to normal temperature. The invention reduces the defects of internal casting air holes and shrinkage porosity through multiple times of extrusion, and improves the tensile strength.)

一种低硬度铜排的制备方法

技术领域

本发明涉及铜排制备技术领域，尤其涉及一种低硬度铜排的制备方法。

背景技术

软铜排为多层铜箔叠层加工成型，铜排是一种大电流导电产品，适用于高低压电器、开关触头、配电设备、母线槽等电器工程，也广泛用于金属冶炼、电化电镀、化工烧碱等超大电流电解冶炼工程。

但现有的软铜排硬度虽然低于硬铜排，但抗拉强度也低，韧性不足易断。

发明内容

本发明为了解决现有技术的上述不足，提出了一种低硬度铜排的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种低硬度铜排的制备方法，包括以下步骤：

1)按照百分比铜75-85％和石墨5-8％的配比称取原料，进行冶炼，制得铜箔；

2)选取铜箔40-55份，将铜箔放入氢氧化钠溶液55-75份内电解加工，3-5min后取出，利用电解工艺，去除铜箔上的氧化层；

3)取出后清水清洗表面，再放入烘干机内烘干；

4)将烘干后的铜箔放入挤压机内，在温度350-650℃下，连续挤压3次，获得铜排；

5)将铜排放置电镀液内进行电镀，温度为60-90℃，电镀液包括硫酸镍20-40份、聚苯胺20-40份、硫酸铵30--45份、柠檬酸钠10-20份、焦磷酸钠35-45份、甲酸10-15份和次亚磷酸钠10-20份，在预设时间后取出，硫酸铵为惰性物质，不易与活性物质反应，且硫酸铵可溶性极好，可形成高盐环境，镍，离子在碱性条件下，Ni极易与碱形成溶度积较小的碱性沉淀，焦磷酸钠可作为络合剂，加速剂与络合剂一起形成有利于电子导通的混合配体配合物，可减少镀层晶粒大小，提高镀层的腐蚀性，次亚磷酸钠具有催化剂和稳定剂的特性，聚苯胺具有强导电性，增强铜排的导电性；

6)将步骤4中的铜排进行冷却处理，冷却至常温后，进行收卷保存。

优选的，所述步骤5中，以冷却速度为5℃/s，将温度冷却至250-400℃，冷却至250-400℃后，再以冷却速度为10℃/s，将温度冷却至100-250℃，温度冷却至100-250℃后，再以冷却速度为8℃/s冷却至常温，将冷却加工分为三个阶段，各阶段的冷却速度不一，通过该方法可增加铜排的机械性能。

优选的，所述步骤4中，在脉冲化学的条件下进行电镀，脉冲频率为2000-5000kHz，可提高镀速，镀层性能和质量均可提高。

优选的，在所述步骤3中，在温度350-400℃下，对铜箔进行第一次挤压，挤压完毕后，以加热速度为3℃/s，将温度加热至410-500℃后，对铜箔进行第二次挤压，挤压完毕后，以加热速度为4℃/s，将温度加热至510-650℃后，对铜箔进行第三次挤压，挤压完毕后，保持温度30-45min，取出，获得铜排。

优选的，所述电镀时间为10-35s。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1.利用电解工艺，去除铜箔上的氧化层。

2.通过多次挤压，减少内部铸造气孔、缩松缺陷，提高抗拉强度。

3.将冷却加工分为三个阶段，各阶段的冷却速度不一，通过该方法可增加铜排的机械性能。

4.石墨和聚苯胺具有导电性，在制作铜箔时，添加石墨，加强铜排导电性，利用电镀方式，增加铜排的导电性和强度。

具体实施方式

下面结合实施例对发明进行详细的说明。

实施例1

本发明提出的一种低硬度铜排的制备方法，包括以下步骤：

1)按照百分比铜75-85％和石墨5-8％的配比称取原料，进行冶炼，制得铜箔；

2)选取铜箔40份，将铜箔放入氢氧化钠溶液55份内电解加工，3min后取出；

3)取出后清水清洗表面，再放入烘干机内烘干；

4)将烘干后的铜箔放入挤压机内，在温度350℃下，对铜箔进行第一次挤压，挤压完毕后，以加热速度为3℃/s，将温度加热至410℃后，对铜箔进行第二次挤压，挤压完毕后，以加热速度为4℃/s，将温度加热至510℃后，对铜箔进行第三次挤压，挤压完毕后，保持温度30-45min，取出，获得铜排；

5)将铜排放置电镀液内进行电镀，温度为60℃，电镀液包括硫酸镍20份、聚苯胺20份、硫酸铵30份、柠檬酸钠10份、焦磷酸钠35份、甲酸10份和次亚磷酸钠10份，10s后取出；

6)将步骤4中的铜排进行冷却处理，冷却至常温后，进行收卷保存。

实施例2

一种低硬度铜排的制备方法，包括以下步骤：

1)按照百分比铜75-85％和石墨5-8％的配比称取原料，进行冶炼，制得铜箔；

2)选取铜箔50份，将铜箔放入氢氧化钠溶液60份内电解加工，4min后取出；

3)取出后清水清洗表面，再放入烘干机内烘干；

4)将烘干后的铜箔放入挤压机内，在温度380℃下，对铜箔进行第一次挤压，挤压完毕后，以加热速度为3℃/s，将温度加热至450℃后，对铜箔进行第二次挤压，挤压完毕后，以加热速度为4℃/s，将温度加热至600℃后，对铜箔进行第三次挤压，挤压完毕后，保持温度40min，取出，获得铜排；

5)将铜排放置电镀液内进行电镀，温度为80℃，电镀液包括硫酸镍30份、聚苯胺25份、硫酸铵40份、柠檬酸钠15份、焦磷酸钠40份、甲酸11份和次亚磷酸钠15份，20s后取出；

6)将步骤4中的铜排进行冷却处理，冷却至常温后，进行收卷保存。

实施例3

一种低硬度铜排的制备方法，包括以下步骤：

1)按照百分比铜75-85％和石墨5-8％的配比称取原料，进行冶炼，制得铜箔；

2)选取铜箔55份，将铜箔放入氢氧化钠溶液75份内电解加工，5min后取出；

3)取出后清水清洗表面，再放入烘干机内烘干；

4)将烘干后的铜箔放入挤压机内，在温度400℃下，对铜箔进行第一次挤压，挤压完毕后，以加热速度为3℃/s，将温度加热至500℃后，对铜箔进行第二次挤压，挤压完毕后，以加热速度为4℃/s，将温度加热至650℃后，对铜箔进行第三次挤压，挤压完毕后，保持温度45min，取出，获得铜排；

5)将铜排放置电镀液内进行电镀，温度为90℃，电镀液包括硫酸镍40份、聚苯胺40份、硫酸铵45份、柠檬酸钠20份、焦磷酸钠45份、甲酸15份和次亚磷酸钠20份，35s后取出；

6)将步骤4中的铜排进行冷却处理，冷却至常温后，进行收卷保存。

对比例1

一种软铜排的制备方法，选取铜箔44份，用清水清洗表面烘干，烘干后将铜箔放入挤压机内，在300℃内进行挤压，挤压后再进行拉拔、退火工艺获得铜排。

分别用实施例1、实施例2、实施例3和对比例1方法获得的铜排进行对比，具体数据见表1；

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1
					抗拉强度/Ma	255	277	281	235
电阻率/Ωmm<sup>2</sup>/m	0.01664	0.01527	0.01398	0.01868

从表1可知，实施例3为最优方案，通过多次挤压，严格控制挤压时的温度变化，减少内部铸造缺陷如气孔、缩松缺陷，提高抗拉强度，石墨和聚苯胺具有导电性，在制作铜箔时，添加石墨，加强铜排导电性，利用电镀方式，增加铜排的导电性和强度。

实施例4

本实施例与实施例3基本一致，不同之处在于：

以冷却速度为5℃/s，将温度冷却至300℃，冷却至300℃后，再以冷却速度为10℃/s，将温度冷却至200℃，温度冷却至200℃后，再以冷却速度为8℃/s冷却至常温(常温为20℃)，将冷却加工分为三个阶段，各阶段的冷却速度不一，通过该方法可增加铜排的机械性能。

在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。

上述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利和保护范围应以所附权利要求书为准。