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清洗的方法和未来发展文章来自中国环保网现代高精铜及铜合金必须具备光亮、平整、无污染、耐大气腐蚀的优良表面质量,以满足后续电镀、焊接、冲压等二次加工对铜原材表面日益严格的技术要求。铜及铜合金板带材表面质量控制涉及整个生产工艺流程中的各个生产环节,其中原材料中间及成品清洗是提高表面质量最重要的生产工序。一、铜及铜合金表面清洗技术1.1脱脂表面脱脂是改善表面质量、提高抗蚀能力的重要工序,在铜材加工生产中常用加工材成品表面清洗,既可单独与烘干装置组成脱脂清洗线,又可与酸洗、研磨、钝化、烘干组合成脱脂-酸洗表面处理线,提高酸洗、研磨等表面处理效果。脱脂的目的是去除铜带表面残留的轧制工艺润滑液及各种油污,在铜及铜合金表面清洗中,脱脂工序是不可缺少的关键工艺环节,特别是纯铜、高铜类合金,带卷间如果残留润滑液,如果脱脂效果不好,即使采用带低温抽吸的真空高氢光亮退火也很难彻底消除润滑剂分解对带材表面的污染及退火膜,在金属表面形成云状的污迹不仅降低表面质量,也会加剧表面腐蚀影响二次加工性能;另外酸洗无法清除带材表面附着的残油及各种污物,没有脱脂清洗会严重影响带材的酸洗质量,因此脱脂效果的好坏决定了铜带退火、酸洗质量的高低。1.2酸洗铜及铜合金酸洗主要目的在于去除加工过程中(特别是中间退火)产生的氧化层,通常与研磨配合使用,提高带材表面质量。现代铜及铜合金板带材采用连续通过式酸洗,随着机列速度的不断提高,在酸洗槽中通过的时间一般不超过30s,因此与传统浸泡式酸洗不同,其酸洗质量的高低取决于不同合金品种氧化层性质、脱脂效果、来料表面氧化程度等一系列因素,根据不同合金品种正确选择酸液成份、根据带材表面氧化状况及规格调整机列通过速度、注重中间退火前脱脂处理、提高退火保护质量降低带材氧化程度等工艺措施,是保证机列生产效率与酸洗质量的关键。1.3研磨清洗研磨清洗研磨清洗一般与酸洗同时配置,其作用是去除酸洗在铜带表面留下的反应层,并磨光带材表面,现代化连续清洗线均配有研磨清洗装备。高速旋转的研磨刷辊在反向压辊支撑及大量清水冲洗下,均匀、稳定地磨光带材表面,可以达到相当高的表面质量。目前研磨刷辊已成为铜及铜合金带材清洗机列关键工具,国内外均有专业化生产厂家生产,根据不同铜合金品种、表面状态、带材状态,选择合适的刷辊线径、磨粒目数和软硬程度是确保研磨效果的关键。刷磨时带材的接触压力、研磨量及刷辊速度的调节是保证刷磨质量的关键,一般提高刷辊的速度、降低接触压力有利于延长刷辊寿命、提高抛光效果,因此实际生产中应根据带材表面质量及刷辊的磨损情况酌情设定,要避免高转速、大接触压力下的过度刷磨。1.4防氧化处理由于铜及铜合金本身呈路易碱性,极易失去电子发生氧化,特别是铜合金本身各合金元素间存在电位差异,因而在湿热环境中极易腐蚀变色,因此铜带清洗后防止变色是表面清洗的一个重要工序二、清洗的配置及技术要求铜及铜合金表面质量控制涉及整个生产工艺流程中的各个生产环节,其中带材中间及成品清洗是提高表面质量最重要的生产工序,清洗主要在自动、连续清洗机列上完成,主要清洗环节包括:脱脂、酸洗、(刷洗/研磨)、防氧化、脱水、烘干等工艺步骤。按生产工艺流程及清洗带材厚度来分,清洗分为中厚带清洗机列和薄带清洗机列两种,中厚带清洗机列主要用于中轧0.5~3mm厚的带材表面处理,薄带清洗机列用于0.08~1.2mm预精轧和成品带材的表面处理。从清洗线本身来看,合理配置脱脂、酸洗、清刷、钝化、烘干等工序环节、采用先进的工艺控制方式实现清洗-退火连续化生产是保证清洗过程稳定、高效,达到不发生工艺介质混窜、彻底清除影响带材表面质量的各种污物、尽量降低污染物的排放、减少工艺介质的耗量、提高带材表面质量的关键。因此根据各铜加工企业生产工艺流程的不同,目前国内外对高精板带清洗线配置主要有3种方案:①将除油清洗与酸洗研磨工序分开,形成除油清洗机列和酸洗机列的设计,其中除油清洗机列用于退火前带材的卸张、脱脂、烘干,目的是保证带材卷式退火质量;酸洗-清刷(研磨)机组主要用于退火后带材表面的处理,目的是保证退火后带材表面洁净、光泽和平整;②脱脂清洗和酸洗清刷集中配置在同一机列上,形成脱脂-酸洗-清刷(研磨)-防氧化-烘干清洗机列,各段可以全线联动,也可单独使用脱脂、酸洗功能;③将脱脂清洗、展开式退火炉、酸洗清刷配置成连续化的退火-清洗生产线。随着现代大张力、大卷重、高速轧制技术的发展,带材薄型化趋势明显,罩式退火虽然具有设备结构简单、工作可靠、造价低廉、密封性好等特点。三、现代高精铜及铜合金材料清洗技术的发展铜及铜合金材料清洗技术的进步与合金品种、润滑技术、电气自动化控制技术以及光亮退火技术的发展密切相关,现代轧机除油效果的改善、低残留轧制润滑油的使用、还原性退火技术等对铜及铜合金板带材加工表面质量的提高奠定了坚实的技术基础,推动了现代铜及铜合金板带材清洗技术向连续高效、低污染、低排放、高表面质量方向发展,当前铜及铜合金板带材清洗技术的主要技术进步表现在如下几个方面。3.1退火-清洗连续化生产技术当前以水平气垫炉和立式展开炉为代表的退火-清洗机组在速度、张力分段、控温精度、炉压、气氛循环、炉体密封等方面控制水平日益提高,机组生产速度最高可达到120m/min,炉内微张力控制水平可以达到≤2N/mm2,退火后材料硬度波动≤±5HV,晶粒度波动小于±5μm,大幅提高了高精板带材退火-清洗生产效率和产品表面质量,使之成为目前先进的高精板带生产方式。3.2高表面质量、无污染、高效率清洗技术铜及铜合金材料清洗排放的污染物包括:废酸、废碱等液体介质、碱雾废气等,这些物质是铜加工企业重要的污染物排放源。随着国内外环保意识的提高,环保政策、法规日益严格,高效、无污染的表面清洗技术成为铜加工领域重要的技术发展方向,其中高压热水冲洗技术配合两级热水喷淋,可以达到10mg/m2的脱脂效果;配合全氢光亮退火技术可以达到消除退火色、保证带材光亮的效果。从而彻底淘汰了传统的酸、碱清洗-清刷介质,实现清洗机组污染物零排放,该项技术的研发,是最具发展前途的无污染、高效清洗技术。3.3高精度清洗后处理清刷、磨洗控制技术采用带磨粒的刷辊和抛光磨辊处理退火后带材,彻底清除退火、清洗产物,提高退火后带材表面质量。目前各种清洗专用刷辊、抛光辊产品、规格已形成系列,可以满足不同表面光洁度的要求。在刷洗压力方面实现了闭环控制,可根据带材表面状况适当调节刷洗力度,提高带材表面质量。同时为增加清刷的稳定性,对于宽度大于400mm的带材,采用了两端支撑的可以快速更换刷辊的刷箱结构,有效避免了宽板清刷、研磨产生的振痕,经过清刷或研磨后的带材具有优良的表面光洁度。
本文标题:清洗的方法和未来发展
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