堆焊修复焊丝的镀铜层剥落与镀铜方法有密切关系, 以下针对目前两种镀铜方法进行讨论。 ①电化学镀铜
铜的电极电位比铁的电极电位高得多, 不能在铁上直接镀铜。在电镀行业中镀铜时产生置换铜层是一大忌, 必须采用预镀铜再进行主镀铜的工艺路线, 以保证铜铁间的结合力。
预镀铜时, 预镀液中含有较强络合力的铜离子, 使其电极电位接近铁的电极电位而不易产生置换铜层, 从而保证有一薄层结晶致密、结合良好的铜层, 然后再用以CuSO4 为主盐的酸性镀铜液进行主镀, 以加厚铜层。主镀后经抛光和定径, 便可收线上盘。
具有较强络合力的铜离子是铜的氰化物离子, 使用氰化物镀铜能得到较好的预镀铜层。但氰化物有剧毒, 对人畜均有害, 加重管理和环保方面的费用, 故一般尽可能避免使用。
在堆焊修复焊丝制造上还常用焦磷酸钾或乙二胺进行预镀铜, 但成本高, 不易维护。
现在有些企业在硫酸铜溶液中加入一些硫脲类化合物进行预镀铜。这实际上是置换镀铜, 尽管降低了成本, 却丢掉了预镀- 主镀铜结合力好的优点, 存在置换镀铜结合力不良的缺点, 极易造成铜层剥落, 从质量上讲得不偿失。
②置换镀铜
主要用于进口镀铜CO2堆焊修复焊丝生产线。其特点是生产速度高, 较高走丝速度可达12 m/s , 一般也在6 m/s , 比一般电镀生产线0.6 m/s 的走丝速度提高10 倍以上, 而且设备占地面积小, 对提高生产率十分有利。
正是这种高速度, 要得到所需厚度的铜层用普通电化学镀铜法是达不到的, 只能求助于浸镀铜法, 即置换镀铜。
由于Cu 及Fe 的电极电位相差很大, 将Fe 置于含Cu2 +的溶液中, Cu2 +立即置换Fe2 + , 使Fe2 +进入溶液, 而Cu2 +则在Fe 的表面沉积。Cu2 +置换铁的速度极快, 这种置换镀铜有较高的初始沉积速度, 但镀层疏松, 结合力极差。
利用Cu2 +置换Fe2 +的高速度, 将堆焊修复焊丝在CuSO4溶液中快速通过, 并保证有一定时间(即浸在CuSO4溶液中的堆焊修复焊丝长度, 有的为8 m), 但可获得足够的置换铜层。这种疏松的铜层最后再经过抛光, 便均匀地附着在堆焊修复焊丝表面, 看上去很光亮, 但结合力极差,甚至在堆焊修复焊丝重新盘绕时便大量剥落。
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