一种铝丝电镀线的制备工艺的制作方法

1.本发明属于导体新材料领域，具体公开了一种铝丝电镀线的制备工艺。


背景技术：

2.电气材料是构成电力设备的基础物质是实现电力设备各种功能的基础是电力设备安全可靠运行的基本保证。根据其电气功能，电气材料主要分为电介质绝缘材料、半导体材料、导电材料、磁性材料。广义的导体材料是指用以制作导电线芯、开关、电触头、温差电偶、熔丝、电阻器、电刷、电极等载流元件的高温、常温、低温、超导导电功能材料。狭义的导体材料是指传输电(磁〉能，信息和实现电磁能转换的线材、线圈产品。线材、线圈产品用导体材料性能不过关，会引发电气火灾，涉及安全生产和安全用电。因此主要性能要求为：导电率高、电阻小、机械强度高、重量轻、耐高温、耐腐蚀、环境亲和、抗氧化、耐磨损以及耐烧蚀的高可靠性电工材料。
3.金属是最常见的一类导体。金属原子最外层的价电子很容易挣脱原子核的束缚，而成为自由电子，留下的正离子(原子实〉形成规则的点阵。金属中自由电子的浓度很大，所以金属导体的电导率通常比其他导体材料的大。金属导体的电阻率一般随温度降低而减小。在极低温度下，某些金属与合金的电阻率将消失而转化为超导体。线材、线圈产品常用导体材料多为动辄几万、几十万一吨的高价格的大宗商品期货交易类有色金属或稀贵金属。比如：金、银、伯、佬、钮、镇、锡、铜、铝、铅、铮、铁等。
4.线材、线圈产品最常用导体一般单指满足额定功率、电压、电流、频率、功率负载因素、压降的串联或并联电路中额定截面积、直流及交流电阻值、载流量、机械强度、几何尺寸、耐压、阻燃、耐火、温升等不同定额参数要求的移动或固定敷设在电气线路或装置中的实心和绞合的铜、铝合金导体，以及柔软铜、铝和铝合金导体。
5.产业现状中，现有的铝丝线均为铝丝镀铜产线，长时间使用会有共晶腐蚀的问题，使导线的使用寿命大大降低，同时还存在着重量大，成本高以及机械强度差的缺点。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明公开了一种铝丝电镀线的制备工艺。实现了铝丝镀ni、sn电镀生产，使导线的使用寿命大大降低。
7.本发明的技术方案如下：
8.一种铝丝电镀线的制备工艺，所述工艺至少包括以下步骤：将铝丝除油、酸活化和去氧化之后，进行浸zn和碱ni预镀，随后依次在铝丝表面镀ni和镀sn，并中和并进行高分子表面保护之后烘干，制得铝丝电镀线。
9.进一步的，上述一种铝丝电镀线的制备工艺，所述工艺包括以下步骤：
10.1)电解除油、2)四级水洗、3)酸活化、4)四级水洗、5)去氧化、6)四级水洗、7)浸zn、8)四级水洗、9)碱性化学镀ni预镀、10)四级水洗、11)镀ni、12)四级水洗、13)镀sn、14)四级水洗、15)中和、16)四级水洗、17)保护、18)四级水洗、19)吹干、20)烘干。
11.进一步的，上述一种铝丝电镀线的制备工艺，所述7)浸zn中，工艺时间10-60s，工作溶液中含有氧化锌10g/l以及氯化钠2g/l，温度为常温。
12.进一步的，上述一种铝丝电镀线的制备工艺，所述9)碱性化学镀ni预镀中，工艺时间120s,使用硫酸镍溶液：5g/l，温度为常温。
13.进一步的，上述一种铝丝电镀线的制备工艺，所述11)镀ni中，工艺时间15s,使用氨基磺酸镍溶液50g/l，温度50-60℃，电流10asd。。
14.进一步的，上述一种铝丝电镀线的制备工艺，所述13)镀sn中，工艺时间15s,使用硫酸亚锡溶液：100g/l，温度50-60℃，电流15asd。
15.进一步的，上述一种铝丝电镀线的制备工艺，所述15)中和中，工艺时间192s,使用氢氧化钠溶液:100g/l。
16.进一步的，上述一种铝丝电镀线的制备工艺，所述17)保护中，工艺时间10s,使用含有高分子水溶性有机物:5g/l的溶液；
17.所述高分子水溶性有机物选自木质素磺酸铵、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁中的一种。
18.进一步的，上述一种铝丝电镀线的制备工艺，所述工艺包括以下步骤：
19.1)电解除油：工艺时间40s,使用药水含有氢氧化钠:35g/l，药水温度45-55℃；
20.2)四级水洗：工艺时间3.5s；
21.3)酸活化：工艺时间22s,使用药水含有硫酸:30g/l；
22.4)四级水洗：工艺时间3.5s；
23.5)去氧化：工艺时间22s；
24.6)四级水洗：工艺时间3.5s；
25.7)浸zn：工艺时间10-60s，药水中含有氧化锌10g/l以及氯化钠2g/l，温度为常温；
26.8)四级水洗：工艺时间3.5s；
27.9)碱性化学镀ni预镀：工艺时间120s,使用硫酸镍溶液：5g/l，温度为20-35℃；
28.10)四级水洗：工艺时间3.5s；
29.11)镀ni：工艺时间15s,使用氨基磺酸镍溶液50g/l，温度50-60℃，电流10asd；
30.12)四级水洗：工艺时间3.5s；
31.13)镀sn：工艺时间15s,使用硫酸亚锡溶液：100g/l，温度50-60℃，电流15asd；
32.14)四级水洗：工艺时间3.5-5s；
33.15)中和：工艺时间192s,使用氢氧化钠溶液:100g/l；
34.16)四级水洗：工艺时间3.5s
35.17)保护：工艺时间10s,使用高分子水溶性有机物:5g/l；
36.18)四级水洗：工艺时间3.5s；
37.19)吹干：工艺时间2s；
38.20)烘干：工艺时间5-20s；
39.所述11)镀ni步骤制得的ni层厚度为1-2μm；
40.所述13)镀sn步骤制得的sn层厚度为5-10μm；
41.所述高分子水溶性有机物选自木质素磺酸铵、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁中的一种。
42.进一步的，一种铝丝电镀线，由上述任一项所述的制备工艺制备。
43.相比现有技术，本发明具有如下有益效果:
44.本发明公开了一种铝丝电镀线，实现了铝丝镀ni、sn电镀生产，传统的铝丝镀铜长时间使用会有共晶腐蚀的问题，使导线的使用寿命大大降低而铝线镀ni、sn则完美的解决了这个问题从而使使用寿命大大延长，且铝丝镀ni、sn制成的导电线同样载流量成本远低于铜导线，铝基镀ni、sn导电线比实心铜或铜合金导体在同样的载流量下轻50％，铝基镀ni、sn导电线比实心铝或铝合金导体抗拉强度提搞了3倍，延伸率可提高到40％，柔韧性比柔软铜导体高33％。在同等满足布线牵引、敷设空间、端接工艺和长期运维使用环境对理化性能基本要求前提下，导体新材料可轻松胜任抗拉、耐弯曲、耐高低周疲劳、冷压接、焊接、粘接、本体长期裸露导电防腐等基础工艺性能要求。在电工电器领域，导体新材料加工解决方案在不改变电气设计师和水电工设计和安装习惯的前提下，可实现90％以上应用场景对传统导体材料的安全等效平行替代。在电力电子和国防科工领域，多元材质复合导体工艺在极热、极寒、极窄、极深、极端装备工况条件下，可实现“专精特新”的特殊用途线材定制开发。
附图说明
45.图1为实施例2电镀前的照片；
46.图2为实施例2电镀后的照片。
47.图3为实施例1-5以及对比例1-3的线缆柔韧性测试对比图；
48.图4为实施例1-5以及对比例1-3的线缆使用寿命测试对比图；
49.图5为实施例1-5以及对比例1-3的线缆抗拉强度的测试对比图；
50.图6为实施例1-5以及对比例1-3的线缆延伸率的测试对比图。
具体实施方式
51.一种铝丝电镀线的制备工艺，所述工艺包括以下步骤：
52.1)电解除油：工艺时间40s,使用药水含有氢氧化钠:35g/l，药水温度45-55℃；
53.2)四级水洗：工艺时间3.5s；
54.3)酸活化：工艺时间22s,使用药水含有硫酸:30g/l；
55.4)四级水洗：工艺时间3.5s；
56.5)去氧化：工艺时间22s；
57.6)四级水洗：工艺时间3.5s；
58.7)浸zn：工艺时间10-60s，药水中含有氧化锌10g/l以及氯化钠2g/l，温度为常温；
59.8)四级水洗：工艺时间3.5s；
60.9)碱性化学镀ni预镀：工艺时间120s,使用硫酸镍溶液：5g/l，温度为20-35℃；
61.10)四级水洗：工艺时间3.5s；
62.11)镀ni：工艺时间15s,使用氨基磺酸镍溶液50g/l，温度50-60℃，电流10asd；
63.12)四级水洗：工艺时间3.5s；
64.13)镀sn：工艺时间15s,使用硫酸亚锡溶液：100g/l，温度50-60℃，电流15asd；
65.14)四级水洗：工艺时间3.5-5s；
66.15)中和：工艺时间192s,使用氢氧化钠溶液:100g/l；
67.16)四级水洗：工艺时间3.5s
68.17)保护：工艺时间10s,使用高分子水溶性有机物:5g/l；
69.18)四级水洗：工艺时间3.5s；
70.19)吹干：工艺时间2s；
71.20)烘干：工艺时间5-20s；
72.所述11)镀ni步骤制得的ni层厚度为1-2μm；
73.所述13)镀sn步骤制得的sn层厚度为5-10μm；
74.所述高分子水溶性有机物选自木质素磺酸铵、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁中的一种。
75.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
76.本发明实施例中使用的试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
77.实施例1
78.一种铝丝电镀线的制备工艺，所述工艺包括以下步骤：
79.1)电解除油：工艺时间40s,使用药水含有氢氧化钠:35g/l，药水温度45℃；
80.2)四级水洗：工艺时间3.5s；
81.3)酸活化：工艺时间22s,使用药水含有硫酸:30g/l；
82.4)四级水洗：工艺时间3.5s；
83.5)去氧化：工艺时间22s；
84.6)四级水洗：工艺时间3.5s；
85.7)浸zn：工艺时间10s，药水中含有氧化锌10g/l以及氯化钠2g/l，温度为25℃；
86.8)四级水洗：工艺时间3.5s；
87.9)碱性化学镀ni预镀：工艺时间120s,使用硫酸镍溶液：5g/l，温度为20℃；
88.10)四级水洗：工艺时间3.5s；
89.11)镀ni：工艺时间15s,使用氨基磺酸镍溶液50g/l，温度50℃，电流10asd；
90.12)四级水洗：工艺时间3.5s；
91.13)镀sn：工艺时间15s,使用硫酸亚锡溶液：100g/l，温度50℃，电流15asd；
92.14)四级水洗：工艺时间3.5s；
93.15)中和：工艺时间192s,使用氢氧化钠溶液:100g/l；
94.16)四级水洗：工艺时间3.5s
95.17)保护：工艺时间10s,使用高分子水溶性有机物:5g/l；
96.18)四级水洗：工艺时间3.5s；
97.19)吹干：工艺时间2s；
98.20)烘干：工艺时间5-20s；
99.所述11)镀ni步骤制得的ni层厚度为1.5μm；
100.所述13)镀sn步骤制得的sn层厚度为8μm；
101.所述高分子水溶性有机物选自木质素磺酸铵。
102.实施例2
103.一种铝丝电镀线的制备工艺，所述工艺包括以下步骤：
104.1)电解除油：工艺时间40s,使用药水含有氢氧化钠:35g/l，药水温度50℃；
105.2)四级水洗：工艺时间3.5s；
106.3)酸活化：工艺时间22s,使用药水含有硫酸:30g/l；
107.4)四级水洗：工艺时间3.5s；
108.5)去氧化：工艺时间22s；
109.6)四级水洗：工艺时间3.5s；
110.7)浸zn：工艺时间30s，药水中含有氧化锌10g/l以及氯化钠2g/l，温度为常温；
111.8)四级水洗：工艺时间3.5s；
112.9)碱性化学镀ni预镀：工艺时间120s,使用硫酸镍溶液：5g/l，温度为30℃；
113.10)四级水洗：工艺时间3.5s；
114.11)镀ni：工艺时间15s,使用氨基磺酸镍溶液50g/l，温度55℃，电流10asd；
115.12)四级水洗：工艺时间3.5s；
116.13)镀sn：工艺时间15s,使用硫酸亚锡溶液：100g/l，温度55℃，电流15asd；
117.14)四级水洗：工艺时间4s；
118.15)中和：工艺时间192s,使用氢氧化钠溶液:100g/l；
119.16)四级水洗：工艺时间3.5s
120.17)保护：工艺时间10s,使用高分子水溶性有机物:5g/l；
121.18)四级水洗：工艺时间3.5s；
122.19)吹干：工艺时间2s；
123.20)烘干：工艺时间5-20s；
124.所述11)镀ni步骤制得的ni层厚度为1.5μm；
125.所述13)镀sn步骤制得的sn层厚度为8μm；
126.所述高分子水溶性有机物选自木质素磺酸钠。
127.电镀前的照片如附图1所示，电镀后的照片如附图2所述，从两者对比可以发现，电镀之后的铝丝表面更加光滑。
128.实施例3
129.一种铝丝电镀线的制备工艺，所述工艺包括以下步骤：
130.1)电解除油：工艺时间40s,使用药水含有氢氧化钠:35g/l，药水温度45-55℃；
131.2)四级水洗：工艺时间3.5s；
132.3)酸活化：工艺时间22s,使用药水含有硫酸:30g/l；
133.4)四级水洗：工艺时间3.5s；
134.5)去氧化：工艺时间22s；
135.6)四级水洗：工艺时间3.5s；
136.7)浸zn：工艺时间60s，药水中含有氧化锌10g/l以及氯化钠2g/l，温度为常温；
137.8)四级水洗：工艺时间3.5s；
138.9)碱性化学镀ni预镀：工艺时间120s,使用硫酸镍溶液：5g/l，温度为35℃；
139.10)四级水洗：工艺时间3.5s；
140.11)镀ni：工艺时间15s,使用氨基磺酸镍溶液50g/l，温度60℃，电流10asd；
141.12)四级水洗：工艺时间3.5s；
142.13)镀sn：工艺时间15s,使用硫酸亚锡溶液：100g/l，温度60℃，电流15asd；
143.14)四级水洗：工艺时间5s；
144.15)中和：工艺时间192s,使用氢氧化钠溶液:100g/l；
145.16)四级水洗：工艺时间3.5s
146.17)保护：工艺时间10s,使用高分子水溶性有机物:5g/l；
147.18)四级水洗：工艺时间3.5s；
148.19)吹干：工艺时间2s；
149.20)烘干：工艺时间5-20s；
150.所述11)镀ni步骤制得的ni层厚度为1.5μm；
151.所述13)镀sn步骤制得的sn层厚度为8μm；
152.所述高分子水溶性有机物为木质素磺酸镁。
153.实施例4
154.不含有17)保护步骤，其余同实施例2。
155.实施例5
156.不含有步骤13)镀sn，其余同实施例2
157.对比例1
158.市售的实心铜导线。
159.对比例2
160.市售的实心铝导线。
161.对比例3
162.市售的铝镀铜导线。
163.测试例
164.依据国家标准对实施例1-3以及对比例1-3购买的相同的直径的导线进行机械性能对比测试，其中以对比例1实心铜导线的性能参数定义为基础，数值为1.00。
165.结果如表1和附图3-6所示。
166.表1机械性能测试性能汇总
[0167][0168]
从以上表1和图3-6可以看出，本发明公开了一种铝丝电镀线，实现了铝丝镀ni、sn电镀生产，传统的铝丝镀铜长时间使用会有共晶腐蚀的问题，使导线的使用寿命大大降低而铝线镀ni、sn则完美的解决了这个问题从而使使用寿命大大延长，且经过实测铝丝镀ni、sn制成的导电线同样载流量成本远低于铜导线，只有铜导线成本的15-20％；铝基镀ni、sn导电线比实心铜或铜合金导体在同样的载流量下轻50％，铝基镀ni、sn导电线比实心铝或铝合金导体抗拉强度提搞了3倍，延伸率可提高到40％，柔韧性比柔软铜导体高33％。并且从以上实施例1-5可以看出，本发明步骤中的保护和镀锡步骤可以有效的提升电镀线的寿命。
[0169]
以上仅为本发明的有限几种优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而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。

技术特征：
1.一种铝丝电镀线的制备工艺，其特征在于，所述工艺至少包括以下步骤：将铝丝除油、酸活化和去氧化之后，进行浸zn和碱ni预镀，随后依次在铝丝表面镀ni和镀sn，并中和并进行高分子表面保护之后烘干，制得铝丝电镀线。2.根据权利要求1所述的一种铝丝电镀线的制备工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：1)电解除油、2)四级水洗、3)酸活化、4)四级水洗、5)去氧化、6)四级水洗、7)浸zn、8)四级水洗、9)碱性化学镀ni预镀、10)四级水洗、11)镀ni、12)四级水洗、13)镀sn、14)四级水洗、15)中和、16)四级水洗、17)保护、18)四级水洗、19)吹干、20)烘干。3.根据权利要求2所述的一种铝丝电镀线的制备工艺，其特征在于，所述7)浸zn中，工艺时间10-60s，工作溶液中含有氧化锌10g/l以及氯化钠2g/l，温度为常温。4.根据权利要求2所述的一种铝丝电镀线的制备工艺，其特征在于，所述9)碱性化学镀ni预镀中，工艺时间120s,使用硫酸镍溶液：5g/l，温度为常温。5.根据权利要求2所述的一种铝丝电镀线的制备工艺，其特征在于，所述11)镀ni中，工艺时间15s,使用氨基磺酸镍溶液50g/l，温度50-60℃，电流10asd。6.根据权利要求2所述的一种铝丝电镀线的制备工艺，其特征在于，所述13)镀sn中，工艺时间15s,使用硫酸亚锡溶液：100g/l，温度50-60℃，电流15asd。7.根据权利要求2所述的一种铝丝电镀线的制备工艺，其特征在于，所述15)中和中，工艺时间192s,使用氢氧化钠溶液:100g/l。8.根据权利要求2所述的一种铝丝电镀线的制备工艺，其特征在于，所述17)保护中，工艺时间10s,使用含有高分子水溶性有机物:5g/l的溶液；所述高分子水溶性有机物选自木质素磺酸铵、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁中的一种。9.根据权利要求2所述的一种铝丝电镀线的制备工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：1)电解除油：工艺时间40s,使用药水含有氢氧化钠:35g/l，药水温度45-55℃；2)四级水洗：工艺时间3.5s；3)酸活化：工艺时间22s,使用药水含有硫酸:30g/l；4)四级水洗：工艺时间3.5s；5)去氧化：工艺时间22s；6)四级水洗：工艺时间3.5s；7)浸zn：工艺时间10-60s，药水中含有氧化锌10g/l以及氯化钠2g/l，温度为常温；8)四级水洗：工艺时间3.5s；9)碱性化学镀ni预镀：工艺时间120s,使用硫酸镍溶液：5g/l，温度为20-35℃；10)四级水洗：工艺时间3.5s；11)镀ni：工艺时间15s,使用氨基磺酸镍溶液50g/l，温度50-60℃，电流10asd；12)四级水洗：工艺时间3.5s；13)镀sn：工艺时间15s,使用硫酸亚锡溶液：100g/l，温度50-60℃，电流15asd；14)四级水洗：工艺时间3.5-5s；15)中和：工艺时间192s,使用氢氧化钠溶液:100g/l；16)四级水洗：工艺时间3.5s
17)保护：工艺时间10s,使用高分子水溶性有机物:5g/l；18)四级水洗：工艺时间3.5s；19)吹干：工艺时间2s；20)烘干：工艺时间5-20s；所述11)镀ni步骤制得的ni层厚度为1-2μm；所述13)镀sn步骤制得的sn层厚度为5-10μm；所述高分子水溶性有机物选自木质素磺酸铵、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁中的一种。10.一种铝丝电镀线，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述的制备工艺制备。

技术总结
本发明属于导体新材料领域，具体公开了一种铝丝电镀线的制备工艺，所述工艺至少包括以下步骤：将铝丝除油、酸活化和去氧化之后，进行浸Zn和碱Ni预镀，随后依次在铝丝表面镀Ni和镀Sn，并中和并进行高分子表面保护之后烘干，制得铝丝电镀线。现有的铝丝线均为铝丝镀铜产线，本发明公开了新的工艺，实现了铝丝镀Ni、Sn电镀生产，传统的铝丝镀铜长时间使用会有共晶腐蚀的问题，使导线的使用寿命大大降低，而本发明的铝线镀Ni、Sn完美的解决了这个问题从而使使用寿命大大延长，且铝丝镀Ni、Sn制成的导电线同样载流量成本远低于铜导线，而且还具有重量轻的优势，具有广阔的市场前景。具有广阔的市场前景。具有广阔的市场前景。


技术研发人员：赵伟华 洪礼 王雨
受保护的技术使用者：无锡光伟环保科技有限公司
技术研发日：2023.08.16
技术公布日：2023/10/8