En el campo de la fabricación de aparamenta eléctrica y de aparatos eléctricos de alto-voltaje, el cobre, con su excelente conductividad eléctrica, conductividad térmica y rendimiento de procesamiento, se ha convertido en el material principal para la fabricación de contactos, conectores y componentes conductores de disyuntores. La extrusión en frío, como tecnología de conformado de metales altamente eficiente y precisa, puede producir sellos de cobre con formas complejas y alta precisión dimensional, manteniendo al mismo tiempo la integridad de las líneas de grano del material. Sin embargo, la calidad de la extrusión en frío de cobre depende en gran medida del nivel del proceso de pretratamiento. El pretratamiento científico y sistemático no solo puede eliminar los contaminantes de la superficie y las capas de óxido, sino también mejorar la condición de la superficie del material y optimizar las condiciones de lubricación, asegurando así que el cobre estampado -extruido en frío cumpla con los estrictos requisitos de las aplicaciones de energía en cuanto a alta conductividad, fuerte resistencia al desgaste y resistencia al arco.
Objetivos centrales del pretratamiento
El objetivo fundamental del pretratamiento para la extrusión en frío de Piezas Estampadas de Cobre es conseguir "tres limpiezas y una optimización":
Quitar manchas de aceite: Eliminación de grasa residual, huellas dactilares e inhibidores de óxido del procesamiento.
Eliminación de capas de óxido: Eliminación de películas de Cu₂O/CuO formadas naturalmente o{0}}a alta temperatura.
Eliminación de impurezas particuladas: Eliminación de restos de estampado, polvo y otras sustancias incrustadas.
Optimización de la condición de la superficie: Proporciona un sustrato de alta-adhesión para la película lubricante posterior, lo que garantiza líneas de flujo de grano continuo y sin desgarros durante la extrusión en frío.
Explicación detallada del proceso de pretratamiento de precisión en cuatro-etapas
1. Desengrase y limpieza específicos: Utilizando una solución desengrasante alcalina compuesta de 60 a 70 grados que contiene agentes complejantes e inhibidores de corrosión, este proceso emulsiona eficazmente la grasa mientras protege el sustrato de la lámina de cobre para estampado contra la corrosión. Combinado con una vibración ultrasónica de 40 kHz, elimina eficazmente los poros profundos, las curvaturas y las impurezas particuladas de más de 5 μm. Después de la limpieza, se somete a un enjuague de varias etapas con agua pura y se prueba la resistencia de la superficie (menor o igual a 0,5 mΩ, consulte ASTM B201) para garantizar que no queden residuos de iones.
2. Eliminación de la capa de óxido degradado: La limpieza tradicional con ácido fuerte puede provocar fácilmente corrosión en los límites del grano e incluso fragilización por hidrógeno. El proceso moderno utiliza un sistema de micro-grabado compuesto de ácido sulfúrico diluido al 10 % y peróxido de hidrógeno, que reacciona con precisión a temperatura ambiente durante 90 a 120 segundos para eliminar uniformemente la película de óxido sin dañar el sustrato de Custom Copper Stamping. La innovación clave radica en la adición de un inhibidor de corrosión en los límites de grano, que inhibe eficazmente la corrosión intergranular y evita las microfisuras causadas por la concentración de tensiones durante la extrusión en frío. Después del tratamiento, se forma en la superficie una capa de activación de 0,5 a 1,5 μm con una rugosidad moderada, lo que mejora significativamente la adhesión de las películas de fosfatación posteriores.
3. Tratamiento de fosfatación específico para la industria energética-: Unlike ordinary rust-preventive phosphating, power industry phosphating needs to balance lubricity and conductivity. A medium-temperature (45–55℃) zinc-calcium phosphating solution for Metal Stamping Parts Electric Copper is used to generate a porous phosphate film 5–8 μm thick, with a film weight controlled at 3–5 g/m². By adjusting the formula, the film porosity is maintained at 30%–40%, which can store lubricant without excessively blocking current. Metallographic analysis shows that a high-quality phosphating film is mainly composed of plate-like crystals (accounting for >80%), que puede liberar continuamente componentes lubricantes durante la extrusión en frío, reduciendo el calor por fricción y la adhesión del metal para el estampado de láminas de cobre.
4. Mejora inmediata de la lubricación compuesta: después del fosfatado, se realiza un tratamiento de sellado de saponificación para Piezas Eléctricas de Estampación de Cobre, donde la solución de estearato de sodio penetra en los microporos para formar una capa de jabón metálico. Posteriormente, se recubre una dispersión de nano-grafito para formar una película lubricante sólida de 0,2 a 0,5 μm, lo que reduce el coeficiente de fricción de extrusión en frío por debajo de 0,08. Finalmente se seca con aire caliente en un ambiente de 60 grados y menor o igual al 15% de humedad para evitar que la retención de humedad provoque una posterior oxidación.
A medida que los requisitos de confiabilidad de los equipos eléctricos continúan aumentando, el proceso de pretratamiento para la extrusión en frío por estampado de tiras de cobre también se optimiza continuamente. En términos de prevención de cortes de energía, la optimización del modelo de conductividad de los poros de la película de fosfato reduce la generación de micro-chispas en los contactos eléctricos; La tecnología de pasivación de límites de grano suprime el riesgo de agrietamiento por corrosión bajo tensión en componentes estampados de cobre durante la extrusión en frío. Estas mejoras mejoran directamente la estabilidad operativa-a largo plazo de los contactos eléctricos.
En términos de fabricación ecológica, la aplicación de un sistema de regeneración de líquidos residuales permite que las tasas de recuperación de iones de cobre alcancen más del 90 %, cumpliendo con los requisitos de RoHS y otros estándares ambientales. Al mismo tiempo, la vida útil prolongada del baño reduce la generación de líquidos residuales, lo que hace que el proceso de pretratamiento sea más respetuoso con el medio ambiente y garantiza la calidad.
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