Analisi della tecnologia di trafilatura e nichelatura nel processo di trattamento superficiale delle sbarre in rame nudo

Nel processo di produzione e fabbricazione delle sbarre in rame nudo durante tutto il loro ciclo di vita, il processo di trattamento superficiale è come un anello fondamentale che conferisce al prodotto una "seconda vita". Tra questi, il processo di trafilatura superficiale e la tecnologia di nichelatura sono i due metodi di trattamento principali. Dal livello microscopico a quello macroscopico, determinano le prestazioni e la durata della sbarra elettrica in tutti gli aspetti. La loro importanza è evidente.-

 

 

Il processo di trafilatura superficiale è essenzialmente una tecnologia di modifica superficiale basata sul principio della lavorazione meccanica. Il suo nucleo risiede nella costruzione di una microstruttura regolare sulla superficie della sbarra collettrice di terra attraverso specifici effetti fisici. Nello specifico, le attrezzature per trafilatura comunemente utilizzate nella pratica di produzione sono principalmente suddivise in trafilatrici a rulli e trafilatrici a nastro di sabbia. La macchina per trafilatura del filo utilizza rulli in carburo con diversi modelli per generare movimento relativo con la superficie della sbarra in rame sotto l'azionamento del motore e "replica" i modelli sulla superficie del rullo sulla superficie della sbarra in rame attraverso la pressione; la trafilatrice a nastro si basa su un nastro di sabbia ad alta-velocità per tagliare la superficie elettrica della sbarra collettrice mediante l'effetto di macinazione delle particelle di sabbia.

 

Nel funzionamento effettivo, l'operatore deve regolare accuratamente i vari parametri dell'attrezzatura per trafilatura in base alle specifiche, ai materiali e ai requisiti di applicazione finale del BusBar per ABB. Ad esempio, per le sbarre collettrici in rame più sottili, sono necessarie una velocità di trafilatura inferiore (circa 5-10 m/min) e una pressione inferiore (0,1-0,3 MPa) per evitare che la sbarra collettrice elettrica in rame si deformi; per le sbarre in rame più spesse, la velocità e la pressione possono essere opportunamente aumentate e l'effetto superficiale ideale può essere ottenuto gradualmente attraverso la trafilatura multipla.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I vantaggi di questo processo presentano caratteristiche multi-dimensionali:

1. Aumento del valore estetico:Dopo la trafilatura del filo, i motivi paralleli o incrociati formati sulla superficie della barra collettrice in rame massiccio rompono il monotono effetto specchio del materiale originale in rame, conferendo al prodotto un'estetica industriale unica. Questa superficie strutturata non solo migliora la qualità visiva complessiva degli armadi di distribuzione, dei quadri elettrici e di altre apparecchiature, ma rende anche più semplice per gli installatori identificare rapidamente le sbarre collettrici con funzioni diverse.

2. Conduttività ottimizzata:La rimozione della pellicola di ossido superficiale e delle impurità migliora significativamente la planarità a livello atomico-della superficie delle sbarre collettrici in rame. Gli studi hanno dimostrato che il valore Ra della rugosità superficiale della sbarra collettrice di alimentazione dopo la trafilatura del filo sottile può essere ridotto dai 3-5μm originali a 0,5-1μm, il che rende il contatto con il connettore elettrico più stretto e riduce la resistenza di contatto di circa l'8%-12%. Negli scenari di trasmissione ad alta potenza, può ridurre efficacemente la perdita di potenza e la generazione di calore.

3. Rafforzare la protezione della superficie:La struttura microscopica formata dalla trafilatura aumenta in una certa misura la superficie. Quando vengono eseguiti successivi trattamenti protettivi come la nichelatura, l'area di contatto più ampia può fornire più siti di legame, il che aumenta l'adesione tra la placcatura e la barra collettrice elettrica del 30%-50%, impedendo efficacemente che la placcatura si stacchi durante l'uso a lungo termine.

 

La tecnologia di nichelatura è un mezzo importante per costruire uno strato metallico funzionale sulla superficie della sbarra di rame nudo. Il suo principio si basa sulla reazione elettrochimica o reazione di riduzione chimica degli ioni metallici. Secondo diversi principi di processo, è principalmente suddiviso in due metodi: nichelatura galvanica e nichelatura chimica. La galvanica del nichel consiste nel fare in modo che gli ioni di nichel nella soluzione di placcatura ottengano elettroni sulla superficie della barra collettrice ad alta tensione sotto l'azione del campo elettrico CC e si depositino per formare uno strato di nichel metallico; La nichelatura chimica consiste nell'utilizzare un agente riducente (come l'ipofosfito di sodio) per ridurre e depositare ioni di nichel sulla superficie della sbarra di rame con attività catalitica senza alimentazione esterna. I due processi hanno le proprie caratteristiche.

 

Il nichel galvanico presenta i vantaggi di una rapida velocità di deposizione e di una forte controllabilità dello spessore del rivestimento, che è adatto per la produzione di massa; La nichelatura chimica può formare un rivestimento uniforme sulla superficie di forme complesse, particolarmente adatto per il trattamento di fori ciechi, scanalature profonde e altre parti.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Il ruolo chiave della tecnologia di nichelatura si riflette in molti aspetti:
1. La resistenza alla corrosione aumenta:Il nichel può formare rapidamente una densa pellicola di ossido (NiO) nell'aria. Questo film di ossido ha uno spessore di soli pochi nanometri, ma ha una stabilità chimica estremamente elevata e può bloccare efficacemente il contatto di ossigeno, umidità e gas corrosivi con la sbarra collettrice in rame. In un ambiente industriale, le sbarre in rame nudo senza nichelatura possono mostrare ruggine evidente entro pochi mesi, mentre le sbarre dopo la nichelatura non possono mantenere segni evidenti di corrosione sulla superficie per 3-5 anni. In ambienti con elevata nebbia salina, come le zone costiere, l'effetto protettivo dello strato di nichelatura è più evidente, il che può prolungare la durata di servizio della sbarra collettrice fino a 8-10 anni.

2. Miglioramento sinergico della conduttività elettrica e termica:Sebbene la conduttività elettrica del nichel sia leggermente inferiore a quella del rame, rimane ad un livello elevato (circa il 27% del rame) e la sua conduttività termica è buona. Il legame metallurgico formato tra lo strato di placcatura in nichel-e la barra collettrice placcata in nichel-garantisce che la corrente e il calore possano essere trasmessi in modo efficiente tra le due interfacce metalliche. Nei circuiti ad alta-frequenza, lo strato di nichelatura può ridurre efficacemente l'impatto dell'effetto pelle e migliorare la stabilità della trasmissione del segnale; nelle apparecchiature con elevate esigenze di dissipazione del calore, la buona conduttività termica tra lo strato di nichelatura e il dissipatore di calore aiuta a dissipare rapidamente il calore generato dalla sbarra durante il funzionamento.

3. Miglioramento significativo delle prestazioni di saldatura:Lo strato di ossido di rame formato dalla facile ossidazione della superficie delle sbarre in rame placcato nichel-nell'aria compromette seriamente la qualità della saldatura, mentre lo strato di nichelatura può isolare efficacemente l'ossigeno e mantenere pulita l'area di saldatura. Allo stesso tempo, il nichel ha una buona bagnabilità con le leghe di saldatura (come leghe di stagno-piombo e saldature senza piombo-), che possono ridurre la temperatura di saldatura, ridurre il tempo di saldatura, rendere i giunti di saldatura più pieni e più solidi e ridurre efficacemente l'incidenza di difetti di saldatura come saldatura a freddo e dissaldatura.

 

Nella produzione industriale vera e propria, il processo di trafilatura superficiale e la tecnologia di nichelatura formano solitamente una stretta relazione sinergica. Innanzitutto, ilsbarre in rame nudoviene pretrattato attraverso il processo di trafilatura per rimuovere le impurità superficiali e formare un'idonea struttura microscopica ruvida; quindi viene eseguita la nichelatura in modo che gli ioni nichel possano essere inseriti nelle linee formate dalla trafilatura per formare una struttura di placcatura "a mosaico", che non solo migliora l'adesione della placcatura ma migliora ulteriormente anche la protezione complessiva e le prestazioni elettriche. Con la continua comparsa di nuovi materiali e nuove tecnologie, il processo di trafilatura superficiale e la tecnologia di nichelatura si svilupperanno in futuro in una direzione più intelligente, ecologica e raffinata e continueranno a fornire un forte impulso per l'aggiornamento tecnico e l'iterazione del prodotto del settore delle sbarre in rame nudo.