Аналіз технології волочіння дроту та нікелювання в процесі обробки поверхні голих мідних шин

У процесі виробництва голих мідних шин протягом усього життєвого циклу процес обробки поверхні є ключовою ланкою, яка дає продукту «друге життя». Серед них двома основними методами обробки є процес волочіння поверхневого дроту та технологія нікелювання. Від мікроскопічного до макроскопічного рівня, вони формують продуктивність і термін служби електричної шини в усіх аспектах. Їх важливість-очевидна.

 

 

Процес поверхневого волочіння дроту - це, по суті, технологія модифікації поверхні, заснована на принципі механічної обробки. Його суть полягає в побудові правильної мікроструктури на поверхні шини Ground Bus Bar за допомогою специфічних фізичних ефектів. Зокрема, обладнання для волочіння дроту, яке зазвичай використовується у виробничій практиці, в основному поділяється на машини для волочіння дроту з роликами та машини для волочіння дроту з піскоструменевою стрічкою. Машина для волочіння дроту використовує твердосплавні ролики з різними візерунками для створення відносного руху мідної поверхні шини під приводом двигуна та «відтворює» візерунки на поверхні ролика на поверхні мідної шини за допомогою тиску; машина для волочіння стрічкового дроту покладається на високошвидкісну-піскову стрічку, щоб розрізати поверхню BusBar Electrical за допомогою шліфувального ефекту частинок піску.

 

Під час фактичної роботи оператор повинен точно налаштувати різні параметри обладнання для волочіння дроту відповідно до специфікацій, матеріалів і вимог до остаточного застосування BusBar для ABB. Наприклад, для тонших мідних шин потрібна нижча швидкість протягування дроту (приблизно 5-10 м/хв) і менший тиск (0,1-0,3 МПа), щоб запобігти деформації електричної мідної шини; для більш товстих мідних шин швидкість і тиск можна відповідно збільшити, а ідеальний поверхневий ефект можна поступово досягти шляхом багаторазового протягування дроту.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перевагами цього процесу є багатовимірні-характеристики:

1. Підвищення естетичної цінності:Після волочіння дроту паралельні або перехресні візерунки, утворені на поверхні мідної суцільної шини, порушують монотонний дзеркальний ефект оригінального мідного матеріалу, надаючи продукту унікальну промислову естетику. Ця текстурована поверхня не тільки покращує загальний візуальний вигляд розподільних шаф, комутаційних шаф та іншого обладнання, але також полегшує установникам швидку ідентифікацію збірних шин з різними функціями.

2. Оптимізована провідність:Видалення поверхневої оксидної плівки та домішок значно покращує атомарну-плоскостність поверхні мідної шини. Дослідження показали, що значення Ra шорсткості поверхні Power BusBar після тонкого волочіння дроту може бути зменшено з початкових 3-5 мкм до 0,5-1 мкм, що робить контакт з електричним роз’ємом ближчим і зменшує опір контакту приблизно на 8%-12%. У сценаріях передачі високої потужності це може ефективно зменшити втрати електроенергії та виділення тепла.

3. Посилення захисту поверхні:Мікроскопічна текстура, утворена волочінням дроту, певною мірою збільшує площу поверхні. У разі виконання наступних захисних обробок, таких як нікелювання, більша площа контакту може створити більше місць зв’язування, що збільшує адгезію між покриттям і шиною Bus Bar Electric на 30%-50%, ефективно запобігаючи відшарування покриття під час тривалого використання.

 

Технологія нікелювання є важливим засобом створення функціонального металевого шару на поверхні голої мідної шини. Його принцип заснований на електрохімічній реакції або реакції хімічного відновлення іонів металу. Відповідно до різних принципів процесу, він в основному поділяється на два методи: гальванічне нікелювання та хімічне нікелювання. Гальванічний нікель полягає в тому, щоб змусити іони нікелю в розчині для покриття отримати електрони на поверхні шини високої напруги під дією електричного поля постійного струму та осадити для формування шару металевого нікелю; хімічне нікелювання полягає у використанні відновлювача (наприклад, гіпофосфіту натрію) для відновлення та осадження іонів нікелю на поверхні мідної шини з каталітичною активністю без зовнішнього джерела живлення. Ці два процеси мають свої особливості.

 

Нікель для гальванічного покриття має такі переваги, як швидка швидкість осадження та сильна контрольованість товщини покриття, що підходить для масового виробництва; хімічне нікелювання може утворювати однорідне покриття на поверхні складної форми, особливо підходить для обробки глухих отворів, глибоких канавок та інших частин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ключова роль технології нікелювання проявляється в багатьох аспектах:
1. Стрибки корозійної стійкості:Нікель може швидко утворювати на повітрі щільну оксидну плівку (NiO). Ця оксидна плівка має товщину лише кілька нанометрів, але має надзвичайно високу хімічну стабільність і може ефективно блокувати кисень, вологу та корозійні гази від контакту з мідною шиною. У промисловій атмосфері оголені мідні шини без нікельованого покриття можуть проявляти явну іржу протягом кількох місяців, тоді як шини після нікелювання можуть не мати явних ознак корозії на поверхні протягом 3-5 років. У середовищах із високим вмістом соляного туману, наприклад у прибережних районах, захисний ефект шару нікельованого покриття є більш помітним, що може подовжити термін служби шини до 8-10 років.

2. Синергічне підвищення електро- та теплопровідності:Хоча електропровідність нікелю трохи нижча, ніж у міді, вона залишається на високому рівні (близько 27% міді), а його теплопровідність хороша. Металургійний зв’язок, утворений між шаром нікелевого -покриття та шиною з нікельованим-покриттям, забезпечує ефективну передачу струму та тепла між двома металевими поверхнями. У -високочастотних колах шар нікелювання може ефективно зменшити вплив скін-ефекту та підвищити стабільність передачі сигналу; в обладнанні з високими вимогами до розсіювання тепла хороша теплопровідність між шаром нікельованого покриття та радіатором допомагає швидко розсіювати тепло, що виділяється шиною під час роботи.

3. Значне покращення продуктивності зварювання:Шар оксиду міді, утворений легким окисленням нікельованої нікельованої-поверхні мідної шини на повітрі, серйозно вплине на якість зварювання, тоді як шар нікельованого покриття може ефективно ізолювати кисень і підтримувати зварювальну зону чистою. У той же час нікель має хорошу змочуваність припоєм (таким як олов’яний-сплав, -безсвинцевий припій), що може знизити температуру зварювання, скоротити час зварювання, зробити паяні з’єднання повнішими та міцнішими та ефективно зменшити кількість дефектів зварювання, таких як холодне паяння та відпаювання.

 

У реальному промисловому виробництві процес волочіння поверхневого дроту та технологія нікелювання зазвичай утворюють тісний синергетичний зв’язок. По-перше,оголена мідна шинапроходить попередню обробку за допомогою процесу волочіння дроту для видалення поверхневих домішок і формування відповідної мікроскопічної грубої структури; потім виконується нікелювання, щоб іони нікелю могли бути заповнені лініями, утвореними волочінням дроту, щоб утворити «мозаїчну» структуру покриття, що не тільки покращує адгезію покриття, але й додатково покращує загальний захист та електричні характеристики. З постійною появою нових матеріалів і нових технологій процес волочіння поверхневого дроту та технологія нікелювання розвиватиметься в більш інтелектуальному, екологічному та вишуканому напрямку в майбутньому та продовжуватиме надавати сильний поштовх для технічної модернізації та ітерації продуктів у галузі виробництва чистих мідних шин.