制造导线的方法技术

一种制造金属导线的方法，包括： （Ａ）形成金属薄片； （Ｂ）切割所述薄片成至少一股导线；和 （Ｃ）将所述股线成形为具有要求的横截面形状和尺寸的所述股线。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
制造导线的方法
本专利技术涉及制造导线的方法，更具体而言，本专利技术涉及一种采用以下工序制造导线的方法，这制造工序是形成金属薄片，然后将薄片切割成一股或更多股导线，接着将这些股线加工成具有要求的横截面形状和尺寸的导线。本专利技术特别适用于制造铜导线。专利技术背景制造铜导线的常规方法包括以下工序。使电解铜(不论是电解精的、电解沉积的，还是二者)熔化，铸成棒状，再热轧成条状。接着使铜条通过拉丝模进行冷加工，在拉长导线的同时有规则地减小其直径。在一典型作业中，铜条制造商将电解铜溶液铸成铜棒，其横截面基本上呈带圆角的梯形，而其横截面面积约为7平方英寸；使这铜棒经过预加工阶段，以修整棱角，然后通过12台滚轧机，当其从滚轧机输出时便形成直径为0.3125”的铜条。接着使铜条通过标准圆拉丝模使其尺寸减小到要求的导线尺寸。典型地讲，这些缩径是在一系列机器加工中发生的，包括最后的退火工序，在某些情况下，为了软化已加工的导线，包括有几道中间退火工序。常规的铜导线生产方法消耗大量的能量，并要求大量的劳动力和投资费用。熔化，铸造和热轧作业会使产品遭到氧化和受到外来物质诸如难熔物质和滚轧物质的潜在污染，它随后会使导线拉拔机发生问题，就是通常会在拉制过程中出现导线裂纹形式的问题。凭借本专利技术的方法，与现有技术相比，能以简单而又低成本的方法生产金属导线。在一种实施方案中，本专利技术的方法利用来源于诸如铜粒、氧化铜或回收铜之类的铜；本方法不要求采用现有技术的各道工序，即产首先制造阴极铜，然后熔化、铸造和热轧这阴极，以提供铜条原料。专利技术概述本专利技术涉及一种制造金属导线的方法，包括：(A)形成金属薄片；(B)切割上述薄片，形成至少一股导线；和(C)将上述股线加工成具有要求的横截面积形状和尺寸的股线。本方法特别适用于制造铜导线，尤其是具有极细或超细直径的铜导线，例如，直径约为0.0002英寸～约0.02英寸的铜导线。附图简述在这些附图中，相同的零件和部件用相同的参考编号标示。-->图1是说明本专利技术的一种实施方案的流程图，其中铜被电淀积在一个垂直定向的阴极上以形成铜的薄片，在薄片上划线切割，然后以铜股线的形式从阴极上取下，接着再将这铜导线加工成形为具有要求的横截面形状和尺寸的铜导线。图2是说明本专利技术的另一种实施方案的流程图，其中铜被电淀积在水平定向的阴极上以形成铜的薄片，然后从阴极上取下薄片，切割成一股或多股铜导线，接着将这些铜股线加工成具有要求的横截面形状和尺寸的铜导线。图3～20阐明了按照本专利技术制造的导线的横截面形状。优选实施方案的描述按照本专利技术的方法制造的导线可以用能初始形成金属薄片的任何金属或金属合金制造。这类金属的实例包括铜、金、银、锡、铬、锌、镍、铂、钯、铁、铝、钢、铅、黄铜、青铜及上述金属的合金。这类合金的实例包括铜/锌、铜/银、铜/锡/锌、铜/磷、铬/钼、镍/铬、镍/磷等，尤其优选的是铜和铜基合金。采用二种技术之一制造金属薄片。采用诸如滚压的机械方法来减小金属带材或锭料的厚度，从而产生出锻压或轧制的金属薄片。电淀积薄片的生产方法是，通过电解方法使金属淀积在阴极圆筒上，然后将淀积金属带从阴极上剥离下来。金属薄片具有的公称厚度为约0.0002英寸～约0.02英寸，而在一种实施方案中为约0.004英寸～约0.014英寸。铜薄片的厚度有时用重量来表达，本专利技术的薄片具有的典型重量或厚度约为1/8～约14盎司/英尺2。实用的铜薄片是那些具有约3～10盎司/英尺2薄片。尤其优选由电淀积形成的铜薄片。在一种实施方案中，电淀积形成的铜薄片是在一个配备有阴极和阳极的电淀积槽中生产的。阴极可以垂直或水平放置，并呈圆形芯棒形状。阳极靠近着阴极，并具有与阴极曲线形状相符的弯曲形状，以便在阳极和阴极之间形成均匀的间隙。这阳极和阴极之间的间隙通常有约0.3～约2厘米的宽度。在一种实施方案中，阳极是不溶物，是由铅、铅合金、或镀有铂系金属的(亦即Pt、Pd、Ir、Ru)的钛或其氧化物制成。阴极具有光滑的表面，以便于接收电淀积铜，并且，在一种实施方案中，这表面是由不锈铜、镀铬不锈钢或钛制成。-->在一种实施方案中，电淀积铜薄片形成在水平放置的旋转的圆柱形阴极上，然后在阴极旋转时使其剥离下来成一薄片。将这铜薄片切割成一股或多股铜导线，然后将这些铜股线加工成具有要求的横截面形状和尺寸。在一种实施方案中，铜薄片被电淀积在垂直放置的阴极上，形成围绕阴极的一层薄的圆柱形铜皮。在这圆柱形铜皮上划线切割形成一根细的铜导线，从阴极上剥下这铜导线，然后再加工成具有要求的横截面形状和尺寸。在一种实施方案中，铜电解液在阳极和阴极之间的间隙中流动，同时电流用来在阳极和阴极间加一有效电压值，以便使铜淀积在阴极上。这电流可以是直流电或带有直流偏压的交流电。电解液通过阳极和阴极之间的间隙的流动速度通常约为0.2～约5米/秒，而在一种实施方案中为约1～约3米/秒。电解液具有游离硫酸浓度通常约为70～约170克/升，而在一种实施方案中约为80～约120克/升。电解液在电淀积槽中的温度通常约为25℃～约100℃，而在一种实施方案中约为40℃～约70℃。铜离子浓度通常约为40～约150克/升，而在一种实施方案中约为70～约130克/升，又在一种实施方案中约为90～约110克/升。氯化物游离离子浓度通常高达约300ppm，而在一种实施方案中高达约150ppm，又在一种方案中高达约100ppm。在一种实施方案中，氯化物游离离子浓度高达约20ppm，而在一种实施方案中高达约10ppm，又在一种实施方案中高达约5ppm，又在一种实施方案中高达约2ppm，而又在一种实施方案中高达约1ppm。在一种实施方案中，氯化物游离离子浓度约低于0.5ppm，或约低于0.2ppm，或约低于0.1ppm，而在一种实施方案中，它为零或基本为零。杂质的含量通常在不大于约20克/升的水平上，而典型的情况是不大于约10克/升。电流密度通常约为50～约3000安培/英尺2，而在一种实施方案中约为400～约1800安培/英尺2。在一种实施方案中，铜是利用垂直放置的旋转阴极来进行电淀积的，该阴极以切向速线高达约400米/秒旋转，而在一种实施方案中约为10～约175米/秒，又在一种实施方案中约为50～约75米/秒，而又在一种实施方案中约为60～约70米/秒。在一种实施方案中，电解液在垂直放置的阴极和阳极之间以约0.1～约10米/秒的速度向上流动，而在一种实施方案中约为1～约4米/秒，又在一种实施方案中约为2～约3米/秒。在铜电解淀积过程中，电解液可任选包含一种或多种含活性硫物质。术语“含活性硫物质”指的就是通常称为含二价硫原子的物质，这二个键直-->接与碳原子连接，同时一个或更多个氮原子还直接和碳原子连接。在这组化合物中，这双键在某些情况下可以存在于硫或氮原子与碳原子之间或交错。硫脲是一种实用的含活性硫物质。含有如下晶核的硫脲和含这组S＝C＝N的异硫代氰酸盐都是有用的。烯丙基硫脲和氨基硫脲也都是有用的。含活性硫物质在电解液中应是可溶的并与其它组分相容。在电淀积过程中，电解液里的含活性硫物质的浓度，在一种实施方案中优选高达约20ppm，和约0.1～约15ppm。铜电解液也可任选包含一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制造金属导线的方法，包括：(A)形成金属薄片；(B)切割所述薄片成至少一股导线；和(C)将所述股线成形为具有要求的横截面形状和尺寸的所述股线。2.权利要求1的方法，其中所述金属选自铜、金、银、锡、铬、锌、镍、铂、钯、铁、铝、钢、铅、黄铜、青铜、或一种或一种以上上述金属的合金。3.权利要求1的方法，其中所述金属是选自铜/锌、铜/银、铜/锡/锌、铜/磷、铬/钼、镍/铬、和镍/磷合金。4.权利要求1的方法，其中所述的金属是铜或铜基合金。5.权利要求1的方法，其中所述的金属薄片是电淀积形成的铜薄片。6.权利要求1的方法，其中所述的金属薄片是轧制的铜薄片。7.权利要求1的方法，其含有在实施工序(C)之前清洗来自工序(B)的所述股线的工序。8.权利要求5的方法，其中所述薄片在是包含有阳极和阴极的电沉积槽中形成的，所述阴极是水平放置的。9.权利要求5的方法，其中所述薄片是在包含有阳极和阴极的电沉积槽中形成的，所述的阴极是垂直放置的。10.权利要求5的方法，其中所述薄片是在电沉积槽中在实施工序(A)的过程中在阴极上形成的，而所述切割工序(B)包括同时在所述阴极上划线切割所述薄片，以形成所述股线并从所述阴极上取下所述股线。11.权利要求10的方法，其中在实施工序(B)以前，将所述阴极从电沉积槽中取出。12.权利要求5的方法，其中所述成形工序(A)包括使电解液在阳极和阴极之间流动，并在所述的阳极和阴极之间施加一有效电压值，以使铜薄片淀积在所述阴极上。13.权利要求12的方法，其中所述电解液含有的氯化物游离离子的浓度最高可达约5ppm。14.权利要求12的方法，其中所述电解液含有的氯化物游离离子的浓度最高达约1ppm。15.权利要求12的方法，其中所述电解液含有的氯化物游离离子的浓度为零。16.权利要求12的方法，其中所述电解液不含有机添加剂。17.权利要求12的方法，其中所述电解液达包含至少一种有机添加剂。18.权利要求17的方法，其中所述有机添加剂是一种明胶或活性含硫物质。19.权利要求17的方法，其中所述有机添加剂选自邻磺酰苯甲酰亚胺、咖啡碱、糖浆、瓜耳树胶、阿拉伯胶、聚乙二醇、聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·J·菲多尔，P·佩克哈姆，S·K·杨，M·A·伊蒙，R·N·赖特，S·J·科胡特，C·J·哈色加瓦，S·S·爱诺斯，R·D·德维特，
申请(专利权)人：电铜产品有限公司，
类型：发明
国别省市：