專利名稱:鐵金屬基底的化學(xué)鍍銅的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種對(duì)鐵金屬基底(底物;Substrates)進(jìn)行化學(xué)鍍銅(electroless copper plating)的方法。
背景技術(shù):
對(duì)于不用電鍍方法在鐵金屬基底上形成鍍銅層,已提出了許多處理方法。一般在金屬基底上形成鍍銅層所用的處理溶液都為與一種或多種添加劑材料相結(jié)合的無機(jī)銅鹽的酸性水溶液,諸如硫酸銅溶液,這些添加劑材料起增強(qiáng)鍍銅層沉積及/或增強(qiáng)形成鍍銅層特性的作用。
已有技術(shù)中所描述的許多組合物和工藝方法大體已令人滿意,不過,用于將銅層鍍到鐵金屬基底上的處理鍍液槽部件都受到這些處理組合物的影響,產(chǎn)生了一些困難。但這種處理仍普遍用于金屬拉絲工藝。
本領(lǐng)域所用許多溶液對(duì)化學(xué)鍍銅工藝或周圍所用的設(shè)備都可能具有極大的腐蝕性。尤其,對(duì)金屬基底進(jìn)行涂鍍的裝置和將金屬基底傳送穿過處理溶液的裝置都常常遭到腐蝕。這些裝置通常是鐵金屬部件,修理及更換又常昂貴,因此,最好使鍍液對(duì)它們的腐蝕作用減到最小。
US 3793037公開了一種適宜于對(duì)鐵金屬尤其鋼絲表面進(jìn)行化學(xué)鍍銅的鍍液,這種鍍液包含一種含銅離子,氯、溴、碘離子,聚亞烷基二醇和起抑制劑作用的叔胺化合物的酸性水溶液。優(yōu)選的處理溶液包含高濃度的氯離子。但沒有公開用于進(jìn)行涂鍍處理的設(shè)備。
最好提供一種處理溶液,它既能對(duì)鐵金屬表面進(jìn)行鍍銅,同時(shí)又限制處理溶液對(duì)涂鍍?cè)撎幚砣芤核貌考母g作用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種連續(xù)金屬拉絲方法,其中將鐵金屬拉伸穿過多套模具,其中通過將金屬絲傳送穿過一個(gè)利用輸送裝置的鍍液槽,在金屬絲兩個(gè)拉伸階段之間,通過化學(xué)鍍銅步驟,對(duì)該金屬絲進(jìn)行在線涂鍍,該輸送裝置包括與該鍍液槽中溶液接觸的鐵金屬部件,該鍍液槽內(nèi)盛有一種包含銅離子、溴離子,水可溶潤(rùn)滑劑和抑制劑化合物的一種水溶液,使該銅鍍層沉積在該鐵金屬表面上。
還提供了一種處理組合物和若干濃縮組合物。
發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案采用本發(fā)明的方法可處理各種類型的鐵金屬基底。本方法不需用電流,可在鐵金屬表面上形成光亮牢固的銅鍍層。
現(xiàn)發(fā)現(xiàn)本方法特別適宜于在對(duì)金屬絲進(jìn)行拉伸操作之前及/或隨后處理鋼絲,因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)所形成的銅鍍層在拉伸操作之后仍然保持其粘著力。
尤其,本發(fā)明特別適用于處理作為金屬絲基底的碳鋼。
在特別優(yōu)選的技術(shù)中,待鍍銅處理的金屬絲被拉伸穿過幾套模具,并在拉伸或進(jìn)一步拉伸金屬絲之前進(jìn)給穿過鍍銅溶液。金屬絲一般是環(huán)繞浸泡在鍍銅溶液中的幾個(gè)滑輪而被送入的?;喴话阌伤芰匣蝾愃撇牧现瞥刹⒈谎b在一般為不銹鋼的鐵金屬轉(zhuǎn)軸上。利用多個(gè)這種滑輪和其轉(zhuǎn)軸來延長(zhǎng)金屬絲基底在鍍銅溶液中的浸泡時(shí)間。這些轉(zhuǎn)軸及在工作液中可能存在的其它鐵金屬部件會(huì)受到酸性鍍液的腐蝕,本發(fā)明人已確認(rèn),其腐蝕速率及程度對(duì)工作液中氯離子的濃度特別敏感。這些鐵金屬部件一般都是長(zhǎng)期地,甚至在許多情況下永久地被浸泡在該處理溶液中,直至某些部件必須修理為止,或例如,直至必需清理干凈并重新加入這些處理鍍液槽為止。
在處理鍍液槽中的金屬部件一般都是鐵金屬的,而且是由不銹鋼制成的。不銹鋼是一種被鈍化了的金屬基底,基本上不會(huì)在該處理溶液中鍍上銅的。但這些部件會(huì)遭遇到這種處理的腐蝕性質(zhì)的侵蝕。其轉(zhuǎn)軸由于金屬絲拉伸過程一般也會(huì)經(jīng)受高度的應(yīng)力,因此轉(zhuǎn)軸一般被制成高規(guī)格的。因此,它們的修理和維護(hù)會(huì)很昂貴。延長(zhǎng)處理鍍液槽部件的壽命,尤其對(duì)這些轉(zhuǎn)軸,是特別需要的。
另外,本發(fā)明的鍍液可用于任何其中不希望出現(xiàn)氯離子的涂鍍過程。
本發(fā)明的工作鍍液是一種內(nèi)含銅離子的酸性水溶液,其pH值在約0-約3范圍,優(yōu)選至少0.01,更優(yōu)選在約0-約2的范圍,最優(yōu)選在約0.05-約1.5的范圍,尤其在約0.2-約0.4的范圍。
該處理鍍液槽中銅離子的濃度優(yōu)選為該溶液的約0.1-20重量%,更優(yōu)選數(shù)量在該溶液的約0.2-14重量%范圍,最優(yōu)選在該溶液的約0.5-4重量%范圍,尤其約在該溶液的1-2重量%范圍。該處理鍍液槽中銅離子的濃度優(yōu)選在約0.3重量%以上及/或9.2重量%以下。可以任何適宜方式將銅離子摻入鍍液中,諸如摻入銅金屬及/或各種銅鹽。唯一的要求是任何所用銅的形式,它都能形成含水酸性鍍液,含有所需銅離子的含量,pH值在理想范圍內(nèi),而且與銅離子一起摻入的離子對(duì)該溶液或其操作或?qū)λ纬傻腻冦~層品質(zhì)均不會(huì)構(gòu)成顯著有害影響。
在本發(fā)明的一組優(yōu)選實(shí)施方案中,用硫酸銅作為含水酸性鍍液中的銅離子源。另外,用這種鍍?nèi)?,可通過添加某種酸保持鍍液pH值在所需范圍。選擇的這種酸應(yīng)對(duì)鐵金屬基底有均勻酸蝕作用,而不致引起不溶性沉淀。這種酸也可有助于抑制劑化合物的溶解。優(yōu)選采用無機(jī)酸,如硫酸。
在所用含水酸性鍍液含有這些硫酸根離子的情況下,它們一般含有量在該溶液的約0.1-50重量%的范圍,當(dāng)然,應(yīng)當(dāng)懂得,其它銅鹽也可用作為銅離子源,諸如氯化銅、溴化銅、硝酸銅、醋酸銅、檸檬酸銅、苯甲酸銅、偏硼酸銅、丁酸銅、甲酸銅、氨基磺酸銅等,其它酸也可用于調(diào)節(jié)鍍液的pH值。但也應(yīng)當(dāng)懂得,利用其它這些鹽或酸,特別是那些含鹵離子的,要特別小心的是,對(duì)這些離子尤其氯離子的引入量不得超過其存在于該溶液中不構(gòu)成有害影響的最大量。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn),在化學(xué)鍍銅溶液中,相當(dāng)?shù)偷穆入x子濃度都能導(dǎo)致本發(fā)明金屬拉絲過程所用鐵設(shè)備的腐蝕。因此,對(duì)于本發(fā)明方法要基本排除氯離子。優(yōu)選地是,保持氯離子濃度在約1.0g/l(克/升)以下,更優(yōu)選在約0.5g/l以下,進(jìn)一步優(yōu)選在約0.1g/l以下,最優(yōu)選在約0.05g/l以下。
本申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn),通過用溴離子取代氯離子的方法,可以克服化學(xué)鍍銅溶液中與排除氯離子有關(guān)的諸如銅層粘附性差的問題。
另外,本發(fā)明鍍液可用于不希望氯離子存在的任何涂鍍過程。
優(yōu)選通過對(duì)處理溶液添加溴化物鹽的方法提供溴離子,例如添加溴化堿金屬、溴化銨、溴化堿土金屬、或其混合物。優(yōu)選采用溴化鈉。溴離子的含量約在該溶液的0.0005-5重量%的范圍,優(yōu)選約在該溶液的0.001-2.5重量%,最優(yōu)選約在0.01-1重量%的范圍。
水溶性潤(rùn)滑劑,優(yōu)選選自聚亞烷基二醇、烷氧基化脂肪酸和烷氧基化甘油三酯。優(yōu)選地是,在采用烷氧基化脂肪酸和烷氧基化甘油三酯時(shí),要選擇乙氧基化脂肪酸和乙氧基化甘油三酯。
最優(yōu)選地是,用聚亞烷基二醇作為本發(fā)明的水溶潤(rùn)滑劑,優(yōu)選選自聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇。聚亞烷基二醇分子量最好在約600以上,優(yōu)選分子量在約1000-20000的范圍,更優(yōu)選在約1500-10000的范圍。其分子量?jī)?yōu)選可在2500以上及/或7000以下,尤其3200以上及/或5800以下。最優(yōu)選地是,聚亞烷基二醇的分子量在約4000。優(yōu)選地是,聚亞烷基二醇是聚乙二醇。
在該處理用溶液中,聚亞烷基二醇的數(shù)量應(yīng)隨所用聚二醇的具體重量而變化。一般來說,已經(jīng)發(fā)現(xiàn),聚亞烷基二醇的分子量越高,達(dá)到理想結(jié)果在處理用溶液中其所需濃度越低。一般,聚亞烷基二醇比不用這種化合物的鍍液會(huì)構(gòu)成更清潔、附著力更強(qiáng)的鍍層。最好,在處理用鍍液槽中聚亞烷基二醇的數(shù)量約在該溶液的0.0005重量%到最多達(dá)到鍍液中其飽和濃度的范圍,數(shù)量約在該溶液的0.001-1.0重量%范圍是優(yōu)選的,一般材料分子量越低,采用的濃度越高,反之亦然。
本發(fā)明鍍液也包含至少一種抑制劑化合物。在本發(fā)明的一組優(yōu)選實(shí)施方案中,它是一種叔胺化合物,其結(jié)構(gòu)式為Ra-N[(CH2)nR′]b,其中a=0或1;b=2或3;a+b=3;n=0至4;R選自任選取代的C1-8烷基和任選取代的C2-8鏈烯基,其中任選取代基選自羥基或鹵素;及R′是苯基或單或多取代的苯基,其中該取代基選自一個(gè)或多個(gè)鹵素原子,一個(gè)或多個(gè)C1-8烷基和C2-8鏈烯基。
該胺化合物是鍍銅處理的一種抑制劑。沒有這種抑制劑,形成的鍍銅易為多孔的及/或?qū)λ兘饘倩渍持患?。這種抑制劑的存在可使鍍銅逐漸堆積,而且仍然很快,足以構(gòu)成有效的在線處理。所處理的基底與沒有抑制劑的相比具有更光亮、更清潔、更粘著的銅鍍層。
這種抑制劑,通常是一種胺化合物,其含量應(yīng)約為該溶液的0.00005重量%,最多達(dá)到溶液的飽和含量。優(yōu)選地是,這種胺化合物用量應(yīng)約在該溶液的0.0001-0.1重量%的范圍內(nèi)。
這種胺化合物例如選自三苯胺、三芐胺、三苯乙基胺、N,N,N三(4-苯基丁基)胺、羥甲基二芐基胺、2-羥乙基二芐基胺、4-氯代丁基二苯胺、4-碘代丁基二苯胺、3-溴代丙基二苯胺,單、二和三甲基取代的三苯胺,和單、二和三氯取代的三芐胺。最優(yōu)選用三芐胺作為抑制劑。
此外,可對(duì)處理溶液加入例如一些有機(jī)溶劑、pH調(diào)節(jié)化合物的組分,包括緩沖劑、金屬離子多價(jià)螯合劑和緩蝕劑。
在本發(fā)明一組另外的實(shí)施方案中,提供了一種濃縮制劑??梢詫?duì)用戶提供這種濃縮物,隨后通過將濃縮物添加至水中制成一種工作液,或可將其用于補(bǔ)充預(yù)制備溶液。這種濃縮制劑包括水可溶潤(rùn)滑劑、溴化物鹽、抑制劑、有機(jī)溶劑、酸優(yōu)選為硫酸、和水。水可溶潤(rùn)滑劑優(yōu)選為聚亞烷基二醇,其含量約在0.5-20重量%的范圍,尤其1重量%以上,優(yōu)選約2-15重量%,更優(yōu)選約5-12重量%,最優(yōu)選濃度約在該濃縮制劑的10重量%。
溴化物鹽,優(yōu)選溴化堿金屬,溴化銨及/或溴化堿土金屬,更優(yōu)選溴化堿金屬,其含量約在0.01-5重量%的范圍,優(yōu)選約0.1-5重量%,更優(yōu)選約0.5-1.5重量%,最優(yōu)選濃度約在該濃縮制劑的1重量%。
至少一種抑制劑,優(yōu)選三芐胺,其含量約在該濃縮制劑的0.01-2重量%范圍,優(yōu)選約0.1-1.5重量%。
有機(jī)溶劑優(yōu)選含量約在該濃縮制劑的0.1-20重量%,優(yōu)選約0.5-20重量%,更優(yōu)選約5-10重量%。
酸,優(yōu)選為硫酸,更優(yōu)選濃度為77%或96%的硫酸,其含量范圍約在該濃縮制劑的0.01-80重量%,優(yōu)選約0.1-70重量%。
水含量范圍約在該濃縮制劑的5-95重量%,優(yōu)選約5-90重量%,更優(yōu)選在范圍約30-85重量%,最優(yōu)選約80重量%。
這種有機(jī)溶劑優(yōu)選選自醇、鏈烷烴、鏈烯烴和醚。選擇這種溶劑來溶解濃縮物中的抑制劑化合物。更優(yōu)選有機(jī)溶劑為醇,可選自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇和其異構(gòu)體。最優(yōu)選的有機(jī)溶劑是乙醇。
在優(yōu)選實(shí)施方案中,該濃縮物中各組分的比例(水可溶潤(rùn)滑劑∶溴化物∶抑制劑∶有機(jī)溶劑∶酸∶水)為1∶(0.005-0.25)∶(0.001-0.2)∶(0.2-5)∶(0.0005-50)∶(5-50),例如為約10∶0.1∶0.02∶10∶0.01∶80。另一優(yōu)選濃縮物比例為約10∶1.3∶0.1∶5∶0.05∶95。另一優(yōu)選濃縮物比例為約2.5∶0.35∶0.025∶1∶70∶26。后一個(gè)配方允許用戶避免往鍍液中頻繁添加危險(xiǎn)的硫酸。
在一組優(yōu)選實(shí)施方案中,該濃縮制劑可用這樣的方法制成將抑制劑溶解在有機(jī)溶劑和酸中。將水可溶潤(rùn)滑劑和溴化物鹽溶于水中,將該有機(jī)溶劑溶液加至該水溶液中。以每1000升最后工作溶液約10-25升的比率加水稀釋該濃縮物。
在另一實(shí)施方案中,可以提供干燥粉或漿液形式的濃縮物,包含銅鹽,優(yōu)選硫酸銅、溴化物鹽,優(yōu)選溴化堿金屬、抑制劑,優(yōu)選三芐胺,和水可溶潤(rùn)滑劑,優(yōu)選聚亞烷基二醇。所謂“干”指的是該組合物基本無水。優(yōu)選水含量在該組合物的1重量%以下,更優(yōu)選0.5重量%。
銅鹽,優(yōu)選硫酸銅,其含量約在該濃縮制劑的50-85重量%,優(yōu)選約60-75重量%,最優(yōu)選濃度在約70重量%。
溴化物鹽,優(yōu)選溴化堿金屬,溴化銨及/或溴化堿土金屬,更優(yōu)選溴化堿金屬,其含量約在該濃縮制劑的0.01-15重量%范圍,優(yōu)選約0.1-15重量%,更優(yōu)選約1-12重量%,最優(yōu)選濃度在約10重量%。
抑制劑,優(yōu)選三芐胺,其含量約在該濃縮制劑的0.01-2重量%范圍,優(yōu)選約0.1-1.5重量%。
水可溶潤(rùn)滑劑優(yōu)選為聚亞烷基二醇,優(yōu)選地是,其含量約為該濃縮制劑的0.5-20%的范圍,優(yōu)選約2-10重量%。
優(yōu)選地是,用蒸鎦或去離子水稀釋各濃縮物制成工作液,在水中氯離子濃度一般在約0.05g/l以下。
當(dāng)用該濃縮物補(bǔ)充鍍液槽中工作液時(shí),可能必需同時(shí)攙水,以達(dá)到鍍液槽所需體積。此步驟所添加的水也應(yīng)該是低氯化物含量的水,例如氯化物含量在0.05g/l以下,而且優(yōu)選地是蒸鎦水或去離子水。
本發(fā)明包括幾種化學(xué)鍍銅方法,其中新濃縮物用于制備初始鍍銅工作液及/或,當(dāng)監(jiān)測(cè)組成表明該補(bǔ)加時(shí),補(bǔ)加溶液。補(bǔ)充液體濃縮物可能涉及分別添加銅鹽及/或酸。補(bǔ)充干燥或shinny濃縮物可能涉及單獨(dú)添加酸。
在實(shí)施本發(fā)明方法中,首先要用任何適宜清洗方法清洗待處理的鐵金屬如一段鋼絲的表面。在需要時(shí),這種清洗可包括酸浸、堿洗,而且可能包括這幾種清洗或預(yù)處理步驟的組合。優(yōu)選地是,所有這些預(yù)處理步驟都應(yīng)該涉及較低或沒有氯化物含量的組合物,優(yōu)選氯離子含量為0.05g/l以下的離子。
取決于待處理鐵金屬表面的具體結(jié)構(gòu),對(duì)于鍍銅溶液可以利用諸如浸泡、噴射、注滿等的接觸方法。在被處理鐵金屬表面是鋼絲的情況下,一般已發(fā)現(xiàn),優(yōu)選的是把金屬絲浸在鍍銅溶中。在將金屬絲浸泡在這種鍍液溶中的過程中,最好保持本發(fā)明鍍銅溶溫度在約15-85℃范圍,優(yōu)選24℃-60℃,在這些優(yōu)選條件下,一般浸泡時(shí)間約10秒至10分鐘,優(yōu)選60秒以下,更優(yōu)選在10-30秒的范圍。從鍍銅溶液中取出之后,接著用水清洗鐵金屬表面,并加以干燥。
當(dāng)按照本方法處理的鐵金屬表面是鋼絲時(shí),如果需要,在實(shí)施化學(xué)鍍銅之后,可以將一種適宜潤(rùn)滑劑涂到鍍后金屬絲上,以有利于隨后的拉伸工序。可將各種潤(rùn)滑劑材料,如本領(lǐng)域所已知的那些,諸如含各種組合物的許多肥皂,涂于鍍銅金屬絲,然后干燥其上的潤(rùn)滑涂層。然后使金屬絲受到所需的拉伸操作,已發(fā)現(xiàn)拉伸之后,在該金屬絲上的銅表面光潔度非常光亮和均勻且表現(xiàn)出粘附力好。另外,還發(fā)現(xiàn),本發(fā)明溶液也可用于形成鍍銅層,適于作為熱成型操作的潤(rùn)滑劑材料,以及一種裝飾鍍銅層。
實(shí)施例實(shí)施例1鋼絲的無氯化物鍍銅工藝裝置試驗(yàn)制備鍍銅溶液如下,為此將下述材料加至500升的水中。
五水合硫酸銅 40kg濃硫酸38l分子量4000的聚乙二醇 760g溴化鈉100g三芐胺8g攪拌該溶液直至所有化學(xué)試劑溶解。將該溶液放入一被加熱到60℃的槽中,通過拉絲機(jī),將鋼絲(直徑2-3.5mm)連續(xù)進(jìn)給環(huán)繞浸沒于該溶液中(被固定于不銹鋼軸上)的滑輪,在槽中的總時(shí)間約10秒。金屬絲引出罐之后,加以清洗,接著在繞在卷軸上之前被進(jìn)一步拉伸。
生產(chǎn)6個(gè)月之后,用上述溶液的,不必更換不銹鋼軸,而用已有技術(shù)含氯化物工藝的,在相同時(shí)期內(nèi)就不得不更換二個(gè)軸。
實(shí)施例2向1600升水加入下述化學(xué)試劑,以制備鍍銅溶液五水合硫酸銅 80kg濃硫酸 96l分子量4000的聚乙二醇 1350g溴化鈉 177g三芐胺 12.8g攪拌該溶液直至所有化學(xué)試劑溶解。把該溶液放入被加熱到58℃的槽中,按實(shí)施例1方法處理直徑0.8-1.2mm的鋼絲。
生產(chǎn)4個(gè)月之后,用上述溶液的,不必更換不銹鋼軸,而用已有技術(shù)含氯化物工藝的,在相同時(shí)期內(nèi),就不得不更換二個(gè)軸。此外,用已有技術(shù)方法,在處理了40公噸金屬絲之后,就得用新溶液替換該溶液,因?yàn)殄儗宇伾湾儗又亓孔儔模撳円翰蹓勖鲋?0公噸的金屬絲。
實(shí)施例3下述實(shí)施例說明對(duì)利用化學(xué)鍍銅處理溶液在有溴化物和氯化物源存在下的比較。溴化鈉實(shí)施例是基于以下基本沒有氯離子的配方一水合硫酸銅 35.6g/l98%硫酸 60ml/l軟化水 其余量。
將各已稱重的不銹鋼面板(316合金型)浸在保持60℃的一升的部分該溶液中。在清洗、干燥和再稱量后將該面板保留在該溶液中兩周。所有結(jié)果表示為重量損失%。在這些溶液中未添加水可溶潤(rùn)滑劑,因?yàn)樽C明用溴化物與氯化物在這方面的差異不需要它。
對(duì)不銹鋼的腐蝕試驗(yàn)溴化鈉g/l鐵金屬板重量損失%氯化鈉g/l鐵金屬板重量損失%無 0.0% 0.0 0.0%0.1 0.0% 0.1 0.001%1.0 0.0% 1.0 0.59%5.0 0.0% 5.0 2.98%15.0 0.44%15.0 8.5%
實(shí)施例4下述實(shí)施例是本發(fā)明提供的一個(gè)典型濃縮制劑,濃縮制劑(各為重量份數(shù),kg重量)PEG400090溴化鈉 12三芐胺 1.7乙醇 90硫酸96% 1.0水 加805.3達(dá)到1000。
濃縮物制成工作液將三芐胺溶解于乙醇及硫酸中。然后加水(每重量份加805.3份),溶解聚乙二醇和溴化鈉。上述濃度是一個(gè)具體實(shí)施例,應(yīng)當(dāng)明白,給定的每份重量的份數(shù)不應(yīng)將本發(fā)明范圍限制在所公開的具體數(shù)量。
為用戶提供的濃縮物可能是立即可用的包裝,它優(yōu)選包括水可溶潤(rùn)滑劑、抑制劑、溴化鈉和溶劑。然后將酸加至該水組分中,接著溶解硫酸銅。對(duì)其添加該濃縮物。
實(shí)施例5使用下述配方,代替實(shí)施例4的濃縮制劑濃縮制劑(各為重量份數(shù),kg重量)77%H2SO4641kg三芐胺 0.36kg乙醇19kgPEG4000 19kgNaBr2.5kgH2O補(bǔ)足至1000kg。
因?yàn)榱蛩岷枯^高,故不通過單獨(dú)加入添加劑、硫酸和硫酸銅的方法來維持濃度,而是可僅用硫酸銅和一種添加劑。
該配方如下將三芐胺(TBA)預(yù)溶解于乙醇和溶解于少部分H2SO4中,如實(shí)施例4中所述。雖然可將濃縮物配制成比用77%H2SO4配得更濃,并在用介質(zhì)的生產(chǎn)中,雖然可將該濃縮物用于中、高或最高濃度的硫酸中,但因?yàn)橛袝r(shí)或在特殊情況下這種酸可能含有雜質(zhì),如果把它制得比用如77%硫酸的更濃,雜質(zhì)就會(huì)釋放出溴來,所以這里僅采用77%的濃度。
可以采用類似的混合物,使之可用于在處理線材形式的金屬絲的生產(chǎn)線上的條件。在以成卷形式處理金屬絲的情況下,酸耗可能低,如因?yàn)闄C(jī)械損失低,因此可能需要高硫酸含量的產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)拉絲方法,其中將鐵金屬拉伸穿過多套模具,其中通過將金屬絲傳送穿過一種應(yīng)用輸送裝置的鍍液槽,在兩個(gè)拉絲階段之間通過化學(xué)鍍銅的步驟對(duì)金屬絲進(jìn)行在線涂鍍,該輸送裝置包括與鍍液槽中溶液接觸的鐵金屬部件,該鍍液槽裝盛有一種含銅離子、溴離子、水可溶潤(rùn)滑劑和抑制劑化合物的水溶液,從而使銅鍍層沉積在該鐵表面上。
2.按照權(quán)利要求1的方法,其中在鍍銅步驟之后和在下游拉絲階段之前,立即在線清洗和干燥銅絲。
3.一種通過化學(xué)鍍銅工藝對(duì)鐵金屬進(jìn)行鍍銅的方法,其中使該金屬表面與包括銅離子、溴離子、水可溶潤(rùn)滑劑和抑制劑化合物的水溶液相接觸,其中該組合物基本不包括氯化物離子。
4.按照權(quán)利要求3的方法,其中氯離子濃度被維持在1.0g/l以下。
5.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法,其中該抑制劑化合物是一種叔胺,其化學(xué)通式為Ra-N[(CH2)nR′]b,其中a=0或1;b=2或3;a+b=3;n=0至4;R選自任選取代的C1-8烷基和任選取代的C2-8鏈烯基,其中任選取代基選自羥基或鹵素;及,R′是苯基或單或多取代的苯基,其中取代基選自一個(gè)或多個(gè)鹵素原子,一種或多種C1-8烷基和C2-8鏈烯基。
6.按照權(quán)利要求3的方法,其中該叔胺化合物是三芐胺。
7.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法,其中該水可溶潤(rùn)滑劑選自聚亞烷基二醇、烷氧基化脂肪酸和烷基化甘油三酯,優(yōu)選為聚亞烷基二醇,最優(yōu)選為聚乙二醇,優(yōu)選其分子量在1,000-20,000范圍。
8.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法,其中該水溶液中,溴化物濃度在該溶液的0.0005-5重量%范圍。
9.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法,其中在該水溶液中,抑制劑濃度在該溶液的0.00005重量%到最多約抑制劑在溶液中達(dá)到飽和點(diǎn)的范圍。
10.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法,其中該水溶液中,銅離子濃度在該溶液的0.1-20重量%范圍。
11.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法,其中該水溶液中,pH值在0-3的范圍。
12.按照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法,其中監(jiān)測(cè)該溶液的組合物,根據(jù)需要,通過添加由以下物質(zhì)組成的液體濃縮物來補(bǔ)充該溶液一種水可溶潤(rùn)滑劑,其范圍在該濃縮制劑的0.5-20重量%;至少一種溴化物鹽,選自溴化堿金屬、溴化銨和溴化堿土金屬,對(duì)于所有溴化物鹽含量其范圍為該濃縮制劑的0.01-5重量%至少一種抑制劑,所有抑制劑的總和的范圍在該濃縮制劑的0.01-2重量%;有機(jī)溶劑,其范圍在該濃縮制劑的0.1-20重量%;酸,其范圍在該濃縮制劑的0.01-80重量%;和水,其范圍在該濃縮制劑的5-95重量%。
13.按照權(quán)利要求12的方法,其中該水可溶潤(rùn)滑劑含量在該濃縮制劑的2-15重量%的范圍;至少一種溴化物鹽,選自溴化堿金屬、溴化銨和溴化堿土金屬,所有溴化物鹽含量范圍為該濃縮制劑的0.1-5重量%一種抑制劑,其范圍在該濃縮制劑的0.01-2重量%;有機(jī)溶劑,其范圍在該濃縮制劑的0.5-20重量%;酸,其范圍在該濃縮制劑的0.01-80重量%;和水,其范圍在該濃縮制劑的5-90重量%。
14.按照權(quán)利要求12的方法,其中該水可溶潤(rùn)滑劑優(yōu)選為聚亞烷基二醇,其優(yōu)選濃度在該濃縮制劑的5-12重量%的范圍;該溴化物鹽優(yōu)選為溴化堿金屬,其優(yōu)選濃度在該濃縮制劑的0.5-1.5重量%;該抑制劑優(yōu)選為三芐胺,其優(yōu)選濃度在該濃縮制劑的0.1-1.5重量%的范圍;和該有機(jī)溶劑優(yōu)選是乙醇,其優(yōu)選濃度范圍在該濃縮制劑的5-10重量%;該酸優(yōu)選為硫酸,其含量約在該濃縮制劑的0.01-80重量%的范圍。
15.按照權(quán)利要求12的方法,其中該溶液是通過獨(dú)立地添加銅離子和酸來補(bǔ)充的。
16.按照前述權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)的方法,其中監(jiān)測(cè)該溶液的組成,并根據(jù)需要通過添加干濃縮物補(bǔ)充該溶液,濃縮物包含一種銅鹽,其含量在該濃縮制劑的50-85重量%;至少一種溴化物鹽,選自溴化堿金屬、溴化銨和溴化堿土金屬,對(duì)于所有溴化物鹽其含量在該濃縮物的0.1-15重量%范圍一種抑制劑,其含量在該濃縮物的0.01-2重量%范圍;和一種水可溶潤(rùn)滑劑,其含量在該濃縮物的0.5-20重量%范圍和任選,酸。
17.一種濃縮制劑,包含一種水可溶潤(rùn)滑劑,其范圍在該濃縮制劑的0.5-20重量%,至少一種溴化物鹽,選自溴化堿金屬、溴化銨和溴化堿土金屬,全部溴化物鹽的范圍約在該濃縮制劑的0.01-5重量%;至少一種抑制劑,全部抑制劑的總和的范圍在該濃縮制劑的0.01-2重量%;有機(jī)溶劑,其范圍在該濃縮制劑的0.1-20重量%;酸,其范圍在該濃縮制劑的0.01-80重量%;和水,其范圍在該濃縮制劑的5-95重量%。
18.按照權(quán)利要求17的濃縮制劑,其中該水可溶潤(rùn)滑劑含量在該濃縮制劑的2-15重量%的范圍;該至少一種溴化物鹽,選自溴化堿金屬,溴化銨和溴化堿土金屬,全部溴化物鹽含量范圍約在該濃縮制劑的0.1-5重量%;該抑制劑含量在該濃縮制劑的0.01-2重量%范圍;該有機(jī)溶劑含量在該濃縮制劑的0.5-20重量%范圍;該酸含量在該濃縮制劑的0.01-80重量%范圍;該水含量在該濃縮制劑的5-90重量%范圍;
19.按照權(quán)利要求17或18的濃縮制劑,其中該水可溶潤(rùn)滑劑優(yōu)選為聚亞烷基二醇,其濃度范圍在該濃縮制劑的5-12重量%;該溴化物鹽優(yōu)選為溴化堿金屬,其優(yōu)選濃度在該濃縮制劑的0.5-1.5重量%;該抑制劑優(yōu)選為三芐胺,其優(yōu)選濃度在該濃縮制劑的0.1-1.5重量%范圍;該有機(jī)溶劑優(yōu)選為乙醇,其優(yōu)選濃度在該濃縮制劑的5-10重量%范圍;該酸優(yōu)選為硫酸(96%),其含量在該濃縮制劑的0.01-1重量%范圍。
20.一種化學(xué)鍍銅水溶液,包括銅離子、溴離子、水可溶潤(rùn)滑劑和抑制劑化合物,其中該組合物為基本不包含氯離子。
21.按照權(quán)利要求20的溶液,其中該氯離子濃度被維持在1.0g/l以下。
22.一種干濃縮物,包含一種銅鹽,其含量在該濃縮制劑的50-85重量%;至少一種溴化物鹽,選自溴化堿金屬、溴化銨和溴化堿土金屬,其含量在該濃縮物的0.01-15重量%范圍;一種抑制劑,其含量在該濃縮物的0.01-2重量%范圍;和一種水可溶潤(rùn)滑劑,其含量在該濃縮物的0.5-20重量%范圍;
23.按照權(quán)利要求22的干濃縮物,其中該銅鹽含量在該濃縮制劑的50-85重量%范圍;至少一種溴化物鹽,選自溴化堿金屬、溴化銨和溴化堿土金屬,其含量在該濃縮物的0.1-15重量%范圍;該抑制劑含量在該濃縮制劑的0.01-2重量%范圍;該水可溶潤(rùn)滑劑含量在該濃縮物的0.5-20重量%范圍;
24.一種包含按照權(quán)利要求22或23的濃縮物的包,另外它還包含一種含水酸性溶液作為一種單獨(dú)的組分。
25.一種生產(chǎn)權(quán)利要求17-19任一項(xiàng)的濃縮制劑的方法,包括步驟(a)將該抑制劑溶解于該有機(jī)溶劑和酸中(b)將該水可溶潤(rùn)滑劑和溴化物鹽溶解于水中;和(c)將(a)加至(b)中。
26.一種化學(xué)鍍銅方法,其中通過用水稀釋權(quán)利要求17-19任一項(xiàng)的濃縮物并添加其數(shù)量能使溶液中銅離子濃度達(dá)到0.1-20重量%的一種銅鹽的方法,配制一種鍍銅水溶液。
27.一種化學(xué)鍍銅方法,其中通過用水稀釋權(quán)利要求22或23的干濃縮物并添加一種酸來形成按照權(quán)利要求3-11任一項(xiàng)所定義的溶液,制備一種鍍銅水溶液。
全文摘要
本發(fā)明提供一種連續(xù)金屬拉絲方法,其中將鐵金屬拉伸穿過多套模具,其中通過將金屬絲傳送穿過一種應(yīng)用輸送裝置的鍍液槽,在金屬絲兩個(gè)拉伸階段之間,通過化學(xué)鍍銅步驟,對(duì)該金屬絲進(jìn)行在線涂鍍,該輸送裝置包括與該鍍液槽中溶液接觸的鐵金屬部件,該鍍液槽裝盛有一種包含銅離子、溴離子、水可溶潤(rùn)滑劑和抑制劑化合物的一種水溶液,使該銅鍍層沉積在該鐵金屬表面上。也描述了一種處理組合物,以及一些干或液體濃縮組合物。
文檔編號(hào)C23C18/38GK1492943SQ01822951
公開日2004年4月28日 申請(qǐng)日期2001年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月29日
發(fā)明者K·布朗, K 布朗, T·H·波維爾, 波維爾 申請(qǐng)人:坎梅陶爾股份有限公司