Analiza tehnologiei de trefilare și nichelare în procesul de tratare a suprafeței barelor colectoare din cupru goale

În procesul de producție și fabricație a barelor colectoare de cupru goale pe tot parcursul ciclului lor de viață, procesul de tratare a suprafeței este ca o verigă cheie care oferă produsului o „a doua viață”. Printre acestea, procesul de trefilare la suprafață și tehnologia de nichelare sunt cele două metode de bază de tratare. De la nivel microscopic la nivel macroscopic, ele modelează performanța și durata de viață a barei electrice în toate aspectele. Importanța lor este de la sine-evidentă.

 

 

Procesul de trefilare la suprafață este în esență o tehnologie de modificare a suprafeței bazată pe principiul prelucrării mecanice. Miezul său constă în construirea unei microstructuri obișnuite pe suprafața barei de transport la sol prin efecte fizice specifice. În mod specific, echipamentul de trefilare utilizat în mod obișnuit în practica de producție este împărțit în principal în mașini de trefilare cu role și mașini de trefilare cu centură de nisip. Mașina de trefilare cu role folosește role din carbură cu modele diferite pentru a genera mișcare relativă cu suprafața barei colectoare de cupru sub antrenarea motorului și „replica” modelele de pe suprafața rolei la suprafața barei colectoare de cupru prin presiune; mașina de trefilare a curelei se bazează pe o curea de nisip cu rulare de-înaltă viteză pentru a tăia suprafața electrică BusBar prin efectul de șlefuire al particulelor de nisip.

 

În funcționarea efectivă, operatorul trebuie să ajusteze cu precizie diferiții parametri ai echipamentului de trefilare în conformitate cu specificațiile, materialele și cerințele finale ale aplicației BusBar pentru ABB. De exemplu, pentru barele colectoare din cupru mai subțiri, sunt necesare o viteză mai mică de trefilare a sârmei (aproximativ 5-10 m/min) și o presiune mai mică (0,1-0,3 MPa) pentru a preveni deformarea barei electrice din cupru; pentru barele colectoare de cupru mai groase, viteza și presiunea pot fi crescute în mod corespunzător, iar efectul de suprafață ideal poate fi obținut treptat prin trefilare multiplă.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Avantajele acestui proces prezintă caracteristici multi-dimensionale:

1. Îmbunătățirea valorii estetice:După trefilarea sârmei, modelele paralele sau încrucișate formate pe suprafața barei de bus solid de cupru rup efectul de oglindă monoton al materialului original de cupru, oferind produsului o estetică industrială unică. Această suprafață texturată nu numai că îmbunătățește calitatea vizuală generală a dulapurilor de distribuție, dulapurilor de distribuție și a altor echipamente, dar facilitează și instalatorilor identificarea rapidă a barelor cu diferite funcții.

2. Conductivitate optimizată:Îndepărtarea peliculei de oxid de suprafață și a impurităților îmbunătățește semnificativ planeitatea-la nivelului atomic a suprafeței barelor de cupru. Studiile au arătat că valoarea Ra de rugozitate a suprafeței a barei Power BusBar după trefilarea fină a firului poate fi redusă de la 3-5μm inițiali la 0,5-1μm, ceea ce face contactul cu conectorul electric mai aproape și reduce rezistența de contact cu aproximativ 8%-12%. În scenariile de transmisie de mare putere, poate reduce eficient pierderile de putere și generarea de căldură.

3. Întărirea protecției suprafeței:Textura microscopică formată prin trefilare mărește suprafața într-o anumită măsură. Când se efectuează tratamente de protecție ulterioare, cum ar fi placarea cu nichel, zona de contact mai mare poate oferi mai multe locuri de legare, ceea ce crește aderența dintre placare și bara electrică cu 30%-50%, prevenind în mod eficient desprinderea placajului în timpul utilizării pe termen lung.

 

Tehnologia de placare cu nichel este un mijloc important de a construi un strat de metal funcțional pe suprafața barei colectoare de cupru goale. Principiul său se bazează pe reacția electrochimică sau reacția chimică de reducere a ionilor metalici. Conform diferitelor principii de proces, este împărțit în principal în două metode: nichel galvanizat și nichel chimic. Galvanizarea nichelului este de a face ca ionii de nichel din soluția de placare să obțină electroni pe suprafața barei de înaltă tensiune sub acțiunea câmpului electric de curent continuu și să se depună pentru a forma un strat de nichel metalic; placarea chimică cu nichel folosește un agent reducător (cum ar fi hipofosfit de sodiu) pentru a reduce și a depune ionii de nichel pe suprafața barei colectoare de cupru cu activitate catalitică fără o sursă de alimentare externă. Cele două procese au propriile lor caracteristici.

 

Nichelul galvanizat are avantajele vitezei rapide de depunere și controlabilitatea puternică a grosimii acoperirii, care este potrivită pentru producția de masă; placarea cu nichel chimic poate forma o acoperire uniformă pe suprafața formelor complexe, potrivită în special pentru tratarea găurilor oarbe, a canelurilor adânci și a altor părți.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rolul cheie al tehnologiei de placare cu nichel se reflectă în multe aspecte:
1. Salturi de rezistență la coroziune:Nichelul poate forma rapid o peliculă densă de oxid (NiO) în aer. Această peliculă de oxid are o grosime de doar câțiva nanometri, dar are o stabilitate chimică extrem de ridicată și poate bloca eficient oxigenul, umiditatea și gazele corozive să nu intre în contact cu bara de cupru. Într-o atmosferă industrială, barele de cupru goale fără placare cu nichel pot prezenta rugină evidentă în câteva luni, în timp ce barele colectoare după placarea cu nichel nu pot menține semne evidente de coroziune la suprafață timp de 3-5 ani. În mediile cu ceață sărată, cum ar fi zonele de coastă, efectul protector al stratului de nichelare este mai proeminent, ceea ce poate prelungi durata de viață a barei colectoare la 8-10 ani.

2. Îmbunătățirea sinergică a conductibilității electrice și termice:Deși conductivitatea electrică a nichelului este puțin mai mică decât cea a cuprului, acesta rămâne la un nivel ridicat (aproximativ 27% din cupru), iar conductivitatea sa termică este bună. Legătura metalurgică formată între stratul de placare cu nichel-și bara de bus placată cu nichel asigură că curentul și căldura pot fi transmise eficient între cele două interfețe metalice. În circuitele de-frecvență înaltă, stratul de placare cu nichel poate reduce eficient impactul efectului pielii și poate îmbunătăți stabilitatea transmisiei semnalului; în echipamentele cu cerințe mari de disipare a căldurii, buna conductivitate termică dintre stratul de nichelare și radiatorul ajută la disiparea rapidă a căldurii generate de bara colectoare în timpul funcționării.

3. Îmbunătățirea semnificativă a performanței de sudare:Stratul de oxid de cupru format prin oxidarea ușoară a suprafeței barelor colectoare de cupru placate cu nichel-în aer va afecta grav calitatea sudurii, în timp ce stratul de placare cu nichel poate izola eficient oxigenul și poate menține curată zona de sudare. În același timp, nichelul are o bună umectabilitate cu lipire (cum ar fi aliajul de staniu-plumb, lipirea-fără plumb), care poate reduce temperatura de sudare, poate reduce timpul de sudare, poate face îmbinările de lipit mai pline și mai ferme și poate reduce efectiv incidența defectelor de sudură, cum ar fi lipirea la rece și deslipirea.

 

În producția industrială actuală, procesul de trefilare la suprafață și tehnologia de placare cu nichel formează de obicei o relație strânsă sinergică. În primul rând,bară de cupru goalăeste pretratat prin procesul de trefilare pentru a îndepărta impuritățile de suprafață și pentru a forma o structură rugoasă microscopică adecvată; apoi se efectuează placarea cu nichel, astfel încât ionii de nichel să poată fi umpluți în liniile formate prin trefilarea sârmei pentru a forma o structură de placare „mozaic”, care nu numai că îmbunătățește aderența placajului, ci și îmbunătățește și mai mult protecția generală și performanța electrică. Odată cu apariția continuă a noilor materiale și a noilor tehnologii, procesul de trefilare a sârmei la suprafață și tehnologia de placare cu nichel se vor dezvolta într-o direcție mai inteligentă, mai ecologică și mai rafinată în viitor și vor continua să ofere un impuls puternic pentru modernizarea tehnică și iterația de produs a industriei de bare colectoare din cupru.