碳钢镀铜焊丝缺陷镀层用退镀液、制备方法及电化学退镀方法与流程

本发明涉及一种碳钢镀铜焊丝缺陷镀层用退镀液、制备方法及电化学退镀方法，属于缺陷镀铜焊丝再生。

背景技术：

1、在钢铁表面镀铜具有镀层覆盖性好等优势，铜镀层对钢铁工件外观、耐蚀性和导电导热性的提高具有不可替代的作用，因此电镀铜作为钢铁表面处理的重要手段而获得了广泛的工业应用。在焊接领域，为了保证焊丝具有优异的耐蚀性、导电性和自润滑性，在实芯焊丝制造时通常在焊丝表面电镀铜制成镀铜实芯焊丝。

2、然而，由于钢铁焊丝属于较为活泼的基体，在电镀铜时容易在表面置换出疏松的铜层，产生镀层缺陷。不仅如此，铜的耐蚀性虽然较钢铁相比更好一些，但并不属于耐蚀性非常好的金属，尤其是在潮湿的环境中，表面极容易发生氧化腐蚀。镀铜焊丝的铜镀层一旦存在缺陷或发生腐蚀，将对焊接过程产生极大的不利影响。为了保证焊接效果，对于镀铜层有缺陷或者发生腐蚀的焊丝，必须退除原有镀层后再进行镀层的再生才可以使用。

3、退镀铜的过程往往分为两类，第一类采用强氧化剂（比如铬酐等）化学氧化镀铜层，第二类采用电化学溶解铜，且往往也含有铬酐促进铜镀层的电化学溶解。传统退镀铜的过程存在很多难以克服的问题，比如采用对环境有污染的铬酐，退镀液成分变化不可逆导致无法再生利用，氧化剂或电力成本高，以及对钢铁焊丝基体的腐蚀十分严重。因此开发对焊丝基体无损的环保经济的退镀方法对于碳钢镀铜焊丝的再生利用具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明第一目的是提供了一种碳钢镀铜焊丝缺陷镀层用退镀液，解决存在镀层缺陷的碳钢镀铜焊丝在退镀过程中退镀液污染大、无法再生、经济效益低以及侵蚀基体严重等技术问题。

2、本发明第二目的是提供了一种操作方便的碳钢镀铜焊丝缺陷镀层用退镀液制备方法。

3、本发明第三目的是提供了一种电化学退镀方法，镀液只刻蚀铜镀层而不侵蚀钢铁基体，退镀过程能耗低，且可以退镀液再生。

4、本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

5、一种碳钢镀铜焊丝缺陷镀层用退镀液，包括以下原料：硼砂3.0~10.0 g、乙酸钠15.0~50.0 g、op-10 1.0~2.0 g、复合抗氧化剂2.0~5.0 g、硫代硫酸钠3.0~10.0 g、硫脲50.0~80.0 g、10%的曲拉通x-100溶液200 ml、0.1 wt%向红亚铜灵乙醇溶液、氯化亚铜3.0~10.0 g和水。

6、上述碳钢镀铜焊丝缺陷镀层用退镀液基础上，复合抗氧化剂为次磷酸钠、亚硫酸钠、硼氢化钠或者甲醛中两种或者三种的组合。

7、一种碳钢镀铜焊丝缺陷镀层用退镀液制备方法，包括以下步骤：称取3.0~10.0 g的硼砂溶于500 ml的去离子水中并搅拌均匀，然后依次溶解15.0~50.0 g的乙酸钠、1.0~2.0 g的op-10、2.0~5.0 g的复合抗氧化剂、3.0~10.0 g的硫代硫酸钠、50.0~80.0 g的硫脲和200 ml 10%的曲拉通x-100溶液并搅拌均匀，然后与50~200 ml的0.1 wt%向红亚铜灵乙醇溶液混合均匀，最后加入3.0~10.0 g的氯化亚铜，搅拌至溶解后加去离子水至1000 ml后配得退镀液。

8、一种针对碳钢镀铜焊丝缺陷镀层的电化学退镀方法，包括以下步骤：

9、（1）制备退镀液；

10、（2）缺陷镀层的电化学退镀：不锈钢管作为阴极，采用需要退镀的焊丝作为阳极置于阴极管腔内，将阴阳极浸入退镀液中并保持温度为30~50 ℃，恒定阴阳极之间电压为1.0~1.3 v并使阳极连续以2 cm/min的速度在阴极管腔内移动，阳极移出退镀液后采用去离子水洗并吹干完成电化学退镀；

11、（3）退镀液的循环再生：当退镀液中铜含量高于10 g/l时，将退镀液冷却至1~5 ℃后静置12 h，将析出的结晶滤出后将退镀液加热至40 ℃，然后向退镀液中依次溶解0.5~2.0 g的复合抗氧化剂、0.3~1.0 g的硫代硫酸钠和10~20 g硫脲并搅拌均匀，完成退镀液的再生。

12、上述针对碳钢镀铜焊丝缺陷镀层的电化学退镀方法基础上，恒定阴阳极之间电压为1.1~1.25 v。

13、本发明的工作原理：

14、本发明的一种针对碳钢镀铜焊丝缺陷镀层的电化学退镀方法在退镀液配制过程中首先采用硼砂将溶液ph调为碱性，然后加入乙酸钠作为导电盐，不仅有利于电流分布的均匀性，还可以降低溶液电压降从而降低能耗。进一步，加入op-10可以降低溶液表面张力，可以保证在碱性环境中将焊丝表面微量的油污除去。退镀液中的硫代硫酸钠、硫脲以及向红亚铜灵均为亚铜离子的强络合剂，可以促使金属铜在碱性环境中溶解为亚铜离子，并保证亚铜离子的稳定；不仅如此，硫代硫酸钠、硫脲以及向红亚铜灵均不是亚铁离子强络合剂，在碱性环境中无法溶解钢铁。因此，当焊丝作为阳极退镀时，退镀液只能电化学刻蚀铜层，而对钢铁没有侵蚀。

15、在缺陷镀层的电化学退镀过程中，焊丝作为阳极不断在阴极官腔内部移动，从而实现连续退镀。退镀时恒定阴阳极之间电压为较低电压，阳极主要发生铜镀层溶解为亚铜离子，阴极主要发生亚铜离子还原为金属铜。恒定低电压不仅降低了能耗而且还可以降低或避免高过电位引起的析氢析氧等副反应，保证镀液成分的稳定。当阳极电流效率高于阴极电流效率时，退镀液长时间工作会引起亚铜离子浓度升高，当铜含量高于10 g/l时，采用退镀液的循环再生可以使亚铜离子、多种阴离子以及多种络合剂在低温下随亚铜离子结晶出来，从而实现实现镀液中亚铜离子的清除，完成退镀液的再生。

16、本发明的优点在于：

17、电化学退镀液不含铬酐等强氧化剂，退镀过程对环境污染小；阴阳极反应彼此为互补的可逆反应，退镀液体系稳定性好，且可以使退镀液再生；退镀液只刻蚀铜镀层而不侵蚀钢铁基体；退镀过程中阴阳极主反应均为单电子过程，退镀过程能耗低。本发明可以解决碳钢镀铜焊丝在退镀过程中污染大、退镀液无法再生、经济效益低以及侵蚀基体严重等技术问题，对于镀铜焊丝的再生利用以及退镀过程环保性和经济性的提高具有重要意义。

技术特征：

1.一种碳钢镀铜焊丝缺陷镀层用退镀液，其特征在于，包括以下原料：硼砂3.0~10.0g、乙酸钠15.0~50.0 g、op-10 1.0~2.0 g、复合抗氧化剂2.0~5.0 g、硫代硫酸钠3.0~10.0g、硫脲50.0~80.0 g、10%的曲拉通x-100溶液200 ml、0.1 wt%向红亚铜灵乙醇溶液、氯化亚铜3.0~10.0 g和水。

2.根据权利要求1所述碳钢镀铜焊丝缺陷镀层用退镀液，其特征在于：复合抗氧化剂为次磷酸钠、亚硫酸钠、硼氢化钠或者甲醛中两种或者三种的组合。

3.一种权利要求1或2所述碳钢镀铜焊丝缺陷镀层用退镀液制备方法，其特征在于，包括以下步骤：称取3.0~10.0 g的硼砂溶于500 ml的去离子水中并搅拌均匀，然后依次溶解15.0~50.0 g的乙酸钠、1.0~2.0 g的op-10、2.0~5.0 g的复合抗氧化剂、3.0~10.0 g的硫代硫酸钠、50.0~80.0 g的硫脲和200 ml 10%的曲拉通x-100溶液并搅拌均匀，然后与50~200ml的0.1 wt%向红亚铜灵乙醇溶液混合均匀，最后加入3.0~10.0 g的氯化亚铜，搅拌至溶解后加去离子水至1000 ml后配得退镀液。

4.一种针对碳钢镀铜焊丝缺陷镀层的电化学退镀方法，其特征在于包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述针对碳钢镀铜焊丝缺陷镀层的电化学退镀方法，其特征在于：恒定阴阳极之间电压为1.1~1.25 v。

技术总结
本发明涉及一种碳钢镀铜焊丝缺陷镀层用退镀液、制备方法及电化学退镀方法，属于缺陷镀铜焊丝再生技术领域。碳钢镀铜焊丝缺陷镀层用退镀液，包括以下原料：硼砂3.0~10.0 g、乙酸钠15.0~50.0 g、OP‑10 1.0~2.0 g、复合抗氧化剂2.0~5.0 g、硫代硫酸钠3.0~10.0 g、硫脲50.0~80.0 g、10%的曲拉通X‑100溶液200 mL、0.1 wt%向红亚铜灵乙醇溶液、氯化亚铜3.0~10.0 g和水。针对碳钢镀铜焊丝缺陷镀层的电化学退镀方法，包括以下步骤：（1）制备退镀液；（2）缺陷镀层的电化学退镀；（3）退镀液的循环再生。本发明退镀方法可以低污染、高效率的将镀铜焊丝的缺陷镀层电化学刻蚀掉，且具有能耗低、不溶解焊丝基材等优点，对于有镀层缺陷的碳钢镀铜焊丝的再生利用具有重要意义。

技术研发人员：邢希瑞,刘颖,王国光,韩军霞,田栋
受保护的技术使用者：山东省路桥集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13