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工業用銅処理における主な課題は、多くの場合、汚染を除去できないことです。銅の再び変色を防ぎます。 洗浄後の.
新しく加工された銅部品は、最初は明るく均一に見えることがあります。ただし、洗浄、乾燥、梱包、または保管後、徐々に発生する可能性があります。
黒ずみまたは黒い斑点。
水跡。
指紋の汚れ。
局所的な酸化。
表面の色が不均一。
これは、中国市場では赤銅と呼ばれることが多い商業用の純銅で特によく見られます。
では、 と尋ねると、 「銅をきれいにするのに最適な化学薬品は何ですか?」、洗浄力だけでは十分ではありません。
効果的な工業プロセスでは、次の 3 つのことを達成する必要があります。
汚染を除去し、銅基板への攻撃を最小限に抑え、洗浄後の再酸化を減らします。
油汚れ、既存の酸化層、洗浄後の変色は別の問題です。それぞれに異なる化学的アプローチが必要です。
あらゆる銅洗浄用途に対応する単一の万能化学薬品はありません。
正しい化学的性質は表面の状態によって異なります。
銅の表面状態 | 主な問題点 | 推奨される治療法 |
|---|---|---|
指紋、軽油、加工液残り | 有機汚染 | 中性または弱アルカリ性の洗剤 |
ヘビースタンピングまたはドローイングオイル | 厚い油膜 | 界面活性剤+ビルダー洗浄システム |
黒ずんだ、または軽く酸化した銅 | 酸化銅 | 弱酸性の脱酸・活性化システム |
クリーニング後の変色 | 再酸化 | 銅抑制剤またはクロムフリー不動態化 |
長期保管または梱包 | 湿気と環境腐食 | 洗浄 + 不動態化 + 完全乾燥 |
指紋、切削液の残留物、および一般的な機械加工油には、通常 、中性または弱アルカリ性の水ベースのクリーナー が適しています。
一般的な工業用配合物には次のものが含まれます。
界面活性剤;
湿潤剤;
乳化剤;
建設業者。
錯化剤;
腐食防止剤。
銅の場合、アルカリ性が強いからといって自動的に洗浄効果が高くなるわけではありません。
この配合物は、 銅表面への攻撃を最小限に抑えながら、十分な湿潤性、乳化性、分散性、およびすすぎ性を提供する必要があります。
したがって、研究開発エンジニアは油除去性能だけでなく、以下の点も評価する必要があります。
銅の適合性。
洗浄後の表面の色。
すすぎ性能。
残留レベル;
下流プロセスとの互換性。
銅がすでに黒ずんでいたり、目に見える酸化物層が形成されている場合は、通常、通常の脱脂剤では十分ではありません。
油と酸化銅は化学的には異なる種類の汚染です。
したがって、通常はさらに表面を保護する前に、弱酸 性の脱酸または活性化システムが 必要です。
ただし、過剰な酸濃度または処理時間により、次のような問題が発生する可能性があります。
オーバーエッチング。
明るさの損失。
表面粗さの増加。
不均一な外観。
正しい原則は単純です。
下の銅を過度に攻撃することなく酸化層を除去します。
銅洗浄の問題の多くは洗浄剤や不動態化剤のせいであり、すすぎ水は見落とされています。
高レベルの以下:
カルシウム;
マグネシウム;
塩化物;
鉄;
硫酸塩;
溶解した塩;
乾燥後の水跡、白い残留物、汚れ、または局所的な変色の原因となる可能性があります。
外観に敏感な銅部品の場合、低導電率水または脱イオン水で最終すすぐと、プロセスの一貫性が向上します。
すすぎも同様に重要です。なぜなら、残留物が次のとおりであるためです。
アルカリ性クリーナー。
酸;
界面活性剤;
無機塩;
錯化剤;
数時間または数日後に変色する可能性があります。
そのため、多くの場合、 洗浄後の変色は、洗浄剤の品質が悪いことが原因ではなく、すすぎが不完全であったり、下流側の保護が不十分であったりすることが原因です。
銅は一般的な耐食性に優れていますが、その表面は化学的に不活性ではありません。
洗浄後、油膜、加工残渣、自然に形成された酸化層の一部を除去する場合があります。これにより、より新鮮な銅の表面が露出します。
その表面は以下のものとより容易に反応する可能性があります。
酸素;
水分;
塩化物;
硫黄含有化合物。
指紋;
プロセス残留物。
これは、一般的な運用上の問題を説明しています。
処理直後はその部品はきれいに見えますが、保管中に変色しやすくなります。
乾燥条件も結果に影響します。
水が次の場所に閉じ込められたままになる可能性があります。
止まり穴。
溝;
重複するセクション。
積み重ねられた接触領域。
したがって、完全な銅処理プロセスでは次のことを考慮する必要があります。
洗浄→すすぎ→変色防止処理→乾燥→梱包→保管
洗浄槽そのものだけではありません。
すぐに加工して使用する部品の場合は、洗浄とその後の適切な乾燥で十分な場合があります。
ただし、多くの銅製コンポーネントは以下に耐える必要があります。
交通機関;
長期保管。
湿気の多い環境。
電気または電子的使用。
熱交換器用途。
厳しい外見要件。
このような状況では、清掃だけでは不十分なことがよくあります。
より完全なプロセスは次のとおりです。
脱脂 → 水洗 → 必要に応じて活性化 → 水洗 → クロムフリー不動態化 → 乾燥
従来のクロメートシステムは歴史的に優れた皮膜形成と耐食性を提供してきましたが、クロムを含むプロセスでは環境、廃水、労働衛生上のさらなる懸念が生じます。
特に六価クロムは、作業者の暴露管理が厳しく規制されています。
このため、工業用銅処理は、以下に基づくシステムへとますます移行しています。
有機銅抑制剤 + 有機リン化合物 + 複合皮膜形成成分。
課題は、「クロムフリー」だけでは良好なパフォーマンスが保証されないことです。
工業用配合物は依然として以下のバランスをとる必要があります。
初期吸着。
膜の均一性。
元の銅色の保持。
耐湿熱性。
保存安定性。
塩水噴霧パフォーマンス。
これが、単一の阻害剤に依存するよりも多成分製剤の方が実用的な場合が多い理由です。
洗浄後に酸化または変色する傾向がある銅部品の場合、当社のアプローチではに基づく複合システムを使用します。 DT06、DT10、および DT11.
3 つの添加剤は異なる機能を果たします。
DT06: リン酸塩と有機カルボン酸塩のブレンド
DT06 は、初期の保護環境の確立に役立ち、複合膜の形成をサポートします。
その主な機能は次のとおりです。
基本的な成膜条件を確立する。
製剤の適合性を改善する。
その後の阻害剤のパフォーマンスをサポートします。
DT06 は、水ベースの銅処理システム用に設計された無色透明の液体です。
DT10：有機ホスホン酸系
DT10は保護構造の安定性を向上させるために使用されます。
銅の不動態化パフォーマンスは次の影響を受ける可能性があります。
水質;
集中;
pH;
初期の表面状態。
DT10 は追加の安定化メカニズムを提供し、プロセスの堅牢性の向上に役立ちます。
DT11: メルカプトベンゼンベースの成分とアルカノールアミドのブレンド
DT11は防食性と耐環境性を高めるために使用されます。
硫黄含有有機官能基は銅表面と強く相互作用し、より安定した保護構造の形成に寄与します。
複合システム内で、DT11 は主に以下をサポートします。
変色防止性能。
フィルムの完全性。
長期にわたる腐食抑制。
湿気や塩水噴霧条件下での耐性。
したがって、3 つのコンポーネントからなる設計は次のように要約できます。
DT06：皮膜形成 → DT10：皮膜安定化 → DT11：長期抑制
このアプローチは、単一阻害剤システムの制限を軽減することを目的としています。
以下の配合は、濃縮銅変色防止処理の技術参考資料として使用できます。
成分 | 重量の割合 |
|---|---|
BTA | 2％ |
トリエタノールアミン | 1% |
エタノール | 6% |
DT06 | 15% |
DT10 | 10% |
DT11 | 10% |
水 | バランス |
BTA (ベンゾトリアゾール)は、銅および銅合金の腐食防止システムに広く使用されています。
銅表面に吸着し、保護構造の形成に関与します。
さらなる化学情報は PubChem から入手できます — ベンゾトリアゾール.
この参考配合物では、BTA が基本的な銅阻害機能を提供します。
ただし、BTA のパフォーマンスは次のような要因に影響されます。
集中;
pH;
水質;
表面の清浄度。
温度;
保管条件。
このため、処方では BTA と DT06、DT10、DT11 を組み合わせています。
トリエタノールアミンは 主に配合環境を調整し、選択した成分間の相溶性を改善するのに役立ちます。
その投与量は、使用溶液の pH、銅のグレード、および配合の安定性に応じて最適化する必要があります。
エタノールは 主に共溶媒として機能します。濃縮物内の選択された有機成分の溶解性と分布を改善するのに役立ちます。
濃縮製剤は使用前に希釈できます。
実際の開始範囲は次のとおりです。
使用濃度： 5～10％
処理方法： 室温浸漬
参考処理時間： 2～3分
1,000 kg の使用溶液の場合:
目標濃度 | 集中 | 水 |
|---|---|---|
5% | 50kg | 950kg |
10% | 100kg | 900kg |
最終濃度と処理時間は、以下に従って調整する必要があります。
銅グレード;
表面状態。
部品の形状。
前処理方法。
予想される保管期間。
必要とされる防錆性能。
パッシベーションの前に、銅の表面には目に見える油がない必要があります。
残留油により、処理化学物質が金属に均一に接触することが妨げられ、次のような結果が生じる可能性があります。
不完全な報道。
斑点のある色。
局所的な変色。
銅がひどく酸化している場合は、不動態化の前に酸化物を除去する必要があります。
同様に、酸性またはアルカリ性の前処理残留物は、引き込みを軽減し、浴の安定性を維持するために徹底的にすすぐ必要があります。
パッシベーション後、銅部品は長時間濡れたままにしないでください。
以下の点に特別な注意を払う必要があります。
止まり穴。
溝;
狭い隙間。
重なり合う構造。
腐食防止剤が存在する場合でも、残留水によって汚れが生じる可能性があります。
銅クーポンを使用した実験室条件下で、この複合システムはおよそ次のことを達成しました。
中性塩水噴霧に対する耐性は 18 ～ 24 時間です。
この値は、すべての製造部品の保証結果としてではなく、実験室の基準として扱う必要があります。
パフォーマンスは以下によって決まります。
銅グレード;
初期の表面状態。
処理前の清潔さ。
作業集中力。
浸漬時間。
すすぎ水。
乾燥条件。
テスト方法。
中性塩水噴霧評価では、ASTM B117 が一般的に使用される試験方法の 1 つです。 参照 ASTM B117 — 塩水噴霧試験を.
工業用認定の場合、テストは常に顧客の実際の材料、部品の形状、前処理、梱包、および保管条件を使用して実行する必要があります。
答えは表面的な問題によって異なります。
油汚れが 主な問題の場合は、中性または弱アルカリ性の水系洗浄システムを使用してください。
銅がすでに 酸化されている場合は、制御された酸性の脱酸または活性化システムを使用してください。
洗浄後の変色 が主な問題の場合、洗浄だけでは十分ではありません。より完全なプロセスには次のものが含まれる必要があります。
洗浄 + すすぎ + クロムフリー不動態化 + 乾燥
DT06、DT10、および DT11 は、洗浄後の再酸化、変色、腐食のリスクを軽減することで、この最終段階に対処することを目的としています。
銅の表面処理を理解する最も役立つ方法は次のとおりです。
油用の洗浄剤を使用してください。
酸化物の活性化化学を使用します。
洗浄後の変色には腐食防止と不動態化を行ってください。
産業用銅加工業者にとって、最適なソリューションが 1 つの汎用化学物質であることはほとんどありません。
信頼性の高いパフォーマンスは 、洗浄、すすぎ、活性化、不動態化、乾燥、保管条件を 1 つの完全なプロセスとしてマッチングすることで実現します。.
