Медные сплавы широко используются в электротехнике, электронике, автомобилестроении и точном машиностроении, где крайне важны превосходная проводимость, внешний вид и качество поверхности. В процессе прокатки, штамповки, хранения и обработки поверхность материала часто загрязняется прокатными маслами, остатками окисления, органическими соединениями и частицами из воздуха. Эти загрязнения не только снижают адгезию, но и уменьшают естественный металлический блеск медной поверхности. В этом проекте для заказчика основными задачами были эффективное удаление поверхностных загрязнений и получение заметно более яркой и чистой поверхности перед последующей обработкой.
Решение было предоставлено системой атмосферной плазмы Keylink, оснащенной специально разработанным вращающимся плазменным факелом (H).2 Плазменная горелка для удаления окислов. Стандартная вращающаяся плазменная горелка имеет диаметр пламени 40 мм, в то время как доступны более крупные конфигурации горелок с диаметром пламени до 100 мм для обработки более широких листов и рулонов. Вращающаяся конструкция плазмы обеспечивает высокоравномерное распределение энергии по всей обрабатываемой области, что приводит к стабильной эффективности очистки и превосходной стабильности процесса.
Листы и валки из медного сплава имели толщину 0,125 мм и обрабатывались с использованием газовой смеси, состоящей из 5% водорода (H₂) и 95% азота (N₂). Водород эффективно восстанавливает тонкие оксидные слои и способствует удалению углеводородных загрязнений, а азот стабилизирует плазменный разряд, обеспечивая надежную и воспроизводимую работу. Процесс обработки атмосферной плазмой удаляет загрязнения на молекулярном уровне без механического контакта, сохраняя целостность тонкого медного материала.
Начальная скорость обработки составляла 10 мм/секунду при использовании одного вращающегося плазменного факела. В зависимости от выбранной газовой смеси, параметров процесса и требований к очистке, можно достичь более высоких скоростей производства. Для крупносерийного производства можно установить второй или третий вращающийся плазменный факел в вертикальном положении, что значительно увеличит производительность при сохранении превосходной равномерности очистки.
Эффективность очистки была подтверждена измерениями краевого угла смачивания до и после обработки плазмой. Образцы с более сильным загрязнением показали средний краевой угол 104,74°, в то время как образцы с меньшим загрязнением показали средний угол 95,5° до обработки. После обработки плазмой средний краевой угол смачивания снизился до 28,5°, как показано на прилагаемом графике. Это существенное снижение подтверждает эффективное удаление поверхностных загрязнений и значительное увеличение поверхностной энергии.
Помимо измеримого улучшения смачиваемости, заказчик отметил заметно более яркий и однородный вид металлической поверхности после обработки. Удаление поверхностных пленок и легких оксидных загрязнений восстановило естественный блеск медного сплава, что помогло материалу соответствовать как техническим, так и визуальным требованиям к качеству. Более чистая и яркая поверхность также обеспечила улучшенные условия для нанесения покрытий, печати, пайки, сварки и клеевого соединения.
В заключение
В данном примере показано, как системы атмосферной плазмы Keylink сочетают в себе передовую технологию вращающейся плазмы, оптимизированную химию газов H₂/N₂ и масштабируемые производственные возможности для обеспечения превосходной очистки листов и валов из медных сплавов. Система не только улучшает поверхностную энергию и адгезионные характеристики, но и повышает визуальный вид материала, позволяя производителям соответствовать строгим требованиям заказчиков, одновременно повышая эффективность производства за счет гибких конфигураций с несколькими горелками.
Улучшение краевого угла смачивания после плазменной обработки поверхности.
