铜带材具有美丽的色泽及优良的导电、导热性能，广泛应用于电子、电力、家用电器、汽车及建筑装璜等领域。然而，在轧制后的存放或退火过程中，铜带表面特别是边部易产生变色，形成色斑。长期以来，这一问题一直困扰着铜带生产企业。由于铜带变色而造成的成品改制、报废及退货量相当惊人，已成为企业产品质量上档次的一个制约因素。本文主要分析铜带变色的主要原因，并提出预防措施。
1 铜带生产工艺
采用水平连铸生产铜带材的工艺，是由水平连铸获取大卷重带坯，经均匀化退火后铣面，大加工率冷轧开坯，再通过中间退火和冷轧轧至成品厚度。此外，为消除内应力和提高带材平直度，还需进行拉伸弯曲矫直和低温处理等。主要工艺流程为：配料→熔炼→水平连铸→均匀化退火→铣面→冷粗轧→中间退火→轧制→退火→成品轧制→脱脂、清洗、钝化处理→拉伸弯曲矫直→低温处理→检验→分切→包装。合理控制生产工艺参数，可生产上等铜带材。
2 铜带变色原因
铜带变色源于铜的氧化反应。铜的氧化反应多为电化学反应，也有一部分属于化学反应。在铜带生产中，能引起氧化反应的因素很多，以下介绍的是几种主要因素。
2.1 大气环境因素
2.1.1 大气相对湿度
当大气相对湿度超过临界湿度时铜带表面便会发生电化学反应，即氧化反应。这类电化学反应主要有以下几种：
①铜带卷层与层之间发生的电化学反应，又称电化学腐蚀电池效应。由于相对湿度超过临界湿度，铜带表面吸附微小水分子，若微小水分子聚积成微小水滴，水滴则与铜带形成电化学腐蚀电池，使铜带氧化变色。
②点式电化学腐蚀。铜带表面若存在划痕或凹坑将导致临界湿度下降，引起点式电化学腐蚀电池效应。
③平滑铜带表面形成的电化学腐蚀电池效应。当环境相对湿度超过平滑铜带的临界湿度时，微小水分子吸附在铜带表面形成无数的电化学腐蚀电池效应，它们并无独立的阳极和阴极，且可能在短时间内互换极性。
上述三种电化学腐蚀电池效应发生的条件是环境相对湿度达到或超过铜带的临界湿度。铜带的临界湿度并不是一个常数，它取决于铜带表面的平滑程度及污染程度，以及表面污染层吸附水分子的能力。一般来说，铜带表面的划痕、凹坑、污染层越厚，污染物吸附水分子的能力越强，则发生电化学腐蚀电池效应的临界湿度越低。有经验的操作工都知道，即使在成品铜带上摸一下，几天后此处即发生氧化变色，说明铜带被污染后临界湿度降低了。根据经验，干燥的平滑铜带发生电化学腐蚀效应的临界湿度大约为50％-60％；环境大气中的硫化物、尘埃等也会影响铜带的临界湿度。
一般来说，电化学腐蚀电池效应中发生的电极反应如下：
阳极反应：Cu→Cu2++2e-
阴极反应：2H20+O2+4e-→40H-
上述电化字腐蚀效应中，存在可被还原的氧化剂是必不可少的条件。
2.1.2 大气中的二氧化硫
工业大气中存在着二氧化硫，主要是煤及油类(柴油、汽油等)燃烧产生的。我国众多的火力发电厂、钢铁企业、千家万户的燃煤炉及无数的机动车辆无时不在排放二氧化硫。大气中的SO2被水分子氧化成SO3，并形成弱酸性H2SO4，从而降低铜带的临界湿度，加速铜带表面的电化学腐蚀电池效应发生。
2.1.3 空气中的氯化物
在沿海地区，由于海水飞溅使得其中的氯化物以极微小的颗粒随海风到处飞扬。铜带表面的氯化物会大大降低临界湿度，促使电化学腐蚀电池效应的发生。
2.1.4 大气中的尘埃和烟灰
在我国北方和西北地区空气中的尘埃很严重，某些尘埃和烟灰本身带有酸性，吸附在铜带表面易吸湿，大大降低铜带的临界湿度。尘埃和烟灰在铜带的表面形成电化学腐蚀电池效应。
2.1.5 温度
温度对铜带的氧化作用有其多面性，一方面温度的升高使氧化速率增加，另一方面环境的湿度随温度升高而减小，这两种影响同时存在。此外，铜带退火过程中，温度达到一定程度后铜可直接与空气中的氧产生化学反应，因此在退火工艺中须加氮气或二氧化碳保护，避免这种高温氧化反应，当然，也可采用真空退火。
2.2 生产工艺因素
2.2.1 铜带表面有残酸或残留水分
由于热清洗水和钝化剂是循环使用的，如果长时间不更换，将导致残酸增加，电导率升高。这种被污染的清洗水，不仅不能将经酸洗后的铜带表面洗干净，还有可能对铜带表面造成2次污染，从而使铜带表面附有残酸；轧制过程中润滑液中的水分残留在铜带上也难以去除干净。带有残酸或残留水分的铜带遇到空气中的H20，便为铜带的氧化变色提供了条件。
2.2.2 清洗水水质的影响
清洗水是用自来水制成的，一般都含有氯离子，特别是沿海城市，海水倒灌期自来水中盐浓度更高 (自来水导电率超过1 000 μs／cm)。一方面，随着盐含量的增加，导电率增大，电阻极化会减小．使腐蚀速度增加；另一方面，氯离子具有很强的氧化能力，当其在铜表面的显微缺陷处浓缩时，就会造成点状变色。
2.2.3 工艺条件的影响
2.2.3.1 除油
国内铜带轧机均存在带面除油不彻底的问题，同时工艺冷却润滑系统只用于轧辊冷却，带面得不到有效冷却，轧制过程中的变形热使轧件的出口温度达到100-200℃，特别是在轧制工艺不合理时．轧件的出口温度可达200-300 ℃，油品在带面的粘附性随带材温度升高而增强，使带材除油更加困难．从而使带面的残油量增加，加大了铜带油蚀变色的倾向。
2.2.3.2 脱脂清洗后的冷却
为**带材表面的残留物，许多厂家均采用了脱脂清洗机，在钝化后设有烘干设备，烘干温度一般在80℃以上，带材出口温度在60℃左右；在随后的冷却过程中，带材表面会吸附空气中的水分，形成“干性表面”。虽然带面已含有钝化膜(氧化抑制层)，但随贮存时间的增长，特别是在湿度比较大的环境中，还会产生缓慢的氧化腐蚀；当长时间贮存后，氧化抑制层受到损伤，含有色斑的薄弱环节处首先发生氧化腐蚀变色。
2.2.3.3 退火过程
用罩式光亮退火炉进行卷材退火时，由于温度高、加热速度快，残留的轧制油不易挥发，造成严重分解与聚合，在带面或带卷边部出现严重的色斑。
若带卷退火前停放的时间过长．表面的残留物已将带面腐蚀，在退火过程中不仅不能消除，甚至会加剧带面腐蚀。
2.2.4 板形的影响
板形**，板形**处的残油量加大，引起油蚀变色。如果带材存在边浪，特别是小边浪，成卷后侧面出现毛细吸附现象，吸附空气中的水分，在带卷侧面形成“湿性环境”，从而加大了带面的氧化反应和变色速度。若轧制时张力过大，带卷层与层之间更加紧密，残油更难挥发出来，在带面间形成油蚀变色。另外，轧辊运输或生产过程中发生的划伤、碰伤，会在铜带表面形成伤痕或凹坑，进而导致氧化变色。
2.2.5 铜带状态的影响
软态铜带，退火温度高、易脱锌，酸洗后表面出现多质铜，形成所谓的铜骨架，尤其是酸洗刷洗过程中表面易出现刷印，显微状态为凹凸状，经带有残酸的清洗水清洗后，更易附着残酸和水膜，故软态铜带比硬态铜带更易变色。
3 铜带变色的预防措施
3.1 采用红外线干燥烘房贮存带卷
铜带生产企业可采用红外线干燥烘房(或烘箱)来解决铜带卷的贮存问题。在干燥房中，铜带表面的工艺残留水分很快得以挥发，周围相对湿度较低，因此上述几种电化学腐蚀电池效应难以发生。这种方法对于铜带卷的贮存是行之有效的，但对于远距离运输，特别是出口远洋运输却无能为力。
3.2 中程运输采用密封包装、内里吸温剂或抽真空
在运输周期不超过45-50天时，可用塑料袋把铜带卷密封包装，内置非污染性吸湿剂(如硅胶)，或采用抽真空方式。但因塑料袋密封的不彻底性及塑料薄膜尚有极小的渗气性，这种方式仍然不能适应远洋运输的需要，铜带仍有可能变色。变色原因除塑料袋密封程度不太好外，还因吸湿剂不可能装置太多(受成本限制)，一旦吸湿达到饱和态，则塑料袋内相对湿度会达到铜带的电化学腐蚀电池效应所需的临界湿度。
3.3 使用钝化剂钝化
现在绝大部分铜加工企业都使用苯并三氮唑(BTA)作为钝化剂。它是一种使用方便、经济而实用的钝化剂。当铜带通过BTA溶液时，表面的氧化膜与BTA发生络合反应，形成一种致密的络合物，起到保护铜材基体的作用，对预防铜带氧化变色具有良好的效果。
3.4 控制酸洗液的浓度
在保证洗去退火铜带表面氧化层的前提下，提高酸浓度没有任何意义。相反，酸浓度偏高，附着在铜带表面的残酸不易洗掉，并加快对清洗水的污染，造成清洗水中残酸浓度过高，致使清洗后的铜带更易变色。
3.5 控制纯水、钝化剂和热清洗水的电导率
控制纯水的电导率，亦即控制纯水中氯离子等有害物质的含量，一般控制电导率在50μS／cm以下比较**。热清洗水、钝化剂电导率的增高，主要源于运行的铜带将残酸带入，其电导率应控制在200μS／cm以下。
3.6 控制工艺条件，提高操作技能
改进轧机的除油系统，减少带面润滑剂的残留；减少轧制后带卷的停放时间，必要时可进行强冷，减少带面油蚀机会；提高工人的操作技能，控制带材的板形，减少吸附氧化变色，降低油蚀的机会；采用连续退火取代罩式炉退火，或控制带材退火时的加热速度，使带面残油尽可能挥发；控制脱脂清洗后的烘干温度，减少带面的冷凝吸附，防止变色。铜带变色原因及预防措施铜带变色原因及预防措施铜带变色原因及预防措施铜带变色原因及预防措施
