碱性无氰预镀铜工艺研究
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 文章编号:100123849(2010)0220011204
碱性无氰预镀铜工艺研究
胡德意, 袁艳伟, 刘 保, 郭淑玲, 王金玲
(江南机器集团有限公司科技部,湖南湘潭 411207)
摘要:研究了一种镀层与基体具有良好结合力、电解液分散能力和覆盖能力好的碱性无氰预镀铜工
艺,探讨了溶液成份、工艺参数对镀层质量影响。着重测定了电解液的性能如阴极电流效率、分散
能力及深镀能力以及添加剂对阴极极化的影响等,同时还测定了镀层与基体的结合力。
关 键 词:电镀;无氰;预镀铜
中图分类号:TQ153.14 文献标识码:A
StudyonCopperStrikeElectroplatingTechnology
inAlkalineCyanide2freeBath
HUDe2yi,YUANYan2wei,LIUBao,GUOShu2ling,WANGJin2ling
(ScienceandTechnologyDepartment,JiangNanMachinery(Group)Co.Ltd,XiangTan 411207,
China)
Abstract:Analkalinecyanide2freecopperstrikeelectroplatingtechnologywithexcellentadhesion,good
throwingandcoveringabilitywasinvestigated.Effectsofbathcompositionandtechnologyparameterson
thequalityofthecopperplatingwerediscussed.Thepresentstudyisfocusedonthemeasurementsofthe
propertiesoftheplatingsandtheperformanceoftheelectroplatingbath,suchascathodicpolarization
characteristics,anodicpolarizationcharacteristics,cathodiccurrentefficiency,throwingandcovering
abilityofthebathandsoon.
Keywords:electroplating;cyanide2free;copperstrikeelectroplating
引 言
氰化镀铜具有镀层结晶细致,结合力强,镀液均
镀能力、整平性、稳定性好等特点。但是氰化镀铜含
有氰化物,毒性大,污染环境,危害操作者健康与社
会稳定,多年来寻找可替代的镀铜工艺一直是电镀
工作者的研究方向。在国内最早是20世纪70年代
以武汉材料保护研究所为代表的焦磷酸盐镀铜[1]、
南京大学化学系络合物研究所与邮电部无氰电镀攻关组的HEDP镀铜[2]以及其它的如乙二胺、缩二
脲、三乙醇胺以及柠檬酸盐镀铜等[3]。近几年国内
开发了多种无氰预镀工艺,如陈春成开发的
2002A[4]、张梅生的TB33[5]、广州二轻所的BH580、
HK280、广州三孚的SF638、江苏梦得的PPCU,以及
国外引进的SurTec864。以上工艺在结合力、阳极溶
解性工艺范围、溶液稳定性以及废水处理等方面,仍
有不同程度的改善空间。本文开展了新型无氰预镀
铜工艺研究。
收稿日期:2009208226 修回日期:2009210215 作者简介:胡德意(19652),男,湖南湘潭人,江南机器集团有限公司科技部,高级工程师.・11・2010年2月 电镀与精饰 第32卷第2期(总203期)
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net1 实验部分
1.1 无氰预镀铜电解液组成及工艺条件的选择
采用小槽试验确定无氰预镀铜电解液的主要成
份和添加剂。
1.2 实验方法
1)赫尔槽试验 采用250mL赫尔槽,I为0.5、
1.0及2.0A,t通电=10min,θ=30℃,阳极为100mm×50mm×1mm的电解紫铜片,阴极为100mm×
70mm×0.5mm黄铜片。
2)分散能力试验 采用Haring槽,阳极为多孔
紫铜板,在θ=25、40℃,K=5情况下,测定镀液的
分散能力。
3)阴极电流效率的测定 在无氰预镀铜溶液
电路中串联一铜库仑计,镀铜槽中阳极为100mm×
50mm×0.5mm紫铜板,阴极为100mm×50mm×
0.5mm黄铜片。在θ=25、30、40℃,I=1.0A的条件
下,测定阴极电流效率。
4)覆盖能力试验 采用内径d=10mm塑料管、
内部插入宽为10mm,厚度为0.3mm新鲜的镀镍薄
铜片,两端外部绝缘,垂直正对阳极,I=1A,t通电=
30min,θ=25、30、40℃。镀后抽出检查镀镍薄铜片
铜层镀覆情况。
5)结合力试验 采用100mm×50mm×1mm铝、钢、锌合金试片镀不同厚度的铜层和其它镀层,
按GB/T527022005《金属基体上的金属覆盖电沉积
和化学沉积层附着强度试验方法评述》要求进行结
合力测试。
6)电化学性能测试 使用上海晨华公司生产
的CHI660A电化学工作站。电解液θ=28℃,研究
电极为1cm2的玻璃碳电极或环氧树脂包封紫铜电
极,对电极为Pt电极,参比电极为Ag|AgCl(饱和
KCl)电极,v扫描为10mV/s。
2 结果与讨论
2.1 铜盐的影响
铜盐为该工艺的主盐。适合做主盐的二价铜盐
有硫酸铜、碱式碳酸铜。小槽与赫尔槽试验表明,降
低硫酸铜含量可使镀层结晶细致,镀层与基体金属
结合牢固。硫酸铜含量太低则镀层光亮电流密度范
围缩小,允许使用的电流密度降低,镀层厚度不易达
到规定要求,施镀时间长;主盐浓度高,分散能力下降,镀层结合力不够,阳极溶解性变差。ρ(Cu2+)控
制在8~15g/L为宜,与文献报道一致[6]。
2.2 主配位剂A的影响
主配位剂是一种混合有机膦多啮配位化合物。
小槽与赫尔槽试验表明,提高主配位剂A的含量可
以使镀层与钢铁基体之间结合牢固、镀层结晶细致。
但是主配位剂A含量过高,不但会降低阴极电流效
率,还会增加配槽成本;主配位剂A含量太低时,阳
极上会有绿色铜盐析出,镀层与钢铁基体之间的结
合力降低。ρ(主配位剂A)一般控制在100~200
g/L为宜。
2.3 辅助配位剂B的影响
辅助配位剂B是一种含氧酸根的无机盐。在
小槽试验中发现,若溶液中无辅助配位剂B,则镀厚
铜层时易长毛刺、粗糙,加入一定量的辅助配位剂B
即可消除,且能提高溶液的导电性。赫尔槽试验结
果表明,辅助配位剂B能扩大电流密度范围,但含
量太高则缩小工作电流密度范围,降低允许使用的
电流密度上限值。ρ(辅助配位剂B)最佳控制在
30~60g/L。
2.4 晶粒细化剂的影响
晶粒细化剂是一种含羟基羧酸盐,小槽试验中
发现,无晶粒细化剂可提高镀层的孔隙率,加一定量
的晶粒细化剂可大大地降低孔隙率,镀层变细致柔
和;超过一定量后,孔隙率降低不明显。晶粒细化剂
还是铜的有效配位剂,可提高铜配位化合物的稳定
性。赫尔槽试验中表明,含量太低,效果不明显,含
量太高,缩小光亮电流密度范围,ρ(晶粒细化剂)一
般控制在8~16g/L为宜。晶粒细化剂B消耗量为
40~80g/kAh。
2.5 添加剂A的影响
据文献介绍,若Cu2+配合物比Cu+配合物更稳
定;歧化反应就会发生[7]。由于Cu2+在此体系中能
生成高稳定的配合物,若不加与Cu+生成更加稳定
配位物的配位剂,则易产生铜粉引起镀层质量变坏。
根据Cu+与CN-形成配位化合物的特性,添加剂采
用含氮、氧原子的有机膦化合物。添加剂A能扩大
阴极电流密度范围和电流密度上限,有效抑制铜粉
的产生。动电位扫描试验结果表明,添加剂A的加
入对阴极极化性能无明显影响(见图1)。配槽时
ρ(添加剂A)为4~8mL/L。・21・ Feb.2010 PlatingandFinishing Vol.32No.2SerialNo.203
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net图1 基础液与基础液+添加剂A的阴极极化曲线
2.6 添加剂B的影响
添加剂B是一种多乙烯亚胺高分子聚合物,能产生较强的阴极极化,使Cu的析出电位负移达0.2V以上(见图2),赫尔槽试验中表明提高低电流密度区的光亮度和走位能力,还能提高镀层的整平度,添加剂B按赫尔槽试验测定消耗量为300~400mL/kAh。配槽时ρ(添加剂B)为10~15mL/L。
图2 基础液与基础液+添加剂B的阴极极化曲线
2.7 pH的影响
镀液的pH是影响镀层质量关键因素之一,它影响到主配位剂A与Cu2+的配位价态,主配位剂A与Cu2+形成的配合离子状态应随pH的变化而不同。pH过低,配合离子稳定性降低,镀液分散能力差,光亮区窄;且钢铁件浸入镀液时,易产生置换铜,使镀层与基体结合不牢。pH过高,光亮区缩小,镀层色泽暗。在生产中应控制pH在8.8~10.5范围内。
2.8 温度的影响本工艺的温度范围比较宽,在25~45℃之间都能获得良好的镀层。温度高,允许操作的电流密度范围大,但温度太高,阴极极化降低,镀层结晶稍粗,且镀液挥发快。温度低,镀液的分散能力差。温度太低,电流调不大,镀层容易烧焦,镀液的分散能力也低。夏天南方可在室温下操作,冬天需要适当加热。
2.9 阴极电流密度的影响镀液阴极电流密度的大小与溶液中主盐浓度、温度及搅拌等都有关。赫尔槽试验中有较宽的电流密度范围,但实际生产中发现电流密度不能调得太高,电流密度太高,尖端棱角处易烧焦,生产中最好控制在0.3~2.5A/dm2。
2.10 搅拌的影响采用阴极移动或空气搅拌时可提高阴极电流密度上限,加快沉积速度。v阴极移动为1~2m/s。
2.11 阳极的影响阳极采用高纯度的碾压铜板或电解铜板,为了避免阳极泥渣污染,可采用尼龙套包裹。为了确保铜阳极的溶解性,必须要有一定量的游离配位剂A。当镀液中的游离主配位剂A偏低或阳极面积过小时,阳极则产生局部钝化。
3 镀液与镀层性能
镀液与镀层的性能测试结果见表1。
表1 镀液与镀层性能实 验 项 目实 验 结 果
镀液性能T.P./
(%)57.5%(θ=25℃)、76.75%(θ=40℃)
ηκ/(%)75%(θ=25℃)、78%(θ=30℃)、91%(θ=40℃)
C.P./(%)100%(θ=25℃)、100%(θ=30℃)、100%(θ=40℃)
镀层性能镀层与基体结合力 1Fe/Cu(δ:15μm、20μm、25μm)2Cu(δ:5μm、10μm)/Ni(δ:5μm、10μm、20μm)/Cr3Al/Cu(δ:15μm、20μm、25μm)4Zn/Cu(δ:15μm、20μm、25μm)5Al/Cu(δ:8μm、12μm、15μm/Sn2Pb2Bi合金或Sn2Ce合金(δ:5μm、10μm、15μm)以上镀层体系均无起皮、起泡、脱落等现象
无氰电镀发展方向的研究 李春
无氰电镀发展方向的研究 李春
摘要:改革开放以来,五金、制造、电子等行业快速发展带动电镀工业快速发展,改革开放之初,我国电镀工业主要为有氰电镀,但是这种工艺在在生产过程中使用和形成的有毒物质,对人体健康及环境都造成极大的伤害,2002年国家经贸委2002年号文件中明确提出“淘汰氰化电镀”后,全国加大对氰化电镀的研究,为我国无氰电镀的发展奠定了良好基础。有鉴于此,下文通过对相关文献研究以及自己多年工作实践经验情况下,主要针对无氰电镀的发展方向提出一些看法,以供广大同行参考。
关键词:无氰电镀;发展;方向;研究
早在20世纪60年代末,美国、日本等发达国家就开始了对无氰电镀工艺进行深入的研究,在电镀工业上得到应用并推广,但是我国无氰电镀工艺受到文革影响没有得到有效推广,直到2002年后才有所成就,有利于我国环境保护和经济的可持续发展。
一、无氰电镀技术
无氰电镀是使非氰化物电解液作为,而不再使用含有剧毒氰化物电解液一种电镀新工艺。生产上已广泛应用的有焦磷酸盐电镀铜,铵盐电镀锌,锌酸盐电镀锌,焦磷酸盐电镀锌镍铁三元合金等。此外,还应用疏代硫酸盐电镀银,氨羧络合剂-铵盐电镀镉,焦磷酸盐电镀铜锡合金等以及其他一些无氰电镀工艺。无氰电镀可避免工人受氰化物毒害和污染环境。
二、无氰电镀的种类
(一)无氰镀锌
无氰镀锌是目前我国无氰镀锌工艺中最为成熟的技术之一,并且现有的含氰镀锌可以通过低氰镀锌向镀锌无氰镀锌过度,让厂家有个过渡期,更容易接受。现有的无氰镀锌包括践行和中性、酸性三大系列,其中碱性镀锌最受企业的青睐,碱性镀锌主要成分是氰化钠和氰化锌,添加剂的种类和添加时间是该工艺的关键,常用的添加剂有美国哥伦比亚公司的ACF-II碱性、法国公司的无氰碱性镀锌添加剂,这些镀液具有分散能力、覆盖能力、电流效率和镀层的柔软性(低应力),镀液成本低,容易维护,加上镀层光亮、电流效率高、沉积速度快等优点被广泛的使用并推广,逐步占据有氰镀锌工市场份额,推动我国电镀工业的健康发展
基于无氰电镀工艺的研究现状及解决问题的途径研究
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基于无氰电镀工艺的研究现状及解决问题的途径研究
作者:徐闻聪
来源:《卷宗》2015年第12期
摘 要:随着工业生产技术的不断发展,各种先进技术的应用范围变得越快越广,特别是“淘汰令”的具体实施,给无氰电镀工艺提出了更高要求,以减少有害物质给环境、人们生活和身体带来的危害。本文就无氰电镀工艺的研究现状进行分析,提出无氰电镀工艺中解决问题的途径,以达到有效保护环境的真正目的。
关键词:无氰电镀工艺;研究现状;解决问题;途径
1 无氰电镀工艺的研究现状
根据电镀工艺的发展情况来看,无氰电镀工艺主要包括如下两个方面:
1.1 单金属电镀方面
目前,单金属电镀主要有两种:一种是镀锌,另一种是镀铜。在无氰镀锌中,一般是通过弱酸性镀锌、锌酸盐镀锌等方式来进行,其中,弱酸性镀锌是单独额一个派系,与氰化镀锌没有任何联系。因此,在研究无氰镀锌时,其重点是放在锌酸盐镀锌上。在最开始进行锌酸盐镀锌时,采用的锌酸盐镀锌光亮剂一般是俺化学物与环氧氯丙烷的缩聚物,如DE是由二甲胺与环氧氯丙烷构成的缩聚物、GT是由乙二胺、乙烯四胺、环氧氯丙烷和二甲胺构成的缩聚物。通常对氨化合物的组成进行一定改变,则可以得到性能更好的光亮剂,如由乙二胺、二甲氨基丙胺、环氧氯丙烷共同构成的缩聚产物DPE-III,其具备的性能与DE相比更强。在此之后,德国的某个公司生产出了一种锌酸盐镀锌的中间体,它的衍生物具备的工艺性比上述几种都更好,并且,使用的原料、合成成本也相对更少,最终成为了当前新型的锌酸盐镀锌主体光亮剂。与此同时,美国某个公司在中国推广的一种新型锌酸盐镀锌体系,也有着很好的性能和技术优势,从而在我国很多公司得到重用。
在电镀工艺中,使用焦磷酸镀铜来代替氰化镀铜是一种非常重要的工艺,由于焦磷酸镀铜溶液的PH值在8.3和8.9之间,因此,焦磷酸根中的两个磷在连接时是通过氧来完成的,在溶液的PH值下降到一定值后,焦磷酸根很容易在水中分解,从而形成正磷酸根,最终使镀铜溶液失去效用。在德国某个公司进行相关研究后,镀液的工艺性能得到了大大提高,如在进行锌合金表面的镀铜时,镀液的PH值可以达到8.5和9.0之间。随着无氰电镀工艺相关研究的不断深入,我国昆山某个电镀厂研发出的碱性镀铜溶液有着比其它国家研发的镀铜溶液更高的性能,不仅可以在锌合金铸件、钢铁件等上直接电镀还能大大提高镀层的结合力,对于促进无氰电镀工艺水平不断提升有着重要影响。 龙源期刊网
碱性无氰镀铜新工艺
碱性无氰镀铜新工艺
陈春成
【期刊名称】《电镀与环保》
【年(卷),期】2003(023)004
【摘 要】介绍了一种新的碱性无氰镀铜工艺及其性能,试验表明,该新工艺有望取代常规氰化预镀铜,有实际应用价值.
【总页数】2页(P10-11)
【作 者】陈春成
【作者单位】上海航天局802研究所,上海,200090
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ153
【相关文献】
1.电化学方法在无氰碱性镀铜研究中的应用 [J], 范佳利;李维;屈云;郑国伟
2.防渗碳碱性无氰镀铜新工艺 [J], 任山雄
3.碱性无氰预镀铜新工艺研究 [J], 胡德意;袁艳伟;刘保;郭淑玲;王金玲
4.一种无氰碱性光亮镀铜新工艺 [J], 宋文超;李玉梁;左正忠;熊剑锋;胡哲
5.改善钢上镀铜层的结合力(第一部分):无氰碱性镀铜液 [J], 范宏义
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碱性无氰镀锌的工艺流程
1、碱性无氰镀锌的工艺流程 2、酸洗的作用
3、脱脂的作用 4、酸性锌处理和碱性无氰镀锌处理的区别有哪些?
5、酸性镀锌与碱性镀锌的性能对比 6、碱性锌槽的工艺参数是什么?
1、碱性无氰镀锌的工艺流程
预除油—除油---酸洗----电解除油---活化----碱浸---镀锌---钝化(前面各工序均含水洗)----封闭---甩干----烘干
2、酸洗的作用
PH值<1的酸洗过程除去了氧化物、菱锌矿、锈迹等。 酸溶液和湿润剂的混合物则被用作抑制基质金属腐蚀的剂物。
3、脱脂的作用
· 皂化:将油脂转变为肥皂。
· 去污:能够除去油污和油脂。
· 复合作用:能够溶解金属杂质。
· 乳化作用:能够使油污和油脂处于溶解状态。
· 反再沉淀作用:消除已处理部分的油污、油脂和杂质
4、酸性锌处理和碱性无氰镀锌处理的区别有哪些?
酸性锌(PH值=5): 电流效率约为100%,但金属分布不理想。
碱性无氰镀锌(PH值=14):通常叫作锌酸盐镀锌,不含影响环境和对人体造成危害的氰化物。用于制造架子状产品时电流效率大约为60-80%而用于制造桶状产品时大约为90%。金属分布极佳
5、酸性镀锌与碱性镀锌的性能对比
1. 均镀能力:酸性镀锌高低电位镀层分布极不均匀,厚度差异大. 碱性镀锌镀层更均匀,厚度差异小.
2. 深镀能力:酸性镀锌深镀能力受光亮剂,杂质影响较敏感,不稳定,碱性镀锌深镀能力稳定,杂质容忍度高.
3. 耐蚀能力:由于镀层微观结构与分布上的差异,碱性镀锌层明显优于酸性镀锌层.
4. 结合力: 酸性镀锌光亮度高,镀层脆性大,结合力受应力影响较大,,碱性镀锌层则因光亮剂范围局限,结合力更好.
5. 维护特点:酸性镀锌需要经常净化杂质,光剂容易失衡,并且定期做打锌粉处理,碱性镀锌则稳定的工艺维护即可达到生产的要求,满足生产的连续性和产能.
碱性无氰镀锌工艺
1、碱性无氰镀锌的工艺流程
预除油—除油---酸洗----电解除油---活化----碱浸---镀锌---钝化(前面各工序均含水洗)----封闭---甩干----烘干
2、酸洗的作用
PH值<1的酸洗过程除去了氧化物、菱锌矿、锈迹等。 酸溶液和湿润剂的混合物则被用作抑制基质金属腐蚀的剂物。
3、脱脂的作用
· 皂化:将油脂转变为肥皂。
· 去污:能够除去油污和油脂。
· 复合作用:能够溶解金属杂质。
· 乳化作用:能够使油污和油脂处于溶解状态。
· 反再沉淀作用:消除已处理部分的油污、油脂和杂质
4、酸性锌处理和碱性无氰镀锌处理的区别有哪些?
酸性锌(PH值=5): 电流效率约为100%,但金属分布不理想。
碱性无氰镀锌(PH值=14):通常叫作锌酸盐镀锌,不含影响环境和对人体造成危害的氰化物。用于制造架子状产品时电流效率大约为60-80%而用于制造桶状产品时大约为90%。金属分布极佳
5、酸性镀锌与碱性镀锌的性能对比
1. 均镀能力:酸性镀锌高低电位镀层分布极不均匀,厚度差异大. 碱性镀锌镀层更均匀,厚度差异小.
2. 深镀能力:酸性镀锌深镀能力受光亮剂,杂质影响较敏感,不稳定,碱性镀锌深镀能力稳定,杂质容忍度高.
3. 耐蚀能力:由于镀层微观结构与分布上的差异,碱性镀锌层明显优于酸性镀锌层.
4. 结合力: 酸性镀锌光亮度高,镀层脆性大,结合力受应力影响较大,,碱性镀锌层则因光亮剂范围局限,结合力更好.
5. 维护特点:酸性镀锌需要经常净化杂质,光剂容易失衡,并且定期做打锌粉处理,碱性镀锌则稳定的工艺维护即可达到生产的要求,满足生产的连续性和产能.
6、碱性锌槽的工艺参数是什么?
通常包括:
主要成分: 氢氧化钠 120g/L 锌离子 12g/L
添加剂 视各供应商的工艺组成而定
阴极电流强度: 1-3安/平方分米,用于制造挂镀产品
EB-ultra-cu超级无氰碱性镀铜
E-Brite Ultra Cu 超级无氰碱性镀铜工艺
一 性能及优点
E-Brite Ultra Cu 是世界上领先的无氰化物,无焦磷酸盐的碱性镀铜工艺。其镀层
的分散能力和覆盖能力均超过氰化物镀铜。E-Brite Ultra Cu是无氰化物碱性镀铜
的最加选择。 此铜膜可以直接电镀在以下金属基体上:钢铁,铜及铜合金,不锈钢,锌化后的
铝及铝合金,化学镍,氨基磺酸镍,锌合金及锌铸件。此工艺适合于挂镀和滚
镀,即可做预镀铜又可镀厚铜。 当使用E-Brite Ultra Cu镀液时,无需预镀铜,使用一个电镀铜槽即可。 E-Brite Ultra Cu可以应用在装饰性电镀上:如用于钮扣,灯具及建筑
五金器件的镀铜,此铜膜经氧化,染色后,镀件会取得极具吸引力的仿古效果。 E-Brite Ultra Cu镀液无需碳酸盐冻沉降处理,镀液中不含强的络合剂。其浓缩液
经去离子水稀释后即可使用。 E-Brite Ultra Cu铜膜的结晶晶粒尺寸小,镀层平滑,密致且柔软,无孔隙。此
铜膜与基体有极佳的结合力,而且其分散能力和覆盖能力均超过氰化物镀铜和硫
酸盐镀铜。这一优点在滚镀中表现得尤其显著。 E-Brite Ultra Cu铜膜的晶粒小于氰化物铜膜,密度大于氰化物铜膜。这一性能使
此工艺在镀钢铁热处理遮盖铜膜上,应用广泛。此致密的铜膜用做镍、铬的打底
膜时,可增强整个镀件的抗蚀性,及镍膜的深度覆盖能力。
E-Brite Ultra Cu铜膜的柔韧性,柔软性均高于氰化物铜膜及硫酸盐铜膜。此性质
提高了铜膜与基体的结合力,提高了整个镀件的抗蚀性及抗热冲击性。 此铜膜的纯度极高。镀层在焊接,铅锡电焊,及真空操作时,不会释放出杂质
物。 E-Brite Ultra Cu镀液即经济,又易操作。镀液中的铜可直接来自铜阳极。铜阳极
具有100%的电流效率。镀液只需定时,定量地加入E-Brite U;tra Cu-E 单一维护
添加剂,即能保持正常运作。 E-Brite Ultra Cu镀液极其稳定,效率高,电流密度宽。此镀液和焦磷酸镀液相
TXC1无氰碱性镀铜工艺
TXC1无氰碱性镀铜工艺
TXC1无氰碱性镀铜工艺
一、特点
TXC1无氰碱性镀铜可以直接镀在钢铁件、黄铜件、锌压铸件(或铝合金经过浸锌的零件)的产品上,镀层结合力良好。它既可以挂镀,也可以滚镀。既可以作预镀层,也可以做中间镀层或表面镀层。镀液成分稳定,工艺范围宽,镀层结晶细致,有良好的延展性,多方面的镀层性能与氰化物镀铜层类似。
二、设备
1、温控:加热设备可用不锈钢或钛材。
2、过滤:连续过滤量为每小时2-3倍槽液体积,用5-10μm滤芯。
3、镀槽:镀槽材料用PVC或PP,也可用铁槽内衬PVC软塑。
三、镀液组成
TXC1-N电镀浓缩液 30%VoL(20-60%)
TXC1-L络合剂 10%VoL(8-15%) (%VoL为体积百分数)
镀液中的铜含量: 预镀液中控制在3-5g/L之间,中间镀层或表面镀层的镀液中控制在8-13g/L之间。需要提高镀液中铜含量时,可适当增加阳极面积,使其在电镀过程中逐渐升高。
pH 8.8-9.3(用10%H2SO4调低pH或用40%KOH调高pH)
温度 35-55℃
Dk 0.1-1.5A/dm2
阳极 高纯度电解铜
SA:Sk 1.5:1
四、镀液配制
镀槽经彻底清洗,除去残余的原镀液成份及脏物,如原镀槽和其它设备是氰化物镀铜转化过来的,则必需除尽氰化物残余物。方法是将氰化物镀铜时的镀槽及设备(包括阳极、滚桶及过滤机等)用2%次氯酸钠浸泡2小时然后用水清洗,再用1-2%硫酸清洗,接着用纯水清洗。配槽时,在干净的镀槽中注入所需体积50%VoL的纯净水,再加入30%VoL的TXC1-N电镀浓缩液和10%VoL的TXC1-L络合剂溶液,再用40%KOH或10%H2SO4调整pH至8.8-9.3之间,最后加纯净水至规定体积,由于TXC1产品大多采用纯度比较高的原料制成,所以配制镀液时不必再用双氧水及活性炭处理,也不必进行电解处理,搅拌均匀即可电镀。
碱性无氰镀铜HEDP镀铜醋酸铜乙二胺镀铜
碱性无氰镀铜HEDP镀铜醋酸铜乙二胺镀铜
碱性无氰镀铜
近年来,研究、开发碱性无氰镀铜来替代有毒的氰化镀铜,已有较多的报道,有的镀液已在生产上应用,取得了一定的成果,目前的工艺虽不能完全取代,但根据清洁生产的要求,最终必须要无氰,因此不断的完善和发展现行的无氰镀铜工艺,是当务之急。
碱性无氰镀铜,采用的是二价铜离子的基础液,可与Cu2+络合的络合剂,除上节所述的焦磷酸镀铜外大致还有如下几种与相应的工艺:
一、 有机胺作络合剂
如乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等一类多乙烯多胺类的化合物实例:乙二胺镀铜。二、缩二脲作络合剂
实例:倪步高等,曾在“材料保护”杂志上发表过“缩二脲无氰碱性镀铜”,研究报告认定这类镀液稳定性较好,配槽成本低,可以在钢铁上直接电镀。
配方: 1 2
硫酸铜(CuS04·5H20) 15g/L~25g/L 30g/L~50g/L
缩二脲 30g/L~40g/L 40g/L~50g/L
1 Ⅱ
氢氧化钠(NaOH) 30g/L~50g/L 60g/L~80g/L
甘油 8ML~10ML 8ML~10ml
硝酸钾(KN0,) 40g/L~50g/L
柠檬酸钠 30g/L~40g/L
采用“两级跳间隙镀”电源的无氰碱铜工艺研究
4 涂装与电镀 200"/第6期
貊 专家论坛
榉绵 综 乖
采用“两级跳间隙镀’’电源的无氰碱铜工艺研究
袁诗璞
(成都市机投镇会所花园A3—02—202,610045)
摘要回顾了对无氰碱铜研究历史中的经验教训。在大量试验基础上,提出了一种706无氰碱铜工艺。对配位 剂的恰当选择、组合及工艺条件控制,能将临界活化电流密度降得很小,使钢铁件上能在宽Jx范围内直接预镀铜而 取得良好结合力。用开发的“冲击镀加间隙镀两级跳自动电源”,更有利于提高结合力及提高抗阴阳离子杂质影响 能力。加入适量硝酸钾能降低液温并提高允许JK,有利于无氰加厚镀铜及复杂管件装饰镀。 关键词无氰碱铜;配住荆;间歇镀
1前言
在上世纪70年代全国掀起无氰低铬电镀攻关 高潮时,笔者有幸参加了当时四机部由蒋宇侨先生
主持的在贵州。八三基地的集中攻关活动。不但增
长了不少见识,蒋先生的赤诚报国之心及严谨而坚
忍不拨的科学态度更始终激励着我这个中国电镀界
的小不点儿不敢一日有所懈怠。 转眼3o多年过去了,目睹无氰低铬工艺的曲折
发展,有成功的(如光亮酸铜、低铬钝化),有比较成
功的(如氯化钾与锌酸盐镀锌、亚硫酸盐镀金),也有
失败的。无氰碱性镀铜(特别是铜合金),始终难以
过关。笔者曾发表过<路浸漫兮,无氰碱铜》的感
概…1,但文章末尾还是引用了鲁迅先生的一句话:
“世上本无路,走的人多了,也就成了路。”笔者也望
有生之年能在这条路上迈出一大步。
近年因镍价飞涨,不少电镀厂陷入困境。研究
推广实用节镍代镍工艺呼声很高。特别对量大面广
的钢铁件,能否用无氰碱铜取代暗镍预镀再镀光亮 酸铜,实现厚铜薄镍,更引人关注。本研究的目的,
是寻找・种适于大生产应用的工艺。 受X X公司诚邀,开发出性价比高的酸铜微染
料型703三液(开缸只加703MU一种3mIJL)光亮剂 后,又吸取多年经验教训,从工艺与电源两方面同时 人手,开发出较适于工业大生产的706型无氰碱铜
BF无氰碱铜工艺研究
.
. BF无氰碱性镀铜的工艺研究(草稿)
巴菲尔化学:榆伟(松华) 中国计量学院 材料工程学院:卫国英
一、简介
众所周知,剧毒的氰化镀铜溶液无论对钢铁件还是锌合金压铸件只有在通电的情况下才会有铜沉积出来,即无置换铜沉积,结合力好,因此得到广泛应用。而酸性镀铜会产生结合力很差的置换铜,故不能作为底层电镀。普通的焦磷酸镀铜,虽然铜可与焦磷酸根络合,但焦磷酸盐络合铜的稳定常数不大,镀液抗置换能力不强,也会有置换铜析出。这是使用焦磷酸镀铜厂家很难解决的技术问题。
巴菲尔化学与中国计量学院联合研发的BF无氰碱铜电镀液是由改性聚合磷酸盐作络合剂,和用改性聚合磷酸盐络合剂为原料合成的铜盐组成。通过Hull槽打片和中试生产线生产实验证明,该镀液具有与基材结合力好、镀厚能力强、镀液稳定、维护方便等优点,可以在钢铁零件上直接电镀。
二、设计正交实验确定基础配方及工艺条件
无论是配方的配比,还是温度和PH值的研究都要做大量的实验。这项工作既要求扎实的专业基础,又要求缜密的工作作风,否则得不出正确结果。为减少劳动强度和节约时间,采用设计正交实验的方法,实践证明是可行的,既快速又经济。该实验用267毫升Hull槽打片,条件为电流1安培,镀液铜盐含量70g/L,无油空气搅拌,时间10分钟,片材采用0.5×70×100的A3钢片,600#水磨砂纸打磨抛光。在此条件下再对温度、PH值、络合剂含量进行三因素三水平即L9(34)正交实验和分析。 .
. 因素
