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镍锡铜三元合金焦磷酸盐镀黑色镀层:镍锡铜三元合金工艺说明

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-11  浏览次数:764

(1)添加剂

   焦磷酸溶液中所含镍、铜、锡等金属的析出电位相差很大,不能实现合金共沉积,至少添加一种含硫氨基酸,就能使上述三元素共沉积,获得光亮、耐磨性和耐蚀性良好的合金镀层。

   (2)络合剂

   采用焦磷酸钾作为各金属盐的络合剂,含量为l00~500g/L,当焦磷酸钾含量小于100g/L时,与金属盐络合不完全,产生铜的沉淀现象,不能配得良好的镀液;当焦磷酸钾添加量大于500g/L时,不仅会抑制镀液中的金属,尤其是抑制锡的析出,而且镀层还带有针孔,镀液黏质增大,使镀液浑浊。

   (3)镍盐

   可用焦磷酸镍、氯化镍、硫酸镍等作为镍盐。金属镍的添加量为3~40g/L最佳范围为5~15g/L。镍盐添加量不到3g/L时,镀层中含镍量极少,几乎只析出锡。当镍盐添加量超过40g/L,镀层中含镍量就增加,镀层呈黑色带状条纹,耐蚀性变差。

   (4)铜盐

   可采用焦磷酸铜、硫酸铜、氧化铜等作为铜盐,金属铜的添加量为0.5~3.2g/L,最佳量为0.9~2.4g/L。如添加量不到0.5g/L,镀层中含铜量就减少,镀层外观较差,耐蚀性也不好。如含铜超过3.2g/L,则镀液中金属铜易于沉淀,而且镀层中含铜量增加,使获得良好镀层的电流密度变窄。

   (5)锡盐

   可用焦磷酸亚锡、氯化亚锡、硫酸亚锡等作为锡盐,金属锡的添加量为l0~60g/L,最佳浓度为l0~30g/L。锡的添加量不到10g/L,阴极上会有较多氢气,镀层表面会有针孔,镀层中含镍量会增加而导致耐蚀性变差,如添加量超过60g/L时,镀层中含锡量增加,镀层显示出近似锡镀层外观,光亮性变差。

   (6)镀液中金属浓度和镀层组成的关系。

   根据研究,镍:锡:铜的物质的量之比以(0.5~1.5);(0.5~2):(0.01~0.1)为好。一般地说镀液中某金属添加量多,镀层中某金属含量就多,镀液金属浓度决定镀层成分,又会影响镀层特性。

   (7)电位调整剂

   含硫氨基酸及其盐类作为镍、锡、铜金属共沉积的析出电位调整剂,还可作为减少镀层内应力的柔软剂,电位调整剂的加入量与金属铜的摩尔比为(1.5~2.5):1,最佳范围为(1.8~2.O):1。当比例小于1.5:1时,则不能起到析出电位调整作用,不能获得所需合金镀层组成的作用。当摩尔比大于2.5:1时,镀层中镍的析出量增多,锡的含量减少,合金镀层的耐蚀性变差。

   (8)含硫氨基酸及其盐类

   含硫氨基酸包括:甲硫基丁氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、高胱氨酸、高半光氨酸、乙硫基丁氨酸、胱氨酸二亚砜、活性甲硫巯基丁氨酸和胱硫醚等。含硫氨基酸的盐类是硫酸盐、氯化物或碱金属盐。由于氨基酸的溶解度很小,故必须配成盐类才能溶解使用。使用的硫酸、盐酸或氢氧化物的量要适量,用量过大,影响镀液的pH值变化。

   (9)阳极

   一般地都采用不溶性的镀铂钛板,或其他纯石墨板等。

   (10)工艺条件

   镀液温度为20~60℃,阴极电流密度0.1~5A/dm2,镀液pH为7~9。可在无搅拌、或机械搅拌、空气搅拌下进行电镀。为了防止锡在空气搅拌中被氧化,最好添加肼等之类的还原剂。

   (11)工艺流程

   可按照镀镍时用的工艺流程:

   抛光→去油→稀盐酸浸渍→镀镍锡铜合金→水洗→3%重铬酸钾溶液钝化→水洗盐水洗→干燥。

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