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高光亮氰化碱铜工艺的研究

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-09  浏览次数:677

卢建

湘嘉兴东鑫表面处理材料有限公司

一、前言

氰化碱铜工艺是一种以氰化钠为络合剂,可以在钢铁、锌合金等化学性质活泼的金属基体获得结合力良好的镀铜工艺。尽管它存在镀液剧毒、电流效率低的缺点,但是目前好像还没有找到能真正取代氰化镀铜的工艺。既然暂时还不能摆脱有氰碱铜工艺,自然就应该探究更优秀的碱铜光亮剂,笔者所在的嘉兴东鑫表面处理材料有限公司由于面对的客户大部分都是锌合金电镀客户,锌合金对打底镀层要求很高,因为它直接关系到客户的整个产品品质,成本效益!经过较长时间的探索、实验,综合现场电镀师傅的经验,参考电镀前辈的理念和资料,我们研制出一种高光亮的单剂型碱铜光亮剂。

单剂型碱铜光亮剂的特点;

1.单剂使用,相对双剂型光亮剂掌控简单。

2.镀层光亮,相对双剂型碱铜亮度更清晰、更细腻、更致密。而不是那种蒙蒙亮光,出光快。一般滚镀线6个滚桶,按正常装载,锌合金30-40分钟可以达到镜面。接近酸铜亮光。几乎可以取代滚镀酸铜效果。为无镍电镀创造了条件。

3.与其他体系光亮剂兼容性好,使用范围宽。

二、光亮剂材料的选择

氰化碱铜电镀,光亮剂选择是关键。一般认为,在强碱性氰化物镀液中获得全光亮、整平性良好的镀层是很困难的。综合国内外资料,可作为碱铜光亮剂的物质我们从以下几个方面着手实验、筛选;

无机光亮剂主要有:硫、铅、硒、铋、锑、碲、钼、锂、银等、无机光亮剂一般以共沉积的形式产生光泽作用。因此应该注意选择无机光亮剂大都会产生脆性,有必要选择与该类光亮剂般配的柔软剂和络合剂。使金属盐在阴极上析出缓慢而均匀。弱还原性的主盐,主题元素以低价态存在如;亚硒酸、亚砷酸、亚锑酸。其中铅的平滑效果最好。但是它与现在欧美标准相冲突不加采用。

有机光亮剂种类繁多、选择要有的放矢;如有机高分子化合物能增加阴极极化,使镀层结晶细化、均匀、产生光亮效果。属于这类有机物的高分子化合物有柠檬酸盐、烷基甜菜碱、聚胺类、炔类衍生物、甲氧苯基醛、不饱和醇、亚甲基二萘磺酸盐、含硫化合物、聚乙二醇酯、氨基酸等。

载体光亮剂如聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚具有表面湿润和极化、以及抑雾作用。试验时我们发现某些酸性镀锌、铜、镍光亮剂的一些光亮剂材料对碱铜整平也有良好的效果。如2-巯基苯并噻唑等。

良好的光亮剂是很多种原料的组合。兼顾镀层的光亮性、整平性、以及均镀能力。生产中有些泡沫可以抑雾,能在较宽电流密度范围获得平滑而光亮的镀层并改善环境。为此我们在组合时特意加入了表面活性剂,这些在生产现场实验时工人反映良好。

三、实验

实验配制一升碱铜药液;氰化钠80克,氰化亚铜60克,片碱2克,酒石酸钾钠30克,加光亮剂8毫升,50℃,一安培,五分钟。1.镀层光亮度;除高区2-3毫米哑光外,(滚镀时候这部分电流基本用不到)其余部分以及试片背面都清晰,光亮。可以照出人的轮廓。这点符合滚镀生产镀液试片要求。也在生产中得到印证。

镀液的深镀能力;镀层上镀快,做片时候在1分钟时片背面即已经上完。

阳极的溶解;实验时特别注意保持电流1安时电压的变化,也排除了好几种原料,最终实验时观察到阳极稍有黑膜,电压基本稳定,与碱铜不加光亮剂时状况一样。

四、大生产镀液的配方和工作条件

 

 

 

五、生产维护

镀液中的主要成份要定期分析并调整到如下范围:

金属铜37-50g/L。

游离氰化钠15-20g/L,游离氰太高时镀层均匀,光亮区扩大,但光亮稍差。易变色。太低时,低区不亮。建议电镀锌合金按;总氰化钠=1.38*氰化亚铜维护镀液。

氢氧化钠1-2g/L。维持PH11-12.太高易起泡。太低上镀慢。

金属铜由阳极和氰化亚铜补充,同时应加入同样份量的氰化钠以保持游离氰化钠的含量在正常水平。

酒石酸钾钠的使用可有效地促进阳极的溶解及减少氰化钠用量,除开缸外适量的添加有利于镀层结晶细化。

光亮剂使电镀层细幼、光亮,至镜面,用量省。过量时颜色发暗,易变色。

如果电镀时,大电流区发现暗影,可能是电流太大。

消耗比-3/-4少一个档次。光亮剂消耗150-250ML/KAH。

经过江苏、上海、浙江、河北等地好多个大型锌合金和五金电镀厂几个月的生产实践证明,此光亮剂镀层细幼、鲜红、光泽好、接近酸铜亮光、用量省。较好地解决了镀无镍产品碱铜亮光不佳的问题。

笔者电话:13967406979

参考文献:

1方景礼;电镀配合物-理论与应用253页

2张立茗等.实用电镀添加剂

3白铜锡代镍工艺(电镀与环保第22卷,第2期)

4沈亚光防护与装饰性电镀56页

5.霍珊成镀铜3

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