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钾盐对氰化镀铜溶液性能的影响

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-19  浏览次数:717

钾盐对氰化镀铜溶液性能的影响

郭崇武

(广州超邦化工有限公司,广东广州510460)

摘要:研究了钾盐对氰化镀铜溶液性能的影响,结果表明,向镀液中加30~60 g/L的硫酸钾,能够明显提高镀层的光亮度和镀液的覆盖能力,当采用较低质量浓度氰化镀铜溶液时,硫酸钾能够提高镀液的分散能力。生产实践表明:在挂镀氰化镀铜槽中用硫酸钾取代有机光亮剂能够提高镀层与基体之间的结合力。

关键词:氰化镀铜;硫酸钾;光亮度;分散能力;覆盖能力

中图分类号:TQ153.14    文献标识码:B

引  言

氰化镀铜使用历史悠久,也是目前使用极其广泛的镀铜技术。但是,氰化镀铜工艺中还存在一些问题,有待于研究和改善。生产实践表明,挂镀氰化镀铜使用光亮剂时,镀层与基体之间的结合力往往较差。目前,许多工厂氰化镀铜槽都不使用光亮剂,镀层比较粗糙;有些工厂向镀槽中添加少量的光亮剂,镀层光泽有所改善,但仍较粗糙;还有些工厂使用周期换向电流电镀技术,镀层比较光亮,但生产效率较低。本文研究了钾盐对氰化镀铜溶液性能的影响,实验表明,向氰化镀铜溶液中加硫酸钾,能够明显提高镀液的整平作用。

1  钾盐对镀液性能的影响

1.1对光亮度的影响

从某公司挂镀车间取不含有机光亮剂氰化镀铜溶液。将镀液分成3份并与氰化镀铜溶液一起做霍尔槽试验,250 mL镀液,I=0.5 A,分别施镀5、10、15 min,所得结果列于表1。试验表明,向镀液中加50 g/L硫酸钾或者加50 g/L氯化钾,可以明显改善镀层的光亮度。向镀液中加50 g/L硫酸钠,镀层与原镀液相同,说明钠盐对镀层的光亮度不起作用。硫酸钾和氯化钾都能提高镀层的光亮度,但使用氯化钾,当阳极出现钝化时可能在阳极上生成次氯酸钠,因此,氰化镀铜溶液中不宜使用氯化钾。

表1   4种氰化镀铜液霍尔槽试片的比较

1.2 ρ(硫酸钾)对光亮度的影响

用氰化镀铜溶液做霍尔槽试验,分别向镀液中加20~60 g/L硫酸钾,镀液250 mL,I=0.5 A镀5min,结果表明,向镀液中加30~60 g/L硫酸钾,能够明显改善镀层的光亮度,加20 g/L硫化钾时,镀层发雾,低Jk区暗红色。

1.3硫酸钾对分散能力的影响

从车间取氰化镀铜溶液,将镀液分成两份分别称为镀液1和镀液2,向镀液2中加50 g/L硫酸钾,对这两种镀液做250 mL霍尔槽试验,不搅拌镀液,用I=0.5 A镀20 min。用DJH-E 2100B电解式测厚仪分别测定试片距离阴极近端l=1~9 cm各点镀层的厚度,以l=1 cm点镀层的厚度与其它各点比较,用Watson方法计算镀液的分散能力[1],所得结果列于表2。试验表明,向氰化镀铜溶液中加50g/L硫酸钾,能够提高镀液的分散能力,尤其是在低电流密度区,能够获得相对较厚的镀层。当镀液浓度较低时,镀液导电性较差,向镀液中加硫酸钾,可以明显提高镀液的导电性[2],降低远近阴极之间镀液电阻的差值,从而提高镀液的分散能力。按产品检验要求,检验镀层厚度时要测定镀层的最小厚度[3]。向氰化镀铜溶液中加硫酸钾,镀件的低电流密度区镀层沉积较快,可以缩短电镀时间,降低原材料的消耗。

表2两种镀液的分散能力比较

1.4 ρ(硫酸钾)对覆盖能力的影响

由于氰化镀铜溶液的覆盖能力很高,用标准方法进行测定[4],不能对不同镀液的覆盖能力作出比较。因此,本文用霍尔槽试验,观察试片背面镀层对试片的覆盖情况,分析了硫酸钾对氰化镀铜溶液覆盖能力的影响,这种方法是电镀厂判断镀液覆盖能力的常用方法。

从车间取氰化镀铜溶液做霍尔槽试验,分别向镀液中加0~60 g/L硫酸钾,250 mL镀液,I=0.5 A,镀5 min,测定试片背面受镀面积的百分比,结果列于表3。试验表明,向镀液中加硫酸钾后,明显提高了镀液的覆盖能力。在实际生产中,有些镀件的深孔比较难镀,采用加硫酸钾的氰化镀铜溶液电镀,能够提高深孔中镀层的沉积速度,改善镀层质量,同时还可以缩短电镀时间,降低电镀成本。

表3硫酸钾对覆盖能力的影响

2生产实践

在某公司挂镀车间进行了生产试验,向氰化镀铜槽中加硫酸钾,溶液成分及操作条件如下:

铜离子

35~40 g/L

游离氰化钠

13~18 g/L

硫酸钾

30~60 g/L

酒石酸钾钠

10~20 g/L

氢氧化钠

5~10 g/L

θ

40~50℃

Jk

1~3 A/dm2

t

3~7 min

氰化镀铜镀液不使用光亮剂,镀层比较粗糙,向镀液中加入硫酸钾后,镀层的质量得到了明显的改善,镀层比较光亮,在接下来的酸性镀铜中,可以相应缩短电镀时间,若保持原来的电镀时间不变,镀层则更加光亮。当形状比较复杂或有深孔的镀件氰化镀铜时,加硫酸钾的镀液可以缩短电镀时间1~2 min。总而言之,向镀液中加硫酸钾后,车间取得了较好的效益。

3结论

向氰化镀铜溶液中加硫酸钾能够改善镀液的性能,其最大的优点是提高镀层的光亮度。其次是能够提高镀液的覆盖能力,有利于复杂镀件和有深孔镀件的电镀。当采用较低质量浓度的镀液时,还能够提高镀液的分散能力,有利于降低电镀成本。

参考文献

[1]曾华良,吴仲达,秦月文,等.电镀工艺手册[M].北京:机械工业出版社,1989:821-823.

[2]郭崇武,易胜飞,李健强.低浓度滚镀光亮镍研究[J].电镀与精饰,2007,29(6):35-37.

[3]GB12322-90,金属覆盖层工程用镍电镀层[S].

[4]张允诚,胡如南,向荣,电镀手册(上册)[M].北京:国防工业出版社,1997:1017 -1019.

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