年電鍍工藝課件鍍銅最后

1、6.2 鍍銅6.2.1 概述6.2.2 氰化物鍍銅6.2.3 硫酸鹽鍍銅6.2.4 鍍銅層的后處理6.2.5 不合格鍍銅層的退除16.2.1 概述顏色：粉紅色原子量：63.54密度：8.95g/cm3熔點：1083化合價：+1、+2晶型結(jié)構(gòu)：面心立方導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性好，很大的韌性和延展性，柔軟而容易拋光2氧化性：在空氣中易氧化，尤其加熱條件下 氧化銅堿式碳酸銅硫化銅可生成堿式氯化銅在潮濕空氣中與CO2反應(yīng)在潮濕空氣中與氯化物反應(yīng)與硫化物反應(yīng)3耐蝕性：銅易溶于硝酸和熱的濃硫酸和被有機酸腐蝕，但一般不與鹽酸、稀硫酸和堿反應(yīng)（氨水除外）4電化學(xué)性能：ECu2+/Cu=0.34VOEOCu+/Cu=0.

2、52V陰極性鍍層5銅層常做底層預(yù)鍍層中間層 鍍銅層經(jīng)過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理和電化學(xué)處理，可以獲得銅綠色、古銅色、黑色等具有裝飾性效果的氧化膜6銅水體系的E-pH圖7一、用于制造鍍銅鋼板、鍍銅不銹鋼板1、作為底鍍層用2、加工性：鍍銅層作為金屬模具的保護(hù)和潤 滑層，可經(jīng)受多次沖壓3、自釬焊性：雙壁管，用于汽車的油壓制動 系統(tǒng)和電冰箱的氟利昂冷凝器鍍銅的應(yīng)用8 94、軸承材料：在熔合溫度以下，低碳鋼和燒 結(jié)銅合金熔合方法的實例就是滾動軸承101112 SF-2滑動軸承：SF-2三層復(fù)合材料是以鋼背為基體，在鋼背上燒結(jié)一層球形青銅粉，表面通過輥軋在銅粉的孔隙中填充改性聚甲醛。1.改性聚甲醛2.錫青銅粉3.鍍

3、銅層4.鋼背5.鍍銅層131、聚四氟乙烯與鉛及其他填充混合物0.01-0.03mm2、球形青銅粉0.2-0.3mm 3、鋼背0.7-2.3mm 4.電鍍層：鍍錫層厚0.005mm,或鍍銅層厚0.008mm SF-2Y邊界潤滑軸承 14SF-2Y邊界潤滑軸承剖面 155、局部防滲碳：碳原子在銅中擴(kuò)散很困難6、多層金屬印刷板的基體7、鍍銅不銹鋼8、印刷輥的表面層9、電極和電刷10、著色裝飾11、修復(fù)零件12、唱片模板13、在電子行業(yè)中，用鍍厚銅的鋼絲線代替 純銅線作為電子元件的引線，通訊線16二、用于銅箔及銅粉的制造不銹鋼滾筒酸銅鍍液17電解銅箔的制造18電解銅粉多用于碳刷燒結(jié)軸承金屬19三、用于

4、塑料的金屬化20通孔電鍍：印刷線路板有雙層和多層之分，在底板上鉆孔，并對通孔進(jìn)行電鍍，使其能導(dǎo)通電流，稱之為通孔電鍍。四、用于印刷線路板的通孔電鍍2122232425 五、用于徑向輪胎的制造 徑向輪胎中間的鋼絲，先在鋼絲上鍍鋅，然后鍍銅，再用熱處理方法使鋅和銅熔合成合金，提高鋼絲與橡膠的粘接性； 金屬絲以螺旋狀態(tài)安置26六、電鑄銅的應(yīng)用1、制造手表的刻度面2、波導(dǎo)管的制造3、制造涂漆用的屏蔽材料27常用的鍍銅溶液硫酸鹽光亮鍍銅氰化物鍍液焦磷酸鹽鍍液28不常用的鍍銅溶液氟硼酸鹽鍍液檸檬酸鹽酒石酸鹽鍍液乙二胺鍍銅HEDP鍍銅氨三乙酸鍍銅羥基乙叉二膦酸29不常用的鍍銅溶液氨基磺酸鹽鍍銅醋酸鍍銅硫氰化

5、亞銅鍍銅30鍍銅前的預(yù)處理浸鎳-預(yù)鍍預(yù)鍍鎳氰化物鍍銅焦磷酸鹽鍍銅鍍銅311、浸鎳-預(yù)鍍 氯化鎳/(g/L)300-560硼酸/(g/L)30-40pH1.5-3.5溫度/60-70浸漬時間/min3-5浸鎳氯化鎳/(g/L)300-560硼酸/(g/L)30-40pH1.5-3.5溫度/60-70電鍍時間/min3-5陰極電流密度/(A/dm2)0.1-2.4預(yù)鍍鎳32溶液的組成及操作條件強酸性氯化鎳/(g/L)240-260鹽酸/(mL/L)120-1302、預(yù)鍍鎳溫度/10-35陰極電流密度/(A/dm2)5-20時間/min2-4適用的基體不銹鋼33溶液的組成及操作條件硫酸鎳/(g/L)

6、氯化鈉/(g/L)硼酸/(g/L)硫酸鈉/(g/L)十二烷基硫酸鈉/(g/L)2、預(yù)鍍鎳弱酸性120-1507-1230-4560-800.05-0.1pH溫度/陰極電流密度/(A/dm2)時間/min適用的基體5.0-5.625-350.8-1.53-5鋼鐵34溶液的組成及操作條件氯化鎳/(g/L)檸檬酸鈉/(g/L)硫酸鎂/(g/L)硫酸鎳/(g/L)2、預(yù)鍍鎳中性10-20150-23010-20120-180pH溫度/陰極電流密度/(A/dm2)時間/min適用的基體6.6-7.035-450.5-1.24-6鋅、鋁合金353、氰化銅預(yù)鍍?nèi)芤旱慕M成及操作條件鋼鐵工件氰化亞銅/(g/L)

7、10-15游離氰化鈉/(g/L)5-10氫氧化鈉/(g/L)5-10碳酸鈉/(g/L)10-15溫度/20-50陰極電流密度/(A/dm2)0.5-2.0時間/min1-2鋅、鋁合金工件15-2010-1515-2020-500.5-2.01-2364、焦磷酸鹽預(yù)鍍?nèi)芤旱慕M成及操作條件鋼鐵工件焦磷酸銅/(g/L)30-50焦磷酸鉀/(g/L)300-350檸檬酸銨/(g/L)20-25pH8.4-8.8溫度/20-40陰極電流密度/(A/dm2)0.5-1.0時間/min2-4376.2.2 氰化物鍍銅工藝特點工藝規(guī)范金屬離子在鍍液中的存在形式電極反應(yīng)溶液配制工藝維護(hù)38一、工藝特點 可以直接

8、在鋼鐵件上鍍銅，獲得結(jié)合力優(yōu)良的鍍銅層。分散能力、覆蓋能力好，溶液有一定的輔助除油能力，對工件的前處理要求相對較低，沉積速度快，鍍層結(jié)晶細(xì)致、孔隙率低，鍍液容易控制，廢水處理方法成熟，應(yīng)用極廣。優(yōu)點：39缺點：電流效率不高，一般在60-80%之間，電解液的穩(wěn)定性較差，氰化鈉會在氧和氫氧化鈉的作用下分解為碳酸鈉和氨水。氰化物劇毒，操作小心。40氰化物鍍銅溶液預(yù)鍍?nèi)芤汉剖徕涒c的溶液高效率的氰化鍍銅溶液*41溶液的組成及操作條件普通鍍銅氰化亞銅/(g/L)30-50氰化鈉/(g/L)40-60氫氧化鈉/(g/L)10-20碳酸鈉/(g/L)20-30酒石酸鉀鈉/(g/L)30-60硫氰酸鉀硫酸錳

9、pH溫度/50-60陰極電流密度/(A/dm2)1-3二、工藝規(guī)范：P111周期換向電源及陰極移動光亮鍍銅50-7065-9015-2010-2010-200.08-0.1255-651.5-3鋅壓鑄件18-2525-3515-2020-3011.5-12.535-501-242周期換向電流：在一定的時間間隔中通過正向電流，進(jìn)行正常的電鍍，然后在另一個一定的時間間隔中通過反向電流，進(jìn)行鍍層溶解，特別是凸起處首先溶解。提高鍍層整平能力43氰化亞銅主鹽氰化鈉/氰化鉀絡(luò)合劑氫氧化鈉導(dǎo)電、防止氰化鈉水解穩(wěn)定鍍液碳酸鈉導(dǎo)電、穩(wěn)定鍍液44酒石酸鉀鈉輔助絡(luò)合劑促進(jìn)陽極溶解有一定的光亮作用硫氰酸鉀促進(jìn)陽極溶解

10、掩蔽鋅離子等有害雜質(zhì)硫酸錳與酒石酸鉀鈉和硫氰酸鉀配合使用，起到一定的光亮作用45游離氰化鈉減少的原因？二氧化碳氧氣水氫氧化鈉46三、金屬離子在鍍液中的存在形式 在溶液中，銅主要以銅氰配離子形式存在，由于游離氰化鈉含量的不同，各種配離子濃度也不相同，其中最穩(wěn)定的形式是 電解液中銅氰配離子的主要存在形式是Cu(CN)43-Cu(CN)32-47四、電極反應(yīng)陰極Cu(CN)32-e- Cu+3CN- 2H2O+2e- H2 2OH-48陽極 Cu+3CN- -e- Cu(CN)32-4OH-4e- O2 +2H2O(陽極鈍化時）49五、溶液配制氰化鈉溫水溶解氰化亞銅（溶解成糊狀）1碳酸鹽攪拌、過濾、

11、分析、調(diào)整溫度60度氫氧化鈉酒石酸鉀鈉250硫氰酸鹽用水溶解硫酸錳先配成水溶液：把50g硫酸錳，40g酒石酸溶于水中，稀釋成1L51六、工藝維護(hù)1 氰化物預(yù)鍍銅溶液的維護(hù) (1) 銅：游離氰化鈉1：(0.50.8) (2) 陽極要掛一部分鋼板做不溶性陽極 (3) 活性炭連續(xù)過濾522 含酒石酸鹽的氰化鍍銅溶液的維護(hù) (1) 銅：游離氰化鈉1：(0.30.4) (2) S陽：S陰2：1 (3) pH =12.212.8（硫酸氫鈉調(diào)節(jié)）533 高效率的氰化鍍銅溶液的維護(hù) (1) 銅：游離氰化鈉1：(0.25 0.3) (2) 最好用氰化鉀 (3) S陽：S陰要大些，甚至可以大于4:1 （不能使用磷

12、銅）546.2.3 硫酸鹽鍍銅工藝特點工藝規(guī)范電極反應(yīng)溶液配制工藝維護(hù)目前使用最為廣泛的電鍍銅工藝55優(yōu)點：成分簡單，溶液穩(wěn)定，工作時不產(chǎn)生有害氣體，采用合適的光亮劑可得到全光亮鍍層，整平性能好，電流效率高，成本較低，沉積速度快，幾乎可以得到任意厚度的鍍層，但是滾鍍得不到光亮鍍層。缺點：鍍層結(jié)晶較粗大，分散能力較差，不能直接在鋼鐵零件、鋁及其合金、鋅及其合金上電鍍。一、工藝特點56 一般電鍍用的高銅低酸溶液，分散能力低； 印刷電路板孔金屬化的低銅高酸溶液，分散能力與焦磷酸鹽鍍銅溶液近似57 注意： 在鋼鐵基體、鋁合金和鋅合金壓鑄件上用硫酸鹽溶液鍍銅要預(yù)鍍一般用作多層電鍍中加厚的過度鍍層58溶液

13、的組成及操作條件一般鍍液硫酸銅/(g/L)150-220硫酸/(g/L)50-70氯離子/(mg/L)20-80光亮劑/(g/L)適量溫度/10-40陰極電流密度/(A/dm2)1.5-4.5攪拌強空氣攪拌、陰極移動過濾連續(xù)過濾陽極含磷量0.1-0.3%無氧的磷銅硫酸鹽鍍銅二、工藝規(guī)范：P10459硫酸銅主鹽硫酸防止水解，導(dǎo)電，改善電解液分散能力提高陰極極化改善陽極溶解性能氯離子降低光亮鍍銅層由于夾雜添加劑及其分解產(chǎn)物而產(chǎn)生的應(yīng)力，提高鍍層的韌性。提高鍍層的光亮度及整平性。光亮劑60磷銅有效地減少一價銅離子的生成棕黑色膜61印刷線路板上無添加劑的鍍銅層昏暗粗糙甚至粉狀易碎的堆積 62CuS加入

14、去極化劑63加入去極化劑及載體光亮劑（潤濕劑）64加入去極化劑、載體光亮劑（潤濕劑）、整平劑65 早期光亮劑： 明膠、骨膠、尿素、硫脲、淀粉、連苯三酚、氨基酸 目前光亮劑： 高分子表面活性劑、不飽和有機硫化物66硫酸鹽鍍銅溶液中的添加劑：67 有一些聚醚類的非離子型的表面活性劑由于吸附作用較強，會在陰極表面生成一層憎水膜，所以鍍銅后必須經(jīng)過除膜處理，方可進(jìn)行鍍鎳含表面活性劑的稀酸或稀堿溶液注意68主要添加形式為鹽酸、氯化銅69氯離子的協(xié)同作用70為什么要加入氯離子？1、可能是由于氯離子有較強的吸附作用2、氯離子可能在兩類光亮劑在電極表面的 吸附起協(xié)同作用3、降低一價銅離子的放電速度4、防止發(fā)生

15、歧化反應(yīng)，穩(wěn)定鍍液71Cu+的產(chǎn)生（3來源）當(dāng)銅陽極和電解液中的Cu2+接觸時，當(dāng)陽極電力密度過小時，銅不完全氧化，當(dāng)陰極電流密度過小時， 可能會發(fā)生Cu2+的不完全還原Cu 2+e- Cu+72一價銅離子在陽極容易與新生態(tài)氧作用生成氧化亞銅Cu2O，即為銅粉，懸浮在鍍液中，容易形成粗糙無光的鍍層。1、銅粉是陽極泥的主要成分2、銅粉也會使陰極鍍層粗糙，產(chǎn)生毛刺，銅粉 脫落產(chǎn)生針孔現(xiàn)象 73使用含磷的銅陽極及陽極袋循環(huán)鍍液保證陽極良好的接觸保證氯離子的含量在正常范圍定期加入氧化劑：加入雙氧水，使一價銅離子氧化成二價銅離子銅粉防治74三、電極反應(yīng)陰極Cu 2+e- Cu+Cu +e- Cu（吸附）

16、Cu（吸附） Cu（結(jié)晶）表面擴(kuò)散75陽極Cu -2e- Cu 2+Cu -e- Cu +Cu+ Cu + Cu 2+歧化反應(yīng)陽極正常溶解陽極不完全氧化76四、溶液配制硫酸銅熱水(50-60)溶解硫酸120.5g/L鋅粉12g/L活性炭冷卻后34過濾后添加劑(明膠等)冷卻后77添加劑的溶解方法7879 同一配方中各光亮劑可配成混合溶液使用 用自來水配的溶液不需要加氯離子 用蒸餾水配的溶液需要加0.1ml/L鹽酸80六、工藝維護(hù)1 固體懸浮液會加速鍍液的分解，鍍液要定期過濾，最好連續(xù)過濾2 硫酸銅含量過高時會在陽極上結(jié)晶造成陽極鈍化，此時需要加一些硫酸稀釋溶液81過高的氯離子的去除方法(1) 用

17、新生成的碳酸銀、硝酸銀生成氯化銀沉淀(2) 用鋅粉還原二價銅生成一價銅，一價銅與 氯離子反應(yīng)生成氯化亞銅沉淀。(3) 用J-3酸銅去氯劑，攪拌5分鐘后過濾20100mg/L826.2.4 鍍銅層的后處理重鉻酸鈉70-80g/L冰醋酸pH=2.5-3.0溫度室溫電流密度0.1-0.2A/dm2時間2-10min陽極鉛電解鈍化法83鉻酐80-100g/L溫度室溫時間3-5min化學(xué)鈍化法84無鉻化學(xué)鈍化法苯駢三氮唑0.25%溫度30-40時間2-3min苯駢三氮唑0.05%溫度50-60時間3-5min第一次第二次pian856.2.5 不合格鍍銅層的退除1、化學(xué)法間硝基苯磺酸鈉70g/L氨水70mL/L氰化鈉70g/L溫度40-50（1