鋼鐵件HEDP直接鍍銅工藝開(kāi)發(fā)30年回顧：國(guó)內(nèi)外HEDP堿性鍍銅的工業(yè)應(yīng)用狀況

國(guó)內(nèi)外HEDP堿性鍍銅的工業(yè)應(yīng)用狀況

在20世紀(jì)70年代到80年代初，國(guó)內(nèi)的科研成果都是全盤(pán)公開(kāi)。1983～1984年，當(dāng)筆者到深圳協(xié)助籌建國(guó)內(nèi)第一家中外合資生產(chǎn)電鍍添加劑的公司--華美電鍍技術(shù)有限公司時(shí)，才知道國(guó)外的添加劑均用代號(hào)表示，以便添加劑的配方保密。當(dāng)時(shí)，由于資料公開(kāi)，國(guó)內(nèi)有上百家的工廠在陸續(xù)使用HEDP鍍銅。南京通訊設(shè)備廠(郵電518廠)從1978年9月開(kāi)始配800 L的HEDP鍍銅槽，一直用到l989年才更換，連續(xù)使用了11年。該廠的董愚高工還專門寫(xiě)了一篇《鋼鐵件 HEDP鍍銅十年總結(jié)》，可惜董高工已離開(kāi)了我們，這篇文章也找不著了。

據(jù)袁詩(shī)璞高工介紹[9]，四川成都天興儀表廠對(duì)鋼鐵件采用HEDP預(yù)鍍銅，連續(xù)使用了20多年，鍍液仍有較寬的半光亮電流密度范圍，大生產(chǎn)允許的平均電流密度范圍仍可達(dá)l．2～1．5 A／dm2，鐵試片赫爾槽試驗(yàn)于40℃左右，手工攪拌鍍5 min，再鍍光亮酸銅10 min、光鎳5 min后，試片沿長(zhǎng)度方向折彎致斷無(wú)起皮；熱震試驗(yàn)后，用30倍放大鏡觀察無(wú)細(xì)泡，可見(jiàn)結(jié)合力仍良好[8]。他認(rèn)為，HEDP仍是無(wú)氰堿銅預(yù)鍍的優(yōu)選配位劑。他的這一觀點(diǎn)在2008年11月中國(guó)電鍍網(wǎng)在廣州舉行的"中國(guó)電鍍技術(shù)研討會(huì)"上獲得大多數(shù)代表的贊同。大家認(rèn)為應(yīng)好好總結(jié)近30年來(lái)實(shí)際生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，繼續(xù)完善這一工藝，而筆者是國(guó)內(nèi) HEDP鍍銅的創(chuàng)始人，應(yīng)承擔(dān)起總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的重任。這也是筆者撰寫(xiě)此系列文章的目的。

在20世紀(jì)80年代之前，國(guó)外有一些HEDP鍍銅的專利，但未見(jiàn)產(chǎn)品在市場(chǎng)上銷售。l984年，筆者在籌建深圳華美電鍍技術(shù)有限公司時(shí)，發(fā)現(xiàn)美國(guó)樂(lè)思公司也沒(méi)有無(wú)氰鍍銅的產(chǎn)品。直到l993年赴美國(guó)參加"美國(guó)電鍍與表面精飾年會(huì)"(AESF年會(huì))，會(huì)后參觀美國(guó)樂(lè)思公司時(shí)，該公司才出示他們l992年新開(kāi)發(fā)的無(wú)氰堿銅液。一看鍍液的顏色，就知道他們用的是HEDP做配位劑。回國(guó)后，查了他們的論文與專利，證實(shí)了這一點(diǎn)。

1995年，筆者應(yīng)邀到新加坡工作，對(duì)HEDP鍍銅工藝進(jìn)行了改進(jìn)，還增加了光亮劑和廢水處理劑。1997年，將改進(jìn)的新工藝給新加坡著名的鮮花和禮品電鍍廠一RISIS公司批量生產(chǎn)使用。如今己過(guò)了l3年，他們還在使用。2002年，筆者將這一新工藝提供給新加坡柏士勝(Plaschem)化學(xué)公司(現(xiàn)已被美國(guó)OMG公司收購(gòu))，他們也已在國(guó)內(nèi)外銷售。

20世紀(jì)90年代后，國(guó)外掀起了無(wú)氰鍍銅的熱潮，申請(qǐng)了許多有機(jī)膦酸鍍銅的改良專利，并有無(wú)氰堿銅的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。據(jù)蒲海麗和蔣雄介紹[1 01，Plaschem和Cupral無(wú)氰鍍銅均采用有機(jī)膦酸做配位劑。

20世紀(jì)70年代，在我們公布了無(wú)氰HEDP鍍銅工藝配方后，張炳乾也發(fā)表了用硫酸銅做銅鹽的HEDP鍍銅工藝[1lJ；2004年，他與張梅生又發(fā)表了《無(wú)氰堿性鍍銅工藝》。從資料上看，他們選用了進(jìn)口的HEDP做配位劑，配槽時(shí)可不用雙氧水和活性炭進(jìn)行處理，也不必進(jìn)行電解處理，攪拌均勻后即可電鍍[12]。

2007年，鄭州輕工業(yè)學(xué)院的邵晨等重新驗(yàn)證了 HEDP鍍銅工藝[l 3i，指出該工藝成分簡(jiǎn)單穩(wěn)定，鍍液的維護(hù)成本低，電流效率高，分散能力與覆蓋能力優(yōu)良，鍍層細(xì)致均勻，與鋼鐵基體結(jié)合力良好，基本無(wú)脆性。他們還測(cè)定了HEDP鍍銅的臨界活化電流密度，為0．2 A／dm2(陳天玉測(cè)得焦磷酸銅鍍液的臨界活化電流密度為2．0 A／dm2)，表明低電流密度下也能獲得良好的結(jié)合力。但根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，起始電流密度用0．5～dm2比較安全．

2008年，陳春成用有機(jī)胺和羧酸做輔助配位劑、再添加少量光亮劑來(lái)改良有機(jī)膦酸鍍銅液[1引，據(jù)稱結(jié)合力符合預(yù)鍍的要求，鍍層細(xì)致、呈半光亮，鍍液穩(wěn)定，分散能力和深鍍能力好，電流效率高。但有機(jī)胺的毒性較大，廢水處理也困難，應(yīng)盡量避免使用。(下轉(zhuǎn)第19頁(yè))

最近幾年，隨著政府開(kāi)始嚴(yán)格限制使用氰化物，國(guó)內(nèi)又掀起了無(wú)氰堿銅的開(kāi)發(fā)熱潮。有人開(kāi)始試用 EDTA、有機(jī)胺、丙三醇、焦磷酸鹽、羥基羧酸和有機(jī)膦酸等做配位劑。據(jù)經(jīng)驗(yàn)，有機(jī)膦酸和羥基羧酸仍是優(yōu)選的配位劑，它們已經(jīng)歷數(shù)十年的考驗(yàn)。現(xiàn)在的關(guān)鍵是設(shè)法克服生產(chǎn)維護(hù)和廢水處理上所遇到的問(wèn)題，使這些工藝更適于長(zhǎng)期穩(wěn)定生產(chǎn)的需要。

有關(guān)HEDP鍍銅液的生產(chǎn)維護(hù)和廢水處理將在本文的第二和第三部分刊出。

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