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摘要 介紹了一種新的堿性無(wú)氰鍍銅工藝及其性能，試驗(yàn)表明，該新工藝有望取代常規(guī)氰化預(yù)鍍銅，有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞 無(wú)氰鍍銅；鰲合劑；預(yù)鍍銅
1前言
目前氟化鍍銅工藝廣泛地應(yīng)用于鋼鐵基體、鋁合金、鋅合金壓鑄件和銅合金電鍍Cu/Ni/Cr上的打底鍍層。氰化鍍銅溶液中由于NaCN對(duì)銅離子有很強(qiáng)的絡(luò)合能力，分散能力和覆蓋能力較好，鍍層結(jié)晶細(xì)致，鍍液呈堿性，有去油能力，這樣就能保證獲得結(jié)合力良好的鍍層。因此，氰化鍍銅具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，被廣泛地采用。但是氰化鍍銅電流效率低，含有大量CN-根，毒性大，不利于環(huán)境保護(hù)。
幾十年來(lái)電鍍工作者一直致力于試驗(yàn)無(wú)氰鍍銅以取代氰化鍍銅，先后曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)焦磷酸體系鍍銅、檸檬酸鍍銅、氟硼酸鍍銅、氨基磺酸鍍銅、雙絡(luò)合劑鍍銅等無(wú)氰鍍銅工藝，但由于存在不同程度的缺點(diǎn)，難以大量推廣使用。
近年來(lái)隨著我國(guó)加入世貿(mào)組織，加快改革開(kāi)放步伐，電鍍行業(yè)中的某些落后工藝將被淘汰，今年國(guó)務(wù)院出臺(tái)的國(guó)家經(jīng)貿(mào)委32號(hào)令:含氰電鍍將限于2003年淘汰。對(duì)電鍍行業(yè)產(chǎn)生巨大的沖擊，這就要求我國(guó)表面處理技術(shù)工作者對(duì)無(wú)氰電鍍工藝必需加快深入研究，對(duì)電鍍生產(chǎn)工藝進(jìn)行革新，采用清潔生產(chǎn)，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，適應(yīng)國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng)的需求。
筆者分析了以前出現(xiàn)的幾種無(wú)氰鍍銅工藝存在的問(wèn)題，認(rèn)為主要是如何保證鍍層結(jié)合力和鍍液穩(wěn)定性的問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行試驗(yàn)研究，提出一項(xiàng)新的元氰鍍銅工藝，以有機(jī)磷酸、有機(jī)胺、竣酸等為整合劑，并添加少量光亮劑，配成堿性無(wú)氰鍍銅液，可以獲得符合預(yù)鍍要求的銅鍍層，結(jié)合力良好，結(jié)晶細(xì)致呈半光澤，鍍液穩(wěn)定，具有良好的分散能力和深鍍能力，電流效率優(yōu)于氰化鍍銅，有望取代氰化鍍銅。
2鍍液配方及工藝條件
掛鍍 滾鍍
2002A/mL·L-1 500(450~550) 375(325~425)
2002B/mL·L-1 1 1
pH值 9.5(9.5~10) 9.5(9.5~10)
T/℃ 50(40~60) 50(40~60)
Dk(A·dm-2) 1(0.5~1.2) 0.6(0.2~0.9)
SA:SK 2:1 2:1
陰極 軋制高純銅板 軋制高純銅板
攪拌 陰極移動(dòng)
過(guò)濾 連續(xù)過(guò)濾 連續(xù)過(guò)濾
3鍍液配制(掛鍍，以100L為例)
(1)鍍槽中加入40L去離子水，加人50L2002A溶液(內(nèi)含銅800g)，攪拌。
(2)用10%KOH溶液調(diào)pH值，控制溶液pH值9.5。
(3)加入2002B光亮劑0.1L，攪拌，加去離子水達(dá)工作體積，攪拌均勻。
(4)加熱至工作溫度，試鍍。
4鍍液的主要組成
(1)2002A是開(kāi)缸劑，由銅鹽、有機(jī)磷酸鹽、有機(jī)胺、竣酸鹽、k2CO3、KOH等物質(zhì)組成。
(2)2002B是光亮劑，由有機(jī)鹽等物質(zhì)組成，用于晶粒細(xì)化，并產(chǎn)生半光亮的外觀。
5鍍液的控制與維護(hù)
(1)鍍液中銅含量，掛鍍一般維持在6~9g/L，滾鍍維持在5~7g/L，在生產(chǎn)過(guò)程中由于鍍液的帶出損耗和電極過(guò)程的損失，可根據(jù)化學(xué)分析進(jìn)行補(bǔ)充，每缺少銅lg/L，可補(bǔ)充2002A125mL/L。
(2)2002B的消耗量約為100~150mL/kAh，也可根據(jù)霍爾槽試驗(yàn)添加。
(3)鍍液的pH值應(yīng)控制在9.5~10，不可低于9，以免影響鍍層結(jié)合力，升高pH值用碳酸鉀，降低pH值用醋酸。
(4)陽(yáng)極材料采用軋制高純銅板為好，為防止陽(yáng)極泥及銅粉污染鍍液，最好用尼龍?zhí)祝⑦B續(xù)過(guò)濾鍍液。
(5)應(yīng)嚴(yán)格防止CN一和鐵、銅、鎳、鉻等金屬離子污染槽液，導(dǎo)致鍍層外觀變差，產(chǎn)生霧狀，結(jié)晶粗糙，色澤暗紅等缺陷。
6鍍液中銅的分析
(1)吸取鍍液5mL置于250mL錐形瓶中，加水25mL，搖勻。
(2)加過(guò)硫酸銨(NH4)2s2o8 3g，搖勻片刻，加1:1氨水1OmL，溶液為清澈深蘭色，加水6OmL，搖勻。
(3)加PAN指示劑5~6滴，溶液呈紫紅色。
(4)用0.05M EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至由紫紅色變黃綠色為終點(diǎn)。
計(jì)算:Cu/g·(1/L)=0.635×V
7鍍液及鍍層性能測(cè)試
7.1霍爾槽試驗(yàn)
黃銅片，l=0.5A，T=50℃，t=10min。
結(jié)果:試片從高至低端全部呈半光亮狀態(tài)。
7.2覆蓋能力試驗(yàn)
￠10mmX100mm黃銅管
Dk=1A/dm2,T=50℃,t=30min.
結(jié)果：黃銅管內(nèi)孔全部有銅鍍層(100%)
7.3陰極電流效率試驗(yàn)
銅庫(kù)倫法 結(jié)果分別為90%和92%。
7.4結(jié)合力試驗(yàn)
黃銅片，鍍銅厚度4.8um，9.6um，在烘箱中250℃保溫1h后，取出，在空氣中自然冷卻，鍍層無(wú)鼓泡、脫落現(xiàn)象。
7.5沉積速度試驗(yàn)
在溫度50℃下掛鍍：
電流密度 1A/dm2，30min，厚度6um；
電流密度 0.8A/dm2，30min，厚度4.8um；
電流密度 0.6A/dm2，30min，厚度3.6um；
8結(jié)束語(yǔ)
(1)本工藝鍍液具有良好的分?jǐn)?shù)能力和深鍍能力，電流效率優(yōu)于氰化鍍銅。
(2)本工藝獲得的鍍層呈半光亮、平整，結(jié)合力好，有望取代氰化鍍銅，作為鋼鐵件、銅合金件、鋅合金件亞鑄件電鍍酸銅/光亮鎳/鉻的底鍍層。
(4)筆者推出的堿性無(wú)氰鍍銅新工藝，還有某些不完善之處，僅作為拋磚引玉，希望電鍍界同行為早日實(shí)現(xiàn)我國(guó)電鍍清潔生產(chǎn)而共同努力。
