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硫酸鹽鍍銅與其他鍍種不同的是，在所有酸性鍍種中只有兩種主要成分：CuS04·5H20和HeS04，它們是不變的。其中，CuSO4是主鹽，H2S04能防止CuS04水解。硫酸銅溶于水中發(fā)生離解：
在陰極上發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)主要是二價銅得到電子放電鍍出銅，同時，也有部分二價銅得到一個電子還原產(chǎn)生一價銅離子，這兩個反應(yīng)同時在陰極上進(jìn)行。在陰極表面附近，當(dāng)二價銅離子濃度降低時，氫離子才有可能得到電子而使氫氣析出。
陰極反應(yīng)：
Cu2++2e——Cu
Cu2++e——Cu+
Cu++e——Cu
2H++2e——H2↑陽極反應(yīng)：
Cu—2e——Cu2+
當(dāng)鍍液中H2S04含量不足時，CuS04發(fā)生水解生成Cu2S04，進(jìn)一步水解變成Cu20。氧化亞銅會夾雜在鍍層中，使鍍層發(fā)生疏松現(xiàn)象：
普通硫酸鹽鍍銅
為了獲得較厚的銅鍍層，往往采用硫酸鹽鍍銅的方式，因為只有這個加工方法操作簡單、成本低廉，而且沉積速度快。普通硫酸鹽鍍銅電鍍液成分只有CuSO4和H2S04。
普通硫酸鹽鍍銅配方及工藝條件：
硫酸銅 180～
硫酸 50～
酚磺酸或葡萄糖 少量
電流密度 l～
溫度 l6～
陰極電流效率 97％～l00％
陰、陽極面積比 1：1
采用空氣攪拌或陰極移動時，可使用較大的電流密度。如采用較高溫度時，必須使用攪拌手段。
光亮硫酸鹽鍍銅
在以CuS04和H2S04為主要成分的硫酸鹽鍍銅中加入適量的添加劑后，可獲得高整平，全光亮的鍍銅層，因此被稱為光亮硫酸鹽鍍銅即光亮酸性鍍銅。因光亮酸性鍍銅具有許多特點，所以在電鍍工藝中被廣泛采用。
光亮酸性鍍銅主要作用是作為防護(hù)一裝飾性電鍍的中間層，并具有以下特點：
①可得到全光亮、高整平、低內(nèi)應(yīng)力、延展性好、結(jié)合力強(qiáng)的高質(zhì)量鍍層；
②工藝成分簡單，操作方便，成本低。
在當(dāng)前鎳材價格大幅度攀升的時候，人們對質(zhì)量高的酸性光亮鍍銅更加青睞。
全光亮硫酸鹽鍍銅工藝配方及條件見表1～表5。采用不同的光亮劑，硫酸銅與硫酸的含量稍有區(qū)別。
表1 KG型、亮銅-3號型、KOTAC-B型全光亮硫酸鹽鍍銅工藝配方及條件
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配方 工藝規(guī)范 |
KG型 |
亮銅-3號 |
KOTAC-B型滾鍍亮銅 |
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硫酸銅(CuS04·5H20)／(g／L) 硫酸(H2S04)／(g／L) 氯離子(Cl)／(mg／L) |
180～220 50～70 10％HCl lmL／L |
180～220 50～70 40～100 |
150 100 60 |
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溫度／℃ 陰極電流密度／(A／dm2) 陽極電流密度／(A／dm2) |
10～35 2～4 |
10～40 1～6 0.5～2.5 |
20 3 |
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光亮劑／(mL／L) |
KG-l5 |
亮銅-3號(A)4～6，亮銅-3號(B)0.3～O．6 |
KOTAC-B(N0.1)0.4，KO-TAC-B(N0.2)4.0 |
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補(bǔ)加／[mL／(kA·h)] |
Kp240～60 |
亮銅-3號(A)80～100，亮銅3號(B)60～90 |
KOTAC-B(N0.1)40～80，KOTAC-B(N0.2)50～100 |
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陽極板 |
含磷銅板 |
含磷銅板 |
含磷銅板 |
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攪拌和過濾 |
陰極移動，定期過濾 |
陰極移動，空氣攪拌，連續(xù)過濾 |
連續(xù)過濾 |
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除膜狀況 |
需要 |
不需 |
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工藝特點 |
具有優(yōu)良的整平性，良好的延展性，可獲得鏡面般光澤 |
系低染料體系。鍍層性能可與國外同類產(chǎn)品相比 |
①可得到完美的鏡面光澤②有優(yōu)良的整平作用 ③鍍銅的硬度低，適合拋光 ④光亮劑性能穩(wěn)定 |
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研制生產(chǎn)單位 |
武漢風(fēng)帆 |
武漢風(fēng)帆 |
日本大和 |
表2 210型光亮劑全光亮硫酸鹽鍍銅工藝配方及條件
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配方 工藝規(guī)范 |
高性能210型 |
普通型210型 |
210型 |
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硫酸銅(CuS04·5H2O)／(g／L) 配槽／(g／L) 硫酸(H2S04)／(g／L) 配槽／(g／L) 氯離子(Cl‑)／(mg／L) 配槽／(mL／L) |
160～240 200 40～90 60 即34mL／L 30～120 60 |
160～240 200 40～90 60 即34mL／L 60 |
160～240 200 40～90 60 即34mL／L 30～120 60 |
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溫度／"c 陰極電流密度／(A／dm2) 陽極電流密度／(A／dm2) 電壓／V 光亮劑／(mL／L) |
18～35 1.5～8 0.5～3.0 2～10 21080.1～0.6 |
18～35 1.5～8 0.5～3.0 21080.3～1.5 |
18～40(28) 1.5～8 0.5～3.0 10開缸(M-IJ)2～5， |
(表2續(xù)表)
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配方 工藝規(guī)范 |
高性能210型 |
普通型210型 |
210型 |
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補(bǔ)加／[mL／(kA·h)] |
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陽極板 |
含磷銅板 |
含磷銅板 |
含磷銅板 |
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攪拌和過濾 |
強(qiáng)烈空攪，連續(xù)過濾 |
空氣攪拌，陰極移動 |
空氣攪拌，陰極移動 |
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除膜狀況 |
不需 |
不需 |
不需 |
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工藝特點 |
①可獲得完美的鏡面光澤 ②光亮性、整平性能提高 ③在低電流的情況下，光澤更完美 ④操作溫度范圍很廣(18～ ⑤光亮劑消耗量少 ⑥不會受光亮劑分解物的影響 |
①具有快速光亮和高整平性能 ②電流密度范圍廣并可得到鏡面光澤 ③低電流區(qū)可得到整平性高的鍍層 ④溫度范圍廣(18～ ⑤對鎳層結(jié)合力好 ⑥光亮劑穩(wěn)定性能高，消耗量少 |
光亮劑穩(wěn)定性能高 |
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研制生產(chǎn)單位 |
日本大和 |
日本大和 |
香港永星 |
表3 HT型、UBACIA型光亮劑全光亮硫酸鹽鍍銅工藝配方及條件
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配方 工藝規(guī)范 |
HT型 |
UBACIA型 |
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硫酸銅(CuS04·5H2O)／(g／L) 硫酸(H2S04)／(g／L)氯離子(Cl-)／(mg／L) |
200～250 30～80 100 |
180～240 45～60 20～80，濃HCl，0.05～0.2 |
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光亮劑／(mL／L) |
HT晶細(xì)劑，HT填平劑0.5～1，HT潤溫劑1 |
UBACIA開缸劑0.5～1.0，補(bǔ)充劑l.5～2.5 |
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溫度／℃ 陰極電流密度／(A／dm2) 攪拌和過濾 |
30～37 2～6 空氣攪拌，連續(xù)過濾 |
20～40 3～6.5 空氣攪拌，連續(xù)過濾 |
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研制生產(chǎn)單位 |
美國安美特化學(xué)有限公司，南安電鍍技術(shù)工程有限公司 |
深圳華美電鍍技術(shù)有限公司 |
表4 2000型、AC型、201型、SAC型光亮劑全光亮硫酸鹽鍍銅工藝配方及條件
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配方 工藝規(guī)范 |
2000型 |
AC型 |
201型 |
SAC型(固體) |
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硫酸銅(CuS04·5H2O)／(g／L) 硫酸(H2S04)／(g／L) 氯離子(Cl-)／(mg／L) |
200～240 (220) 55～75 (65) 30～100 (40) |
180～220 60～75 10～80 |
200～240 (220) 55～75 (65) 30～100 (40) |
200～240 (220) 55～75 (65) 30～100 (40) |
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光亮劑／(mL／L) |
2000型(紫色)開缸 劑(I)3～4 (3.5) |
AC光亮劑(1型)2，AC光亮劑(11型)0.5 |
201型(綠色)開缸劑3～5,201型(紫色，A劑)0.6～1,201型(藍(lán)色，B劑)0.3～0.5 |
SAC l型(紫色)3.5～4.5(4)，SAC-Ⅱ型(藍(lán)綠色)0.8～1.2(1)，AC深度劑0.4～O．6(0.5) |
(表4續(xù)表)
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配方 工藝規(guī)范、 |
2000型 |
AC型 |
201型 |
SAC型(固體) |
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補(bǔ)加光亮劑 ／[mL／(kA·h)] |
2000型光亮劑(Ⅱ型)150 |
AC型光亮劑(Ⅱ型)150～200 |
201型光亮劑(B劑)50～60 |
SAC-1型200～300，SAC-Ⅱ型用量為l型的1／5 |
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溫度／℃ |
15～40 |
15～40 |
15～38 |
20～30 |
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陰極電流密度／(A／dm2) |
1.5～8 (3～5) |
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1.5～8 |
1.5～8 (3～5) |
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陽極電流密度／(A／dm2) |
0.5～2.5 |
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0.5～2.5 |
0.5～2.5 |
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攪拌和過濾 |
空氣攪拌，陰極移動 |
空氣攪拌，陰極移動，循環(huán)過濾 |
空氣攪拌，循環(huán)過濾 |
空氣攪拌， 陰極移動 |
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陽極板 |
含磷銅板 (0.035％～ 0.075％) |
含磷銅板 (0.035％～ 0.075％) |
含磷銅板 (0.035％～ 0.075％) |
含磷銅板 (0.035％～ 0.075％) |
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除膜狀況 |
不需 |
不需 |
不需 |
不需 |
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工藝特點 |
①光亮劑分I型和Ⅱ型兩種。I型為開缸劑(紫色)，Ⅱ型為補(bǔ)加劑(無色) ②電流密度范圍寬，深鍍能力好，低 區(qū)可獲得光亮鍍層 ③出光速度快，整平性好 |
①耐高溫性好 ②整平性好，分散能力高 ③電流密度范圍廣，沉積速度快 |
①出光速度快，整平性極佳 ②電流密度范圍寬，在低電流處也有 極好的光亮度和整平性 |
①用 ②鍍層結(jié)晶細(xì)致，深鍍能力好 ③攜帶方便 |
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研制生產(chǎn)單位 |
上海永生助劑廠 |
上海永生助劑廠 |
上海永生助劑廠 |
上海永生助劑廠 |
表5 M、N、S型全光亮硫酸鹽鍍銅工藝配方及條件
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配方 工藝規(guī)范 |
M、N、S型 |
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硫酸銅(CuS04·5H20)／(g／L) 硫酸(H2S04)／(g／L) 氯離子(Cl-)／(mg／L) |
150～220 50～70 10～80 |
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2一巰基苯并咪唑(M)／(mL／L) 亞乙基硫脲(N)／(mL／L) 聚二硫二丙烷磺酸鈉(SP)／(mL／L) 聚乙二醇(相對分子質(zhì)量6000)／(mL／L) 十二烷基硫酸鈉或AE0乳化劑／(ml，／l。) |
0.0003～ 0.0002～0.0007 0.01～0.02 0.05～0.1 0．O5～0.1或0.01～0.02 |
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溫度／℃ |
10～30 |
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陰極電流密度／(A／dm2) |
2～4 |
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攪拌和過濾 |
陰極移動 |
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除膜狀況 |
需要 |
