Cu—Sn—Zn三元无氰仿金电镀工艺研究.pdfVIP

第 42卷 第 3期 南 开 大 学 学 报 (自然科学版) Vo1．42 NO_3 2009年 6月 ActaScientiarum Naturalium U iversit口tiN口k口iensi Jun．2009 文章编号 ：0465—7942(2009)03—0065—06 Cu—Sn—Zn三元无氰仿金 电镀工艺研究 王晓英，毕成良，李新欣，张宝贵 (南开大学 环境科学与工程学院，天津 300071) 摘要：采用焦磷酸盐 Cu—Sn—Zn三元碱性仿金镀体系新工艺，通过改进镀液配方 ，进行正交试验 ，得到最佳 工艺条件为：实验温度 37C，pH值 8．5，电镀时间45rain和电流密度 0．20A／dm ．以仿金镀速率、外观状况作 为衡量标准 ，重点研究了镀液温度、电流密度对仿金镀镀速和镀层颜色的影响及 电镀时间对镀层厚度 的影响．结 果表明，在其它条件既定的情况下，延长 电镀时间可得到传统 电镀镀层厚度 2O倍 的镀层 ． 关键词 ：无氰 ；仿金镀 ；焦磷酸盐 ；正交试验 中图分类号 ：TQ153．15 文献标识码 ：A 0 引 言 仿金镀以其光彩夺 目的绚丽色彩深受人们的喜爱．仿金色泽的获得是通过在电镀底层上电镀合金 ，将 铜以及其它金属以一定的比例电沉积在镀件基体表面，使电镀层呈现出黄金的颜色．仿金电镀工艺分为无 氰、低氰和高氰 3类．多年来 国内大多数使用中高氰镀液 ，这种以氰化亚铜 、氰化钠为配位剂的电镀液具有 镀液稳定、镀层色泽控制容易、外观好等优点[1]．但含氰镀液有剧毒，三废处理成本很高 ]，不但直接影响 工人的身体健康 ，如果处理不当，还会对社会造成危害．因此，无氰的仿金 电镀越来越引起人们的重视，已 成为人们探索的方向．近年来发展起来的无氰仿金电镀体系有焦磷酸盐体系、柠檬酸盐体系、酒石酸盐体 系、HEDP体系以及离子仿金电镀等工艺口]． 焦磷酸盐体系在无氰仿金电镀中应用广泛 ，但 由于现有焦磷酸盐体系得到的仿金镀层较薄 (1 m左 右)，耐磨性差 ，且延长电镀时间也不能使镀层增厚 ，反而降低镀层 的光亮度，因此使其应用领域受限，工业 化应用受阻． 应某 国企之邀 ，本课题组展开对焦磷酸盐 Cu—Sn—Zn三元碱性仿金镀体系的研究．本试验采用焦磷酸 盐 Cu—Sn—Zn三元碱性仿金镀体系 ，使用一种新工艺 ，通过改进镀液配方 ，寻求最佳工艺条件 ，可使仿金镀 双侧镀层厚度达到 20 m左右，从而克服了传统三元仿金镀层过薄 (1 m)等缺点．此外，通过镀液温度、 电流密度 、pH值等对仿金镀 电镀速率及镀层色泽的影响实验研究，优选了工艺条件． 1 试验部分 1．1 仪器 XMTB数显温控仪 (河南省予华仪器有限公司)；DT830B(先霸电子仪器 (深圳)有 限公司)；EMS一3 型加热定时磁力搅拌器(天津欧诺仪器仪表有限公司)；直流稳压电源 UP一3003D(北京金三航科技发展有 限公司)；数显外径微米千分尺 (桂林量具刃具厂)；METTLERTOLEDOAB104N型分析天平 (Mettler ToledoInstr．ShanghaiLtd)；SHB—III循环水式多用真空泵 (郑州创宇科技有限公司)． 1．2 试验工艺 工艺流程如下所示． 基体旦 圆 旦 圆 旦 旦 堡 圃 旦 圃 一 回 收稿 日期 ：2008—10—20 作者简介 ：王晓英(1983一)，女，陕西宝鸡人 ，硕士研究生 ·66· 南 开 大 学 学 报 (自然科学版) 第 42卷 除油是为 了去除镀件表面的油脂．酸洗 的目的是要将金属上 的氧化油垢、锈斑和氧化膜除去，同时表 面得到活化 ，更易施镀．以铁为基体的镀件需带电入槽光亮镀铜 ，防止因镀件基体表面发生置换反应 ，降低 镀件镀层的结合力． 1．2．1 仿金镀工艺配方及工艺条件 ：硫酸锌 (ZnSO ·7H。O)：分析纯 ，20～30g／L；硫酸铜 (CuSO · 5HzO)：分析纯 ，15