摘要:通過對電鍍堿銅的各種參數(shù)分析,提出了控制堿銅的方法。
鋅合金電鍍滾鍍工序中,氰化堿銅電鍍是整個(gè)工序的重中之重。一個(gè)鋅合金電鍍廠師傅現(xiàn)場控制水平主要體現(xiàn)他控制堿銅的水平,筆者根據(jù)自己多年鋅合金電鍍實(shí)踐略談幾點(diǎn)看法:
鋅合金電鍍?nèi)芤航M成及操作條件:
鍍液組成
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范圍
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標(biāo)準(zhǔn)
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氰化亞銅
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50/70 g/L
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60 g/L
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氰化鈉
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70-100 g/L
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85 g/L
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氫氧化鈉
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1-3 g/L
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2 g/L
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酒石酸鉀鈉
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20-30 g/L
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25 g/L
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諾切液
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30ML/L
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DX-3高位光亮劑
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5 ml/L
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DX-4低位光亮劑
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6 ml/L
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溫度
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45-55℃
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電流密度
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0.5-4安培/平方分米
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陽極
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無氧電解銅
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首先先談下主鹽成分:
氰化亞銅:筆者認(rèn)為氰化亞銅宜控制在50-100g/l之間較為合適,亞銅含量高,上銅速度快,生產(chǎn)效率高,但氰化亞銅超過100以上時(shí),問題也明顯增多,起泡的幾率加大了很多。氰化亞銅太低時(shí),電鍍速度慢,效率低。
但是鐵件打底堿銅一般不建議超過30g/l,因?yàn)橹鼷}太高時(shí)影響打底層集合力。
氰化鈉:作為絡(luò)合劑,建議氰化鈉與氰化亞銅保持一定比例,因?yàn)榻j(luò)合1克氰化亞銅需氰化鈉1.1克。我們生產(chǎn)一直保持一個(gè)系數(shù),即氰化鈉總量=1.38×氰化亞銅的總量。這時(shí)游離氰含量=(1.38-1.1)×氰化亞銅。
游離氰含量控制在這個(gè)范圍,生產(chǎn)一般比較正常,生產(chǎn)時(shí)游離氰控制在(0.25-0.3)×氰化亞銅都較正常,能保證銅溶解。
游離氰太高,則上銅光亮度不佳,析氫嚴(yán)重,電流效率低,車間氣味重。
游離氰太低,低區(qū)走位差,容易起泡,嚴(yán)重時(shí)陽極鈍化,藥液發(fā)藍(lán)綠色。
酒石酸鉀鈉:主要是活化陽極,使鍍層更細(xì)膩,有輔助絡(luò)合性能,添加量25-30。
pH:鋅合金電鍍滾鍍工序中pH很關(guān)鍵,適宜范圍10.5-12。pH值是判斷電鍍藥水正常與否的一個(gè)重要指標(biāo)。電鍍師傅現(xiàn)場應(yīng)該經(jīng)常注意!
電鍍過程中pH一般是會(huì)上升的。這時(shí)電鍍藥水處于正常狀態(tài)。當(dāng)pH在電鍍過程中往下掉時(shí),說明電鍍陽極處于不正常狀態(tài)即陽極鈍化。
氰化鍍銅陽極反應(yīng)有兩個(gè):一是銅溶解;另一個(gè)反應(yīng)是陽極析氧;2OH--2e=O2↑+2H+,因此陽極析氧使氫離子游離下來,致使pH下降。
生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)pH下降時(shí)應(yīng)該馬上聯(lián)想到陽極溶解不正常,應(yīng)該立即采取措施改變現(xiàn)狀。不然陽極鈍化則以下反應(yīng)進(jìn)行;
2NaCN+2H2O+2NaOH+O2=2Na2CO3+2NH3↑
即碳酸鹽增加,并伴隨有氨味產(chǎn)生。
碳酸鹽在氰化物電鍍槽中,少量是有益的,它起光亮作用和導(dǎo)電作用。新開的氰化物電鍍槽一般都要添加少量碳酸鹽以增加導(dǎo)電性能。
但是,碳酸鹽超過70以上時(shí),副作用就顯現(xiàn)出來,鍍層疏松,空隙率高。電鍍有時(shí)2-3小時(shí)電鍍銅后試酸還是不行,冒泡,空耗許多人力和才力。這時(shí)并不是鍍層不夠厚,而是鍍層有孔隙。一到后續(xù)酸鎳電鍍時(shí),鋅就會(huì)爛出來,引起鎳發(fā)黑。
這時(shí)陽極表面有一層致密灰色膜影響陽極溶解,如果不馬上采取措施改變現(xiàn)狀,陽極面積減少,陽極鈍化將更加嚴(yán)重。我親歷過許多任務(wù)廠因?yàn)殂~缸不正常,生產(chǎn)產(chǎn)量出不來,銅板又一個(gè)勁的消耗,鎳缸又發(fā)黑,連續(xù)反應(yīng)!一個(gè)廠哪個(gè)缸都不正常!客戶還很不滿意!一個(gè)月下來虧損幾十萬!
嘉興東鑫表面處理材料有限公司根據(jù)其陽極電鍍原理發(fā)明的陽極活化劑具有特別的活化陽極成分,可以較好地解決陽極鈍化問題。同時(shí)能很快去除碳酸鹽,而不必影響生產(chǎn)。相比傳統(tǒng)的用石灰處理既省時(shí)有具有更好的效果。一個(gè)幾乎要放棄的藥水兩小時(shí)即可恢復(fù)到新配時(shí)的狀態(tài)。只要控制恰當(dāng),平時(shí)很少補(bǔ)氰化亞銅。只補(bǔ)氰化鈉和光亮劑即可。非常穩(wěn)定。
pH太高,超過12.5時(shí),因?yàn)殇\合金電鍍堿銅不可免鍍液會(huì)有鋅雜質(zhì),這時(shí)容易使電鍍層發(fā)黃。如果這時(shí)溫度也高,則電鍍很容易起泡。
這時(shí)可以用酒石酸中和一下將鍍液pH降下來。
光亮劑:DX-3,DX-4屬于純有機(jī)光亮劑,不含鉛。而且其中都添加特有的陽極活化成分,長期使用,可以沒有碳酸鹽升高的煩惱。DX-3屬高區(qū)光亮劑在生產(chǎn)中和氰化亞銅有相似作用,它使鍍層顏色偏紅。DX-4屬低區(qū)光亮劑在生產(chǎn)中和氰化鈉有相似作用,太多顏色偏白。DX-3:DX-4正常1:4消耗,正常情況電鍍50-70分鐘可以達(dá)到近于鏡面的亮光,為后續(xù)電鍍打好基礎(chǔ)。應(yīng)當(dāng)說明的是DX-3與DX-4消耗比例要根據(jù)鍍液成分調(diào)整;當(dāng)鍍液銅含量高時(shí)則DX-4消耗多,有時(shí)DX-3都不消耗。當(dāng)鍍液銅含量低時(shí),游離氰高,這時(shí)則DX-3消耗多一些。
堿銅光亮劑DX-5也屬于純有機(jī)光亮劑,不含鉛,但是是單一補(bǔ)加,同樣也能達(dá)到近于鏡面的亮光。比較適合小一點(diǎn)電流產(chǎn)品電鍍。
溫度:一般40-55℃。溫度太高時(shí)車間環(huán)境差,浪費(fèi)能源,加速氰化鈉分解。溫度太低則速度慢,效率低,光亮度差。
再就是電鍍陽極:鋅合金電鍍滾鍍要求電鍍速度快,鍍層致密。要求陽極溶解正常,因此要求陽極面積足夠,不宜直接將銅板掛在陽極上,而應(yīng)該將銅板剪成小塊放進(jìn)鈦藍(lán),以增加陽極面積。
平時(shí)維護(hù)只需補(bǔ)氰化鈉,氰化亞銅則靠陽極溶解補(bǔ)充。銅是靠陽極溶解補(bǔ)充鍍液的電鍍層,鍍層致密,平時(shí)銅靠補(bǔ)氰化亞銅維持的電鍍藥水則鍍層不致密,電鍍時(shí)間長,而且電鍍成本高。
實(shí)踐證明陽極溶解正常的槽液碳酸鹽是不會(huì)超標(biāo)的。因?yàn)檎H芙獾年枠O碳酸鹽形成機(jī)會(huì)很少,而且鍍液長期要帶出消耗。
銅陽極顏色溶解正常是略帶暗紅色。太亮則游離氰太高。藥水發(fā)藍(lán),陽極發(fā)綠則游離氰太低。發(fā)灰則說明碳酸鹽太高。發(fā)黑時(shí)則有鉛雜質(zhì)鍍層容易有斑點(diǎn),脆性。
實(shí)踐證明氰化物鍍銅滾鍍陽極不宜使用陽極袋。
滾筒一般宜設(shè)計(jì)成直徑小、長型,這樣鍍層均勻,電鍍速度快。
此外導(dǎo)電銅排一般要求較粗,因?yàn)殇\合金電鍍電流比較大。
當(dāng)然要滾鍍出漂亮的產(chǎn)品還牽涉很多方方面面的問題。以上只是筆者對鋅合金滾鍍堿銅的一點(diǎn)體會(huì),請專家斧正。