1、6.2 鍍銅,6.2.1 概述 6.2.2 氰化物鍍銅 6.2.3 硫酸鹽鍍銅 6.2.4 鍍銅層的后處理 6.2.5 不合格鍍銅層的退除,6.2.1 概述,顏色：粉紅色 原子量：63.54 密度：8.95g/cm3 熔點：1083 化合價：+1、+2 晶型結構：面心立方 導電性、導熱性好，很大的韌性和延展性，柔軟而容易拋光,氧化性：在空氣中易氧化，尤其加熱條件下,氧化銅,堿式碳酸銅,硫化銅,可生成,堿式氯化銅,在潮濕空氣中與CO2反應,在潮濕空氣中與氯化物反應,與硫化物反應,耐蝕性：,銅易溶于硝酸和熱的濃硫酸和被有機酸腐蝕，但一般不與鹽酸、稀硫酸和堿反應（氨水除外）,電化學性能：,E,=0.

2、34V,E,=0.52V,陰極性鍍層,銅層常做底層預鍍層中間層,鍍銅層經(jīng)過適當?shù)幕瘜W處理和電化學處理，可以獲得銅綠色、古銅色、黑色等具有裝飾性效果的氧化膜,銅水體系的E-pH圖,一、用于制造鍍銅鋼板、鍍銅不銹鋼板 1、作為底鍍層用 2、加工性：鍍銅層作為金屬模具的保護和潤 滑層，可經(jīng)受多次沖壓 3、自釬焊性：雙壁管，用于汽車的油壓制動 系統(tǒng)和電冰箱的氟利昂冷凝器,鍍銅的應用,4、軸承材料：在熔合溫度以下，低碳鋼和燒 結銅合金熔合方法的實例就是滾動軸承,1、聚四氟乙烯與鉛及其他填充混合物0.01-0.03mm 2、球形青銅粉0.2-0.3mm 3、鋼背0.7-2.3mm 4.電鍍層： 鍍錫層厚0

3、.005mm, 或鍍銅層厚0.008mm,SF-2Y邊界潤滑軸承,SF-2Y邊界潤滑軸承剖面,5、局部防滲碳：碳原子在銅中擴散很困難 6、多層金屬印刷板的基體 7、鍍銅不銹鋼 8、印刷輥的表面層 9、電極和電刷 10、著色裝飾 11、修復零件 12、唱片模板 13、在電子行業(yè)中，用鍍厚銅的鋼絲線代替 純銅線作為電子元件的引線，通訊線,二、用于銅箔及銅粉的制造,不銹鋼滾筒,酸銅鍍液,電解銅箔的制造,電解銅粉多用于,碳刷,燒結軸承金屬,三、用于塑料的金屬化,通孔電鍍：印刷線路板有雙層和多層之分，在底板上鉆孔，并對通孔進行電鍍，使其能導通電流，稱之為通孔電鍍。,四、用于印刷線路板的通孔電鍍,五、用于

4、徑向輪胎的制造 徑向輪胎中間的鋼絲，先在鋼絲上鍍鋅，然后鍍銅，再用熱處理方法使鋅和銅熔合成合金，提高鋼絲與橡膠的粘接性； 金屬絲以螺旋狀態(tài)安置,六、電鑄銅的應用 1、制造手表的刻度面 2、波導管的制造 3、制造涂漆用的屏蔽材料,常用的鍍銅溶液,硫酸鹽光亮鍍銅,氰化物鍍液,焦磷酸鹽鍍液,不常用的鍍銅溶液,氟硼酸鹽鍍液,檸檬酸鹽酒石酸鹽鍍液,乙二胺鍍銅,HEDP鍍銅,氨三乙酸鍍銅,羥基乙叉二膦酸,不常用的鍍銅溶液,氨基磺酸鹽鍍銅,醋酸鍍銅,硫氰化亞銅鍍銅,鍍銅前的預處理,浸鎳-預鍍,預鍍鎳,氰化物鍍銅,焦磷酸鹽鍍銅,鍍銅,1、浸鎳-預鍍,浸鎳,預鍍鎳,2、預鍍鎳,2、預鍍鎳,2、預鍍鎳,3、氰化銅

5、預鍍,4、焦磷酸鹽預鍍,6.2.2 氰化物鍍銅,工藝特點 工藝規(guī)范 金屬離子在鍍液中的存在形式 電極反應 溶液配制 工藝維護,一、工藝特點,可以直接在鋼鐵件上鍍銅，獲得結合力優(yōu)良的鍍銅層。分散能力、覆蓋能力好，溶液有一定的輔助除油能力，對工件的前處理要求相對較低，沉積速度快，鍍層結晶細致、孔隙率低，鍍液容易控制，廢水處理方法成熟，應用極廣。,優(yōu)點：,缺點：,電流效率不高，一般在60-80%之間， 電解液的穩(wěn)定性較差，氰化鈉會在氧 和氫氧化鈉的作用下分解為碳酸鈉和氨水。氰化物劇毒，操作小心。,氰化物鍍銅溶液,預鍍?nèi)芤?含酒石酸鉀鈉的溶液,高效率的氰化鍍銅溶液,*,二、工藝規(guī)范：P111,周期換向

6、電源及陰極移動,周期換向電流：在一定的時間間隔中通過正向電流，進行正常的電鍍，然后在另一個一定的時間間隔中通過反向電流，進行鍍層溶解，特別是凸起處首先溶解。,提高鍍層整平能力,氰化亞銅,主鹽,氰化鈉/氰化鉀,絡合劑,氫氧化鈉,導電、 防止氰化鈉水解 穩(wěn)定鍍液,碳酸鈉,導電、 穩(wěn)定鍍液,酒石酸鉀鈉,輔助絡合劑 促進陽極溶解 有一定的光亮作用,硫氰酸鉀,促進陽極溶解 掩蔽鋅離子等 有害雜質(zhì),硫酸錳,與酒石酸鉀鈉和 硫氰酸鉀配合使用， 起到一定的光亮作用,游離氰化鈉減少的原因？,二氧化碳,氧氣,水,氫氧化鈉,三、金屬離子在鍍液中的存在形式,在溶液中，銅主要以銅氰配離子形式存在，由于游離氰化鈉含量的不

7、同，各種配離子濃度也不相同，其中最穩(wěn)定的形式是 電解液中銅氰配離子的主要存在形式是,Cu(CN)43-,Cu(CN)32-,四、電極反應,陰極,Cu(CN)32-e- Cu+3CN-,2H2O+2e- H2 2OH-,陽極,Cu+3CN- -e- Cu(CN)32-,4OH-4e- O2 +2H2O,(陽極鈍化時）,五、溶液配制,氰化鈉溫水溶解,氰化亞銅 （溶解成糊狀）,1,碳酸鹽,攪拌、過濾、分析、調(diào)整,溫度60度,氫氧化鈉,酒石酸鉀鈉,2,硫氰酸鹽用水溶解 硫酸錳先配成水溶液：把50g硫酸錳，40g酒石酸溶于水中，稀釋成1L,六、工藝維護,1 氰化物預鍍銅溶液的維護 (1) 銅：游離氰化鈉

8、1：(0.50.8) (2) 陽極要掛一部分鋼板做不溶性陽極 (3) 活性炭連續(xù)過濾,2 含酒石酸鹽的氰化鍍銅溶液的維護 (1) 銅：游離氰化鈉1：(0.30.4) (2) S陽：S陰2：1 (3) pH =12.212.8（硫酸氫鈉調(diào)節(jié)）,3 高效率的氰化鍍銅溶液的維護 (1) 銅：游離氰化鈉1：(0.25 0.3) (2) 最好用氰化鉀 (3) S陽：S陰要大些，甚至可以大于4:1 （不能使用磷銅）,6.2.3 硫酸鹽鍍銅,工藝特點 工藝規(guī)范 電極反應 溶液配制 工藝維護,目前使用最為廣泛的電鍍銅工藝,優(yōu)點： 成分簡單，溶液穩(wěn)定，工作時不產(chǎn)生有害氣體，采用合適的光亮劑可得到全光亮鍍層，整平

9、性能好，電流效率高，成本較低，沉積速度快，幾乎可以得到任意厚度的鍍層，但是滾鍍得不到光亮鍍層。 缺點： 鍍層結晶較粗大，分散能力較差，不能直接在鋼鐵零件、鋁及其合金、鋅及其合金上電鍍。,一、工藝特點,一般電鍍用的高銅低酸溶液，分散能力低； 印刷電路板孔金屬化的低銅高酸溶液，分散能力與焦磷酸鹽鍍銅溶液近似, 注意：,在鋼鐵基體、鋁合金和鋅合金壓鑄件上用硫酸鹽溶液鍍銅要預鍍,一般用作多層電鍍中加厚的過度鍍層,硫酸鹽鍍銅,二、工藝規(guī)范：P104,硫酸銅,主鹽,硫酸,防止水解， 導電，改善電解液分散能力 提高陰極極化 改善陽極溶解性能,氯離子,降低光亮鍍銅層由于夾雜 添加劑及其分解產(chǎn)物而產(chǎn) 生的應力，

10、提高鍍層的韌 性。提高鍍層的光亮度及 整平性。,光亮劑,磷銅,有效地減少一價銅離子的生成,棕黑色膜,印刷線路板上無添加劑的鍍銅層,昏暗粗糙甚至粉狀易碎的堆積,CuS,加入去極化劑,加入去極化劑及載體光亮劑（潤濕劑）,加入去極化劑、載體光亮劑（潤濕劑）、整平劑,早期光亮劑： 明膠、骨膠、尿素、硫脲、淀粉、連苯三酚、氨基酸 目前光亮劑： 高分子表面活性劑、不飽和有機硫化物,硫酸鹽鍍銅溶液中的添加劑：,有一些聚醚類的非離子型的表面活性劑由于吸附作用較強，會在陰極表面生成一層憎水膜，所以鍍銅后必須經(jīng)過除膜處理，方可進行鍍鎳,含表面活性劑的稀酸 或稀堿溶液,注意,主要添加形式為鹽酸、氯化銅,氯離子的協(xié)同

11、作用,為什么要加入氯離子？ 1、可能是由于氯離子有較強的吸附作用 2、氯離子可能在兩類光亮劑在電極表面的 吸附起協(xié)同作用 3、降低一價銅離子的放電速度 4、防止發(fā)生歧化反應，穩(wěn)定鍍液,Cu+的產(chǎn)生（3來源）,當銅陽極和電解液中的Cu2+接觸時，,當陽極電力密度過小時，銅不完全氧化，,當陰極電流密度過小時， 可能會發(fā)生Cu2+的不完全還原,Cu 2+e- Cu+,一價銅離子在陽極容易與新生態(tài)氧作用生成氧化亞銅Cu2O，即為銅粉，懸浮在鍍液中，容易形成粗糙無光的鍍層。,1、銅粉是陽極泥的主要成分 2、銅粉也會使陰極鍍層粗糙，產(chǎn)生毛刺，銅粉 脫落產(chǎn)生針孔現(xiàn)象,使用含磷的銅陽極及陽極袋 循環(huán)鍍液 保證

12、陽極良好的接觸 保證氯離子的含量在正常范圍 定期加入氧化劑：加入雙氧水，使一價銅離子氧化成二價銅離子,銅粉防治,三、電極反應,陰極,Cu 2+e- Cu+,Cu +e- Cu（吸附）,Cu（吸附） Cu（結晶）,表面擴散,陽極,Cu -2e- Cu 2+,Cu -e- Cu +,Cu+ Cu + Cu 2+,歧化反應,陽極正常溶解,陽極不完全氧化,四、溶液配制,硫酸銅熱水(50-60) 溶解,硫酸,1,2,0.5g/L鋅粉12g/L活性炭,冷卻后,3,4,過濾后,添加劑 (明膠等),冷卻后,添加劑的溶解方法,同一配方中各光亮劑可配成混合溶液使用 用自來水配的溶液不需要加氯離子 用蒸餾水配的溶液需要加0.1ml/L鹽酸,六、工藝維護,1 固體懸浮液會加速鍍液的分解，鍍液要定期過濾，最好連續(xù)過濾 2 硫酸銅含量過高時會在陽極上結晶造成陽極鈍化，此時需要加一些硫酸稀釋溶液,過高的氯離子的去除方法,(1) 用新生成的碳酸銀、硝酸銀生成氯化銀沉淀