第六章 电镀黄铜工艺
电镀黄铜工艺
第六章电镀黄铜工艺第一节概述在第二章中已经介绍了黄铜镀层对钢帘线与橡胶粘合的至关重要的作用,本章将阐述获得黄铜镀层的方法,即电镀黄铜工艺。
铜含量高于锌的铜锌合金通常称为黄铜,1841年就已发明了镀黄铜。
最早的镀黄铜槽液是把硫酸铜和硫酸锌转换成碳酸盐,然后再在氰化钾溶液中溶解,使用低电流密度进行电镀。
这种方法一直沿用到1915年,随着科技的进步发展成为现代的氰化电镀工艺。
1974年第三版《现代电镀》中提到,专家们“研究了在1960年之前研究过的所有不同类型镀黄铜槽液之后下结论说,迄今为止,还没有一种槽液能满意地代替氰化黄铜槽液”。
因为氰化物剧毒,人们总想摆脱它,一直在研究非氰电镀黄铜工艺。
60年代,一些欧洲国家(如前苏联、意大利等)对“两步法”(先镀铜,后镀锌,再热扩散而形成铜锌合金的方法,又称热扩散法)非氰电镀黄铜工艺进行了工业性试验,并于70年代投入了规模生产。
值得一提的是,我国从60年代末开始,曾探索过“一步法”(直接镀铜锌合金的方法)非氰电镀黄铜工艺,选用焦磷酸盐一草酸镀液体系,从实验室试验到中间试验反复进行了几年时间,先后生产了Φ0.8mm镀黄铜钢丝10余吨,捻制成7×3×0.147和3+9+9×3×O.147两种结构钢帘线用于子午线轮胎,进行了里程试验,并与氰化电镀产品对照,所得数据表明其质量与氰化法不相上下。
后来投入大生产时,仅连续运行几天时间便发现阳极钝化严重,经试验分析初步认定是镀液中派生物磷酸氢二钠过多所致,最后高达lOOg/l以上,而且很难除去。
工程技术人员做了大量工作,企图复苏焦磷酸盐一草酸电镀液,限于当时的条件,工作未能继续下去,最后不得不终止它的应用。
这种独创性的电镀黄铜工艺虽未取得最后成功,但对后人有借鉴作用。
目前,钢丝电镀黄铜工艺处于氰化法和热扩散法并存在的局面。
据国外考察,意大利几乎所有的钢帘线生产厂都采用热扩散法电镀工艺;而法国米其林公司年产18.5万吨钢帘线,则全部采用氰化法电镀工艺,只有在泰国所建的一个分厂采用热扩散法。
电镀铜的工艺流程
电镀铜的工艺流程电镀铜是一种将金属铜沉积到其他金属或非金属表面的工艺,常用于改善材料的导电性、耐蚀性和外观。
下面将介绍电镀铜的工艺流程。
首先,在进行电镀铜之前,需要准备一个合适的电镀槽。
电镀槽通常由耐腐蚀的材料制成,如塑料或陶瓷。
槽中需要放入适量的硫酸铜或铜盐溶液,以供电镀使用。
接下来,需要准备要进行电镀的物体,称为工件。
工件需要在进行电镀之前进行表面处理,以去除任何污物、油脂或氧化物。
常见的表面处理方法包括机械抛光、酸洗和电解净化等。
一旦表面处理完成,工件就可以放入电镀槽中进行电镀了。
工件需要与电镀槽中的铜离子形成连接,以便进行电流传导。
因此,通常会在工件上涂覆一层导电漆或粘合剂,以增加铜盐的沉积效率。
接着,通过连接电源和电镀槽,将电流引入槽中。
当电流通过电解液时,铜离子将在工件表面沉积成金属铜。
通常,电流密度的选择对于质量控制和镀层的均匀性非常重要,因此需要根据具体情况进行调整。
在工件上形成铜镀层后,需要将工件从电镀槽中取出,并进行后续处理。
这个过程通常包括漂洗和干燥。
漂洗是为了去除电镀槽中残留的电解液和离子,而干燥则是为了使工件表面完全干燥,防止任何污染物的沉积。
最后,经过漂洗和干燥的工件即可完成电镀铜的工艺流程。
这样的工艺可以使工件表面变得光滑、均匀,并且具有良好的导电性和耐腐蚀性。
电镀铜广泛应用于电子元器件、装饰品、金属模具和工艺品等领域。
总之,电镀铜是一种重要的表面处理工艺,通过将金属铜沉积到其他材料上,可以改善其导电性、耐蚀性和外观。
通过准备电镀槽、表面处理工件、电镀和后续处理,可以完成电镀铜的工艺流程。
这种工艺广泛应用于不同行业,并在制造业中具有重要的地位。
《电镀铜技术》课件
目录
CONTENTS
• 电镀铜技术概述 • 电镀铜的工艺流程 • 电镀铜的设备与材料 • 电镀铜的环保与安全 • 电镀铜的发展趋势与未来展望
01 电镀铜技术概述
CHAPTER
电镀铜的定义
电镀铜是一种通过电解方法在金属表面沉积一层铜的过程。
电镀铜技术广泛应用于电子、航空航天、汽车、建筑等领域 。
分类处理
电镀铜废弃物应按照危险废物和一般废物的分类原则进行 分类处理。危险废物应交由有资质的单位进行处置,一般 废物可按照当地有关规定进行处置。
合理利用
对于可回收利用的电镀铜废弃物,应进行合理利用,减少 资源浪费。
规范处置
对于不能回收利用的电镀铜废弃物,应按照国家和地方有 关规定进行规范处置,防止对环境造成二次污染。 Nhomakorabea调整pH值
通过加入酸或碱调整溶液 的pH值,保持电镀液的稳 定性。
电镀铜的操作步骤
挂具准备
根据工件形状和大小,选择合适 的挂具,确保工件在电镀过程中 稳定悬挂。
电镀液的加热
将电镀液加热至适宜的温度,以 提高电镀效率和镀层质量。
通电电镀
将工件浸入电镀液中,通过直流 电源通电进行电镀。控制电流密 度、电镀时间和温度等参数,以 获得良好的镀层质量。
03
汽车行业
电镀铜被用于汽车零部件的制造 ,以提高耐腐蚀性和外观质量。
02
航空航天
电镀铜被用于制造高性能的航空 航天材料,以提高耐腐蚀性和导
电性。
04
建筑行业
电镀铜被用于建筑装饰和结构件 的制造,以提高耐腐蚀性和美观
度。
02 电镀铜的工艺流程
CHAPTER
前处理
表面清洁
电镀铜工艺流程
电镀铜工艺流程电镀铜工艺流程电镀铜是通过电解作用在特定的材料表面形成一层铜的工艺,可以增加材料的导电性、耐腐蚀性和美观性。
下面是电镀铜的一般工艺流程。
第一步:清洁表面首先,需要将待镀铜材料的表面彻底清洁,以保证镀层附着力。
通常使用化学清洗剂或去脂剂清洗表面,去除油污、灰尘和其它污染物。
在清洗过程中一定要使用专用的清洗设备和工具,以确保表面的干净度和平整度。
第二步:浸泡前处理经过清洁的材料需要经过浸泡处理,以去除表面的氧化物和其他杂质。
这一步骤通常通过酸性溶液或碱性溶液进行处理,以使镀铜溶液能更好地结合在材料表面。
第三步:镀铜溶液配制接下来,需要制备合适的镀铜溶液。
一般镀铜溶液由铜盐、酸性物质、缓冲剂和其他添加剂组成。
铜盐是镀铜溶液中的主要成分,酸性物质可调节溶液pH值,缓冲剂用于控制溶液的酸碱度,而添加剂则可以影响镀层的性能和外观。
第四步:电镀镀铜溶液配制完成后,将待镀材料浸入溶液中进行电镀。
通常使用直流电源,通过控制电流和时间来控制镀层的厚度。
电镀的过程中要注意控制镀铜溶液的温度和搅拌速度,以保证镀层均匀和质量稳定。
第五步:洗涤镀完铜后,需要将材料进行洗涤。
这一步骤主要是为了去除残留的镀铜溶液,以免对环境和人体造成污染。
洗涤可以使用水洗、蒸汽洗或化学洗等方法进行。
第六步:烘干洗涤完成后,材料需要进行烘干以去除表面的水分。
烘干温度和时间根据材料的类型和厚度来确定,可以使用热风烘干或进入烘干室进行。
第七步:光洁处理材料经过烘干后,需要进行光洁处理,以提高镀层的外观质量。
光洁处理可以通过抛光、喷砂、电刷或化学处理等方法完成。
这一步骤对于一些需要高精度和光洁度的材料来说尤为重要。
第八步:检验和包装最后,需要对镀铜材料进行检验。
主要包括镀层的厚度、均匀性和附着力等指标的测试。
通过合格的检验后,将材料进行包装,以便运输和存储。
以上是一般的电镀铜工艺流程,不同材料和要求可能会有所不同。
在实际生产中,需要根据具体情况进行调整和优化,以确保电镀铜的质量和效率。
电镀铜的工艺流程
电镀铜的工艺流程
《电镀铜的工艺流程》
电镀铜是一种常见的表面处理工艺,通常用于保护金属表面、增强导电性和美化外观。
以下是电镀铜的工艺流程:
1. 准备工件:首先要对待电镀的工件进行清洁和去油处理,以确保电镀层能够牢固附着在表面上。
这一步通常包括去油、酸洗和清洗等工序。
2. 表面处理:对工件表面进行特殊处理,以增强电镀层的附着力。
这可能涉及使用化学溶液或其他特殊的处理方法,比如打磨或喷砂等。
3. 阳极处理:将准备好的工件作为阴极,与铜阳极放置在电解质液中。
通过外加电流,铜阳极上的铜离子会在工件表面析出形成铜层,完成电镀过程。
4. 清洗和烘干:将电镀完成的工件经过清洗和烘干处理,以去除表面残留的电解液和杂质,确保电镀层的质量和外观。
5. 表面处理:根据需要,电镀完成的工件可能需要进行抛光、喷漆或其他特殊处理,以达到特定的外观和性能要求。
以上就是电镀铜的基本工艺流程。
在实际应用中,可能还会有一些特殊的工艺步骤和要求,具体操作时需要根据情况进行调整和改进。
电镀黄铜工艺操作规范
电镀黄铜工艺注意事项
一、电镀前处理
1、每次酸洗的弹壳数量应保持适量,若过多则易造成酸洗不均、弹壳压损等不
良情况的出现。
2、每次酸洗时的洗酸加入量应根据弹壳的数量调整保持到合适量,酸过少会造
成弹壳清洗的不彻底,酸过多则会伤害到弹壳基体、
3、掌握好每次酸洗的时间,保证弹壳基体表面的最佳活性。
4、酸洗后应立即用清水洗净筒内弹壳,要尽量做到洗净后马上入滚筒参与镀前
水洗及电镀,应避免洗净弹壳的镀前积压,保持弹壳基体的镀前活性。
5、镀前槽内清水洗应采用间歇活水清洗,利用其浓度差,提高清洗质量,降低
用水量。
二、电镀
1、镀液的维护:包括镀液的颜色、液位、阴阳极的情况等是否正常等,镀前检
查镀液液位,若液位过低,则应取回流槽中镀液加入到镀槽中,提升镀液液位,提高镀液使用效率。
2、电镀设备的正常运行:确保滚筒及电路的正常运行,电压及电流大小与镀液
状态等处于正常状态。
3、保证电镀时间的准确性及一致性,确保产品的质量。
4、镀后必须依次参与清洗,必须依次参与回流槽洗,以回收镀液,降低废水中
的氰根含量,清水洗必须依次采用间歇活水洗,确保清洗质量及效率,不对浸胶造成污染。
三、电镀后处理
1、电镀清水洗后应立即脱水,并确保脱水的彻底。
2、脱水后应立即浸胶,应注意虫胶液质量的维护及回收(脱胶)。
3、浸胶甩干后应马上上烘台烘干,烘干的时间及温度应按照相关要求严格执行。
4.烘干后的产品应立即装箱,尽量避免与外部大气的接触,以免受到污染。
电镀铜工艺流程及原理
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黄铜电镀工艺技术
黄铜电镀工艺技术黄铜电镀是一种常见的表面处理工艺,可以使黄铜制品具有更好的外观和耐腐蚀性。
下面将介绍黄铜电镀工艺技术的基本流程和注意事项。
首先,黄铜电镀的基本原理是利用电流将金属离子沉积在黄铜制品表面,形成一层金属镀层。
要进行黄铜电镀,首先需要准备一些黄铜制品和一些用于电镀的材料,如黄铜离子液和电镀设备。
接下来,将黄铜制品进行预处理。
预处理是非常重要的一步,它可以确保黄铜制品表面的清洁和平整度,以便更好地进行电镀。
预处理包括清洗、脱脂和酸洗等步骤。
清洗可以去除黄铜制品表面的污垢和油脂,脱脂可以去除黄铜制品表面的氧化物和其他有害物质,酸洗可以进一步清除黄铜表面的杂质,并提高电镀层的附着力。
然后,将预处理好的黄铜制品放入电镀槽中。
电镀槽中的黄铜离子液中含有黄铜离子和金属盐等物质。
黄铜离子会在电流的作用下被还原成金属离子,并沉积在黄铜制品表面形成金属镀层。
电镀过程中,要控制好电镀时间、电流和温度等参数,以确保金属镀层的质量和均匀度。
最后,经过一段时间的电镀,黄铜制品就可以取出并进行后处理。
后处理包括清洗和抛光等步骤,可以进一步提高金属镀层的亮度和平整度。
在黄铜电镀过程中,还有一些需要注意的事项。
首先,要确保电镀设备的安全和稳定性,遵守相关的操作规程和安全要求。
其次,要控制好电镀时间、电流和温度等参数,以避免产生镀层不均匀、镀层厚度不足或过厚等问题。
另外,还要注意防止黄铜离子液的污染和酸碱度的控制,以免影响电镀效果和镀层的质量。
总之,黄铜电镀是一种常见的表面处理工艺,可以提高黄铜制品的外观和耐腐蚀性。
正确的黄铜电镀工艺技术可以确保金属镀层的质量和均匀度,使黄铜制品更加美观和耐用。
电镀黄铜生产工艺
电镀黄铜生产工艺电镀黄铜是一种常见的表面处理技术,其主要目的是提高黄铜制品的耐腐蚀性能和美观度。
电镀黄铜的生产工艺主要包括前处理、电镀、后处理等步骤。
首先,在进行电镀黄铜之前,需要对黄铜制品进行前处理。
前处理主要包括除油、除锈等步骤。
首先,将黄铜制品浸泡在碱性溶液中,通过搅拌或超声波清洗除去表面的油污。
然后,使用酸性溶液去除黄铜制品表面的氧化层和锈蚀。
此外,还可以采用机械方法,如喷砂、抛光等,去除黄铜制品表面的污垢和不平整。
接下来,进行电镀黄铜的工艺步骤。
电镀黄铜通常采用直流电镀方法。
首先,将黄铜制品作为阴极,放置在含有黄铜离子的电解液中。
然后,将阳极(通常为黄铜板)放置在电解槽中,与黄铜制品相连接。
通过施加电流,将黄铜阳极上的金属溶解成黄铜离子,并在黄铜制品的表面上还原沉积。
在电镀黄铜的过程中,需要控制电镀时间和电流密度等因素,以获得理想的镀层厚度和质量。
一般来说,电镀时间越长,镀层的厚度越大。
而电流密度越高,镀层的质量越好。
在电镀过程中,还需要定期检查电解液的成分和pH值,以保持良好的电镀效果。
最后,进行电镀黄铜的后处理。
后处理主要包括洗净、抛光、封闭等步骤。
洗净是将电镀完成的黄铜制品浸泡在水中,去除表面残留的电解液和杂质。
抛光是使用抛光机或手工磨光,使黄铜制品表面光亮。
封闭是通过使用密封剂,使黄铜制品表面形成一层保护膜,增加其耐腐蚀性能和寿命。
总之,电镀黄铜的生产工艺包括前处理、电镀、后处理等步骤。
通过合理控制各个步骤的参数,可以获得具有良好表面处理效果和耐腐蚀性能的电镀黄铜制品。
电镀铜工艺
电镀铜工艺n 铜的特性–铜,元素符号Cu,原子量63.5,密度克/立方厘米,Cu2+的电化当量克/安时.–铜具有良好的导电性和良好的机械性能.–铜容易活化,能够与其他金属镀层形成良好的金属--金属间键合, 从而获得镀层间的良好结合力.电镀铜工艺的功能n 电镀铜工艺–在化学沉铜层上通过电解方法沉积金属铜,以提供足够的导电性/厚度及防止导电电路呈现热和机械缺陷.电镀铜工艺的功能n 电镀铜层的作用–作为孔的化学沉铜层的加厚层,通过全板镀铜达到厚度5-8微米, 称为加厚铜.–作为图形电镀锡或镍的底层,其厚度可达20-25微米,称为图形镀铜.硫酸鹽酸性鍍銅的機理酸性鍍銅液各成分及特性簡介g 酸性鍍銅液成分—硫酸銅〔CuSO4.5H2O)—硫酸(H2SO4)—氯離子〔Cl-)—添加劑酸性鍍銅液各成分功能— CuSO4.5H2O :主要作用是提供電鍍所需Cu2+及提高導電能力— H2SO4 :主要作用是提高鍍液導電性能,提高通孔電鍍的均勻性。
— Cl- :主要作用是幫助陽極溶解,協助改善銅的析出,結晶。
—添加劑:主要作用是改善均鍍和深鍍性能,改善鍍層結晶細密性。
酸性鍍銅液中各成分含量對電鍍效果的影響— CuSO4.5H2O :濃度太低,高電流區鍍層易燒焦;濃度太高,鍍液分散能力會降低。
— H2SO4 :濃度太低,溶液導電性差,鍍液分散能力差。
濃度太高,降低Cu2+的遷移率,電流效率反而降低,並對銅鍍層的延伸率不利。
— Cl- :濃度太低,鍍層出現台階狀的粗拙鍍層,易出現針孔和燒焦;濃度太高,導致陽極鈍化,鍍層掉去光澤。
—添加劑:〔後面專題介紹〕操作條件對酸性鍍銅效果的影響g溫度—溫度升高,電極反應速度加快,允許電流密度提高,鍍層沉積速度加快,但加速添加劑分解會增加添加劑消耗,鍍層結晶粗拙,亮度降低。
—溫度降低,允許電流密度降低。
高電流區容易燒焦。
防止鍍液升溫過高方法:鍍液負荷不大于,選擇導電性能優良的挂具,減少電能損耗。
电镀工艺学- 电镀铜合金
6~7
15~21
8~6
1.5
1.5~4
酒石酸钾钠KNaC4H4O6·4H2O/g·L-1 焦磷酸锌Zn2P2O7/ g·L-1 焦磷酸钾K4P2O7·3H2O/g·L-1 碳酸钠Na2CO3/g·L-1 氢氧化钠NaOH/g·L-1
10~30
20~30
15~30 4~6
20~30 4~8
100~140
在电解液中,锡以锡酸钠的形式加入,它在碱性溶液 中电离,并生成具有络离子性质的水合物
Na2SnO3 = 2Na++ SnO32- SnO32- + 3H2O = [Sn(OH)6]2-
[Sn(OH)6]2 ƒ Sn4 6OH
K不=110-56
由于K不稳 很小,因此溶液中简单Sn4+离子非常少。在阴 极上放电的将主要是络离子直接放电,即
由于铜与锌的标准电势相差甚大,从简单盐镀液中难以共 同沉积,因此,只能用络合物来调整使铜和锌离子析出电势接 近。这样才有利于铜的锌共同沉积。
在氰化物电解液中
[Z n(C N )4 ]2- ƒ Zn2 4CN [C u(C N )3 ]2- ƒ Cu 3CN
K不=110-16.9 K不=2.610-29
(2) 络合剂浓度的影响
电解液中的CuCN与NaCN生成铜氰络合物,
即 CuCN+NaCN=Na[Cu(CN)2] K不稳=1×10-24 在阴极上放电的是铜氰络离子
[Cu(CN)2]-+ e = Cu + 2CN- 电解液中游离氰化钠的含量,影响铜氰络离子的稳定性, 提高溶液中游离CN-离子的含量,使络离子稳定性增加, 使阴极极化增大。随着游离氰化钠含量的提高,在溶液中 可能生成配位数更高、更加稳定的络离子
60-65 3-4
电镀铜工艺-专业介绍 ppt课件
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9
酸性鍍銅液各成分功能
— CuSO4.5H2O :主要作用是提供電鍍所需Cu2+及提高導電能力
— H2SO4
:主要作用是提高鍍液導電性能,提高通孔電鍍的均勻性。
— Cl-
:主要作用是幫助陽極溶解,協助改善銅的析出,結晶。
— 添加劑 :主要作用是改善均鍍和深鍍性能,改善鍍層結晶細密性。
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電流密度
— 提高電流密度,可以提高鍍層沉積速率,但應注意其鍍層 厚度分布變差。
攪拌
— 陰極移動:陰極移動是通過陰極杆的往複運動來實現 工件的移動。移動方向與陽極成一定角度。陰極移動振幅 50-75mm,移動頻率10-15次/分
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12
振动与摆动
振动与摆动的主要作用是降低diffusion layer的厚度 (增大表面张力),赶走孔内的气泡,加速孔内镀液 的补充与更新,提升镀件品质。
上述项目须定期分析,并维持在最佳范围内生产
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27
电镀铜溶液的控制
赫尔槽试验 (Hull Cell Test)
阴极-
阳极+
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28
赫尔槽结构示意图
A
B
D
E
1升容积
AB 119mm
C
BC 127mm
CD 213mm
DA 86mm
DE 81mm
F
267ml容积 47.6mm 101.7mm 127mm 63.5mm 63.5mm
, 高电流密度区呈条纹状沉积,整个试片光亮度降低 盐酸不足
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31
电镀铜溶液的控制
延展性
— 用不锈钢片在镀槽或延展性测试槽镀上大于2mil 铜片. — 再以130oC把铜片烘2小时. — 用延展性测试机进行测试.
电镀黄铜Cu-Zn合金的工艺与原理
电镀黄铜(Cu-Zn合金)的工艺与原理组员:赵子媛、布阿依谢、孙维、战立杰、龚健概述1841年劳尔兹获得在氰化物溶液中电镀黄铜的专利黄铜镀层具有良好外观和较高的耐腐蚀性镀铜含铜量70% 为黄色黄铜(仿金镀层)含铜量80%为白色黄铜 含铜量90%为高铜黄铜目录一、电极反应与电极材料二、电镀液的组成及作用三、电沉积合金原理四、调整电镀合金成分的方法五、防止阴极析氢,提高电流效率一、电极反应与电极材料电极材料阳极材料是黄铜板,通电后其中铜和锌失去电子变成离子进入溶液并与络合剂进行络合,再向阴极迁移并得到电子同时在阴极析出。
阳极材料要求:包含电镀合金组成。
阴极材料为铁片和钢丝。
电镀液一般为氰化物溶液电极反应阳极反应:2Cu + 6CN-→ 2[Cu(CN)3]2-+ 2e-Zn + 4CN-→ [Zn(CN)4]2-+ 2e-阴极反应:2[Cu(CN)3]2-+2e-→2Cu +6CN-[Zn(CN)4] 2-+2e-→ Zn +4CN-镀液中需要加入氰化钠二、电镀液的组成及作用直接用CuSO4, ZnSO4混合溶液作为电镀液:Cu的标准电极电位:φ⊖Cu2+/Cu= 0.337V,φ⊖Cu+/Cu= 0.52V;Zn的标准电极电位:φ⊖Zn2+/Zn= -0.76V不能共沉积需要加入络离子加入氰化钠原因:在碱性氰化物溶液中铜和锌的电极电位都向负方向移动,导致电位差缩小:φ⊖[Cu(CN)3]2-/Cu-1.165Vφ⊖[Zn(CN)4]2-/Zn-1.26V电位相差很小利于共沉积电镀液的组成(1)主盐:主盐是在镀液中提供放电金属离子的主要来源,氰化镀液中主盐多用氰化亚铜和氰化锌。
(2)氰化钠:可以与Cu+和Zn2+均能形成非常稳定的络离子。
适量的游离量有利于阳极的正常溶解、稳定镀液及保证两金属按比例沉积。
(3)碳酸钠和氢氧化钠调节pH和提高镀液导电性。
(4)氨水或氯化铵利于得到均匀有光泽的黄铜镀层,还有利于阳极合金的正常溶解。
电镀黄铜工艺培训知识(DOC 42页)
电镀黄铜工艺培训知识(DOC 42页)第六章电镀黄铜工艺第一节概述在第二章中已经介绍了黄铜镀层对钢帘线与橡胶粘合的至关重要的作用,本章将阐述获得黄铜镀层的方法,即电镀黄铜工艺。
铜含量高于锌的铜锌合金通常称为黄铜,1841年就已发明了镀黄铜。
最早的镀黄铜槽液是把硫酸铜和硫酸锌转换成碳酸盐,然后再在氰化钾溶液中溶解,使用低电流密度进行电镀。
这种方法一直沿用到1915年,随着科技的进步发展成为现代的氰化电镀工艺。
1974年第三版《现代电镀》中提到,专家们“研究了在1960年之前研究过的所有不同类型镀黄铜槽液之后下结论说,迄今为止,还没有一种槽液能满意地代替氰化黄铜槽液”。
因为氰化物剧毒,人们总想摆脱它,一直在研究非氰电镀黄铜工艺。
60年代,一些欧洲国家(如前苏联、意大利等)对“两步法”(先镀铜,后镀锌,再热扩散而形成铜锌合金的方法,又称热扩散法)非氰电镀黄铜工艺进行了工业性试验,并于70年代投入了规模生产。
值得一提的是,我国从60年代末开始,曾探索过“一步法”(直接镀铜锌合金的方法)非氰电镀黄铜工艺,选用焦磷酸盐一草酸镀液体系,从实验室试验到中间试验反复进行了几年时间,先后生产了Φ0.8mm 镀黄铜钢丝10余吨,捻制成7×3×0.147和3+9+9×3×O.147两种结构钢帘线用于子午线轮胎,进行了里程试验,并与氰化电镀产品对照,所得数据表明其质量与氰化法不相上下。
后来投入大生产时,仅连续运行几天时间便发现阳极钝化严重,经试验分析初步认定是镀液中派生物磷酸氢二钠过多所致,最后高达lOOg/l以上,而且很难除去。
工程技术人员做了大量工作,企图复苏焦磷酸盐一草酸电镀液,限于当时的条件,工作未能继续下去,最后不得不终止它的应用。
这种独创性的电镀黄铜工艺虽未取得最后成功,但对后人有借鉴作用。
目前,钢丝电镀黄铜工艺处于氰化法和热扩散法并存在的局面。
据国外考察,意大利几乎所有的钢帘线生产厂都采用热扩散法电镀工艺;而法国米其林公司年产18.5万吨钢帘线,则全部采用氰化法电镀工艺,只有在泰国所建的一个分厂采用热扩散法。
电镀黄铜工艺培训知识
电镀黄铜工艺培训知识电镀黄铜是将黄铜材料表面镀上一层金属保护层的工艺,常用于装饰、防腐蚀和增强材料的硬度。
以下是关于电镀黄铜的一些培训知识。
1. 预处理:在进行电镀之前,需要对黄铜材料进行预处理。
首先,需要确保表面干净无油脂和灰尘。
使用碱性清洗剂和磨料将黄铜表面清洁。
然后,使用酸性清洗剂去除氧化层和其他污垢。
最后,使用水清洗并确保表面干燥。
2. 电镀液的准备:选择适合黄铜电镀的电镀液。
一般来说,黄铜电镀常采用含有铜离子和添加剂的电镀液。
根据需要可以调整电镀液的成分和浓度。
在准备电镀液时,需要严格按照相应的配方和工艺要求进行调配。
3. 电镀操作:将预处理好的黄铜材料浸入电镀液中,放置在阳极与阴极之间的锌盐溶液中。
通过自由移动的电子和阳离子的漂移,使黄铜材料上的金属离子镀覆在其表面。
通过调整电镀液的温度、电压和电流密度,来控制电镀过程的速度和厚度。
4. 控制电镀厚度:电镀厚度通常使用电镀时间来控制。
镀层的厚度取决于电镀时间以及电流密度。
电镀时间越长,镀层越厚。
然而,如果电流密度不恰当,可能会影响容易产生气泡等问题,因此需要根据具体要求调整。
5. 后处理:完成电镀后,需要对黄铜材料进行后处理。
这包括洗涤余泽物,去除可能存在的氧化物,并进行最后的抛光和打磨以获得所需的表面质量和外观。
6. 安全注意事项:在进行电镀黄铜时,需要注意确保工作环境安全。
例如,避免溅入眼睛、皮肤和呼吸道,必要时戴上眼镜、手套、面罩等个人防护装备。
此外,尽量在通风良好的区域进行操作,以避免有害气体积聚。
以上是关于电镀黄铜工艺培训的一些知识点。
了解这些基本知识,可以帮助工作人员正确进行电镀黄铜操作,并确保产品质量和工作安全。
黄铜电镀技术是一项常用于陶瓷、五金制品、珠宝、灯饰等行业的表面处理工艺。
它不仅可以赋予材料美观的外观,还可以增加其硬度和耐腐蚀性。
以下将进一步介绍黄铜电镀的一些相关内容。
7. 电镀液的类型:黄铜电镀液的类型有多种,包括酸性电镀液、针剂电镀液和碱性电镀液等。
电镀工艺学-电镀铜
2NaOH+CO2 -→Na2CO3+H2O
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(4) 酒石酸钾钠 在镀液中作为辅助络合剂。当镀液中的游 离氰化钠不足时,可以暂时络合在电解过程中阳极表面所 产生的氧化铜阳极膜,所以,它是良好的阳极去极化剂。 此外,还可以在阴极膜上生成碱性络合物使铜镀层光滑细 致。加入酒石酸钾钠后可以适量减少游离氰化钠的含量。 酒石酸钾钠的用量一般为30g/L ~60g/L。在采用硫氰酸 钾时为10g/L~20g/L。
硫酸锰的用量一般为0.08g/L~0.12g/L。配制方法为将硫 酸锰50g和酒石酸50g共溶于1L水中,用量为3~5mL/L。 硫酸 锰含量过低时光亮不足,过高则铜镀层发脆。
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(7) 阳极 氰化物镀铜应使用经过压延的高纯度电解铜作阳 极。铸造铜阳极中杂质过多会使铜镀层粗糙,不宜使用。 也不能用含磷铜阳极。铜阳极的金相结构对铜阳极的溶解 起重要作用,最好选择大晶粒结构的铜阳极。阳极与阴极 的面积比可控制在2:1的范围。为避免阳极泥渣混入镀液中 需用阳极袋。
采用钾盐可以提高阴极电流效率,但价格较高,故多用钠盐
氰化亚铜含量过低时将使阴极电流密度上限和阴极电流效率 下降。过高,则影响高电流密度区光泽。
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(2) 游离氰化钠 配制氰化物镀铜溶液所用的氰化钠量必须大 于其溶解氰化亚铜的量。过量的氰化钠称游离氰化钠
根据氰化亚铜和氰化钠络合反应,1g 氰化亚铜约需1.1g的 氰化钠进行络合,因此,配方中所用的总氰化钠含量减去氰化 亚铜含量的1.1倍即为游离氰化钠含量。
铜电镀工艺(3篇)
第1篇一、引言电镀作为一种表面处理技术,广泛应用于金属材料的表面处理领域。
铜电镀工艺作为电镀技术的重要组成部分,具有广泛的应用前景。
本文将详细介绍铜电镀工艺的基本原理、工艺流程、影响因素及应用领域。
二、基本原理铜电镀工艺是利用电解原理,在金属工件表面沉积一层铜的过程。
在电镀过程中,阳极(铜棒)溶解,铜离子迁移至阴极(工件)表面,并在工件表面还原沉积,形成均匀、致密的铜层。
电镀原理可用以下公式表示:阳极:Cu → Cu2+ + 2e-阴极:Cu2+ + 2e- → Cu三、工艺流程1. 工件预处理工件预处理是电镀工艺的第一步,主要包括清洗、除油、除锈、活化等步骤。
(1)清洗:去除工件表面的灰尘、油污等杂质,保证电镀质量。
(2)除油:采用有机溶剂或碱性溶液去除工件表面的油脂。
(3)除锈:使用酸液去除工件表面的氧化皮、锈蚀等。
(4)活化:在酸性溶液中,使工件表面形成一层活性膜,有利于铜离子的吸附。
2. 电镀液配制根据工件材料和电镀要求,选择合适的电镀液。
常用的铜电镀液有硫酸铜-硫酸溶液、硫酸铜-硫酸-酒石酸钾钠溶液等。
3. 电镀过程将工件放入电镀槽中,接通电源,调整电流密度、温度、时间等参数,使工件表面沉积一层均匀、致密的铜层。
4. 镀层后处理(1)清洗:去除工件表面的电镀液残留物。
(2)钝化:在酸性溶液中,使镀层表面形成一层钝化膜,提高镀层的耐腐蚀性。
(3)干燥:将工件置于干燥箱中,去除镀层表面的水分。
四、影响因素1. 电流密度:电流密度过高,镀层粗糙、不均匀;电流密度过低,镀层薄,耐腐蚀性差。
2. 温度:温度过高,镀层易产生针孔、气泡;温度过低,镀层沉积速度慢,易产生灰暗色。
3. 搅拌:搅拌速度过快,镀层易产生针孔、气泡;搅拌速度过慢,镀层易产生灰暗色。
4. 电镀液成分:电镀液成分比例不合适,镀层质量差。
五、应用领域1. 电子产品:如电子元器件、接插件、印刷电路板等。
2. 汽车零部件:如汽车发动机、变速箱、制动系统等。
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第六章电镀黄铜工艺第一节概述在第二章中已经介绍了黄铜镀层对钢帘线与橡胶粘合的至关重要的作用,本章将阐述获得黄铜镀层的方法,即电镀黄铜工艺。
铜含量高于锌的铜锌合金通常称为黄铜,1841年就已发明了镀黄铜。
最早的镀黄铜槽液是把硫酸铜和硫酸锌转换成碳酸盐,然后再在氰化钾溶液中溶解,使用低电流密度进行电镀。
这种方法一直沿用到1915年,随着科技的进步发展成为现代的氰化电镀工艺。
1974年第三版《现代电镀》中提到,专家们“研究了在1960年之前研究过的所有不同类型镀黄铜槽液之后下结论说,迄今为止,还没有一种槽液能满意地代替氰化黄铜槽液”。
因为氰化物剧毒,人们总想摆脱它,一直在研究非氰电镀黄铜工艺。
60年代,一些欧洲国家(如前苏联、意大利等)对“两步法”(先镀铜,后镀锌,再热扩散而形成铜锌合金的方法,又称热扩散法)非氰电镀黄铜工艺进行了工业性试验,并于70年代投入了规模生产。
值得一提的是,我国从60年代末开始,曾探索过“一步法”(直接镀铜锌合金的方法)非氰电镀黄铜工艺,选用焦磷酸盐一草酸镀液体系,从实验室试验到中间试验反复进行了几年时间,先后生产了Φ0.8mm镀黄铜钢丝10余吨,捻制成7×3×0.147和3+9+9×3×O.147两种结构钢帘线用于子午线轮胎,进行了里程试验,并与氰化电镀产品对照,所得数据表明其质量与氰化法不相上下。
后来投入大生产时,仅连续运行几天时间便发现阳极钝化严重,经试验分析初步认定是镀液中派生物磷酸氢二钠过多所致,最后高达lOOg/l以上,而且很难除去。
工程技术人员做了大量工作,企图复苏焦磷酸盐一草酸电镀液,限于当时的条件,工作未能继续下去,最后不得不终止它的应用。
这种独创性的电镀黄铜工艺虽未取得最后成功,但对后人有借鉴作用。
目前,钢丝电镀黄铜工艺处于氰化法和热扩散法并存在的局面。
据国外考察,意大利几乎所有的钢帘线生产厂都采用热扩散法电镀工艺;而法国米其林公司年产18.5万吨钢帘线,则全部采用氰化法电镀工艺,只有在泰国所建的一个分厂采用热扩散法。
世界上许多国家包括我国,在采用热扩散法的同时,仍保留了氰化法电镀工艺。
我国自80年代以来,引进两步法热扩散电镀黄铜作业线至少有6条(包括单丝电镀作业线,即单根钢丝在镀槽中来回走镀多圈以达到所需的镀层厚度,线速可达200--300m/min),几乎无一例外地费了很长的时间进行调试方达基本正常。
关于氰化法和热扩散法两者的利弊,将在对两种工艺作系统阐述后再进行比较。
钢丝电镀不同于零件电镀,钢丝是在镀槽中不断前进的,俗称“走镀”。
图6--1所示,钢丝在镀槽中是曲折前进的,钢丝所遇阻力较大,限制了线速度,影响生产率,但设备比较简单;图6—2所示,钢丝在镀槽中是直线前进的,钢丝所遇阻力较小,线速度可以大幅度提高,生产率也随之提高,但设备比较复杂。
在设计电镀作业线时,必须考虑两个重要参数:一是dv值,即钢丝线速(m/min)与钢丝直径(mm)的乘积;二是穿线根数(n)。
DV值与n数越大,生产率便越高。
目前国外多丝电镀黄铜作业线dv值可达60,n数可达50,我国尚未达到这个水平。
图6—2直线电镀装置示意图先就图6—1及图6—2所示,简述钢丝电镀过程。
电镀时,电流从直流电源的正极经导线、汇流排进入镀槽内的阳极,再从阳极进入镀液,然后从镀液到达作为阴极的钢丝,最后经阴极辊、导线、汇流排返回到直流电源的负极,构成一个回路。
在外电路(汇流排、导线、阴极辊等),电流的流动是靠自由电子的定向移动来实现的,这种凭借物质中自由电子的定向运动来完成导电过程的导体,称为第一类导体。
在电镀液中电流的流动是靠阴、阳离子的定向迁移来实现的,这种凭借阴、阳离子的定向运动来完成导电过程的导体,称第二类导体。
在任何电镀过程中,都存在这两类导体的导电作用,所有电镀的电流回路都由这两类导体共同构成,电镀槽阳极金属与阴极金属的电位差,即包括第一类导体和第二类导体在内的整个回路的电压降,称为槽电压。
在电极上是电子导电,而到了镀液就变成了离子导电。
显然,自由电子消失和出现的过程就发生在电极导体和镀液的交界面处。
当自由电子从直流电源移动到阴极(钢丝)上以后,就在阴和镀液的交界面处被镀液中的金属离子M’得到,使它成为金属原子M,并覆盖在钢丝表面,即在钢丝表面镀上一层金属M,其反应式为:M++e-→M这是一个电化学反应,属于还原反应。
它发生在电极表面,故可称为电极反应。
又由于它是在阴极上发生的,故可称之为阴极反应。
正是由于阴极发生的电化学反应,才使得从电源流到阴极的电子和镀液中向阴极迁移过来的金属离子都有了去路,正是阴极反应实现了电子导电与离子导电的相互转化。
阳极所发生的情况与阴极相反,在外电源的作用下,阳极金属M的电子不断流入电源,即阳极金属M在极板与溶液交界的表面放出电子,这样金属M由原子变为金属离子而进入镀液,同时向阴极迁移,其反应式为:M+e-→M+这个电化学反应属于氧化反应。
它发生在阳极,故可称为阳极反应。
正是由于阳极反应的发生,使得从阳极流入电源的电子和从阳极附近迁移的金属离子有了补充的来源,也正是阳极反应实现了离子导电与电子导电的相互转化。
在实际电镀时,阴、阳两极的反应可能并不止这些,如阴极上除了金属M的沉积之外,还有H+得到电子还原为H2析出;阳极上除了金属M的溶解之外,还可能有OH—失去电子氧化成O2析出。
但不论阴、阳极上发生何种还原和氧化反应,在导电意义上都是相同的。
综上所述,钢丝电镀是指在含有被镀金属的盐溶液中,以钢丝为阴极,在外电源的作用下,通过电解反应,使金属或合金沉积在钢丝表面,以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的表面处理方法。
由于钢丝电镀是一种利用电化学方法使金属电沉积的过程,为了叙述方便和便于理解,须介绍一些电化学的基础理论知识,但限于篇幅,只能涉及最初步的知识。
欲进一步深入理解,还要参阅有关电镀的教科书、专著和手册。
第二节电化学基础理论知识一、电极电位(1)原电池电动势所谓原电池指的是可将化学能转变为电能的装置。
例如将金属锌插在ZnS04水溶液中作为一极,将金属铜插在CuS04水溶液中作为另一极,两个溶液之间用盐桥(含有饱和KCl溶液)连通,便组成一个原电池。
如果将Cu和Zn两极接通,在负载电阻不太大时,将发现外线路中有一定大小电流通过。
自由电子自发地从锌电极流出,经外线路到达铜电极,这相当于电流从铜电极流向锌电极。
上述ZnS04、CuSO4,在水溶液中能够导电的物质称为电解质。
电解质加入水中后,由于水分子是极性分子,它的一端呈正电性,会吸引离子化合物中的阴离子。
作用的结果使阴阳离子从固体表面溶入水中,并且使溶入水中的阴、阳离子周围吸引着数目不等的水分子。
这个过程称为水合作用,发生水合作用的离子称为水合离子。
溶液中大量分子和离子彼此之间总是互相牵制的,每一个离子或分子的活动能力都要受到其它离子和分子的影响,使得它们都不能充分发挥各自应当发挥的作用,这就产生了离子活度的概念。
所谓活度,可以认为是有效浓度。
只有在无限稀的溶液中,活度等于浓度。
再回到原电池上来,既然两极接通后,有电流从外电路流过,这说明两极之间存在着电位差。
将原电池开路时两极间的电位差,称为原电池的电动势,用E表示。
(2)相对电极电位金属(电子导电相)和电解质(离子导电相)直接接触所构成的体系称为电化学电极,简称电极;有时也将此体系中的金属相称作电极。
上述铜一锌原电池中的电流便是两极发生的电化学反应而产生的。
为什么两极会自发地发生这种电化学反应?这与金属的电极电位有关。
任何金属在水溶液中或多或少地有些溶解,存在着下列反应:M≒M++e (6—1) 当Zn置于ZnSO4溶液中,则金属相的Zn2+有逾越相界进入溶液相的趋势,溶液相中的Zn2+也有逾越相界进入金属相的趋势。
究竟哪一种趋势占优势,取决于Zn2+在这两相中的化学位的高低。
因为Zn2+在金属相中的化学位大于在溶液相中的化学位,则金属相中的Zn2+逾越相界进入溶液相的趋势占优势,即反应方程式(6—1)的正向反应占优势。
在Zn未与外电源构成通路的情况下,必定要达到这样一种状态,即(6—1)式反应的正反速度相等,也就是Zn原子的氧化速度和还原速度相等。
这时金属相的表面带负电,而溶液带正电,分别积聚在两相的界面上,如图6—3的(a)所示,这就是通常所说的“双电层”,它是自发建立的,故称自发离子双电层。
当Cu置于CuSO4溶液中,因为Cu2+在金属相中的化学位小于在溶液相中的化学位,则溶液相中的Cu2+逾越相界进入金属相的趋势占优势,即反应方程式(6-一1)的逆向反应占优势,这时金属相的表面带正电,而溶液带负电,这种在金属电极与电解质溶液界面上存在大小相等,电荷符号相反的电荷层,叫双电层。
如图6—3的(b)所示。
当金属的还原能力较强,溶液中离子浓度较大时,双电层较为紧密,称为“紧密双层";否则就较为分散,称为“分散双层”,图6—3的(c)所示,既有紧密双层又有分散双层.(a)(b)(c)图6—3双电层结构示意图综上所述,由于双电层的存在,就使得在金属电极与溶液界面之间产生了电位差,这种电位差就叫金属的电极电位。
但是,我们经常使用的电极电位值并不是这种电位的绝对值。
因为现在还没有足够可靠的实验方法能准确地测出这种绝对值。
但可规定一个特殊的电极作为参比电极,让待测电极电位的电极与这个特定的参比电极组成一个特殊的原电池,测量其开路电压(电动势),从而得到一种可以表征电极体系氧化还原能力的参数——相对电极电位。
现在国际上对电极电位通用的定义表述为;若任一电极M与标准氢电极组成一特殊原电池,此电池的电动势(开路电压,无电流通过时)E即为M电极的电极电位。
E=Φ+一Φ-式中: E--原电池的电动势,单位VΦ+—正极的电极电位,单位VΦ-—负极的电极电位,单位V(3)平衡电极电位在双电层的形成过程中,把金属原子失去电子进入溶液的过程称为阳极过程,把溶液中水合金属离子或其它阳离子到金属上获得电子的过程称为阴极过程。
若接上外电源,则在阳极上发生氧化反应,在阴极上发生还原反应,而将电能转变成化学能,这个过程称为电解。
若未接上外电源,这两个过程是可逆的,当达到动态平衡时,两过程进行的速度相等,此时既建立起物质的平衡(电荷的交换靠同种物质完成),又建立起电荷的平衡,将产生一个稳定的电极电位,这时电极的相对电极电位就称为平衡电极电位,又称为可逆电极电位,用E P表示。
在实际电镀过程中,情况往往复杂得多,在阴极上有几种离子同时放电。
显然阳极过程和阴极过程的物质的迁移是不平衡的,即使两过程反应速度相等,达到电荷平衡,仍是不可逆的,此时测得的电极电位称为非平衡电极电位,又称不可逆电极电位。