铜材料电镀金属镍镀层的退镀剂配方

铜材料电镀金属镍镀层的退镀剂配方

退镀剂应用范围

本配方涉及所有铜上镀镍层产品的返工退镀配方，具体为一种铜母排镀镍层化学退镀液及其使用方法，特别是轨道交通产品的铜母排镀镍层化学退镀液及其使用方法。

退镀剂概述

镀镍层因其良好的导热性、硬度与耐磨性在轨道交通产品内部铜母排得到广泛应用。对于不合格镀层，如镍层的退除，传统工艺有的采用氰化物的方法，其效果较好，不易腐蚀基体。但是氰化物有剧毒，且残液不好处理，对人身体及环境污染危害严重。另外，这种有剧毒物品的保管及发放要求较为严格，责任重大，为此，需寻求取代含有氰化物的退镍方法。近年来，对镀镍不合格产品的返工一直未有一套完整可行的方案，最常用的返工工艺也只是对不合格产品进行打磨后再镀，此法易导致镀层起皮，合格率得不到保证，因此开发一套既环保无毒又能保证产品质量的退镍工艺是当前我们厂急需解决的问题，通过查阅相关资料，多次试验验证，开发出硝酸型退镍配方，希望能完善厂里镀镍产品的加工工艺，使产品质量更上一个台阶。

现有的退镀工艺配方：

配方1 ：

防染盐：80g/L 甘氨酸：30g/L 单乙醇胺：37.5g/L 硫代硫酸钠：4.5g/L

十二烷基硫酸钠：0.03g/L；配方2 ：

间硝基苯磺酸钠：60 ～70g/L 退镀温度：常温

硫酸：60 ～70m l/L

硫氰酸钠：0.1 ～1g/L；退镀温度：80 ～100℃

此两种配方在退镀的过程中出现以下问题：

（1）配方1 生产成本高，配方中所用成分价格较高，且退镀溶液更换较快。

（2）配方2 镀镍的铜件放入配方2 退镀液退镀时，表面由黑色变为深棕色，取出，充分清洗后必须放入下述溶液中去除棕色膜：氰化钠30g/L；氢氧化钠30g/L；温度室温。

（3）配方2 要求温度较高，生产成本高，且难以维护控制。

退镀剂配制方法

针对现有技术的不足，本配方旨在提供一种铜母排镀镍层化学退镀液及其使用方法。该配方的成分不含剧毒化学成分，对人身环境无害；该配方在退镀过程中可实现完成铜表面上的不合格镀镍层产品，能够很好的帮助铜基材的第二次电镀。

为实现上述目的，本配方所采用的技术方案是：一种铜母排镀镍层化学退镀液，

该退镀液是一种包括硝酸、氯化钠、烷基酚聚氧乙

烯醚和尿素的水溶液，其中每升溶液中的组分含量为：

硝酸：600m l/L～900m l/L氯化钠：10g/L～60g/L

烷基酚聚氧乙烯醚（简称O P-10）：0.5m l/L-3m l/L尿素：10g/L～40g/L。每升溶[]

液中的组分含量优选为：

硝酸：700m l/L～800m l/L氯化钠：20g/L～30g/L

烷基酚聚氧乙烯醚（简称O P-10）：1.5m l/L-2.5m l/L尿素：25g/L～35g/L。每升溶液中的组分含量更优选为：

硝酸：700m l/L氯化钠：20g/L

烷基酚聚氧乙烯醚（简称O P-10）：2m l/L尿素：30g/L。

退镀液的每溶液水中还可以有0 ～3g/L的异丁基异己胺（简称B T A）。

上述铜母排镀镍层化学退镀液的使用方法，将零件放入上述退镀液中，控制退镀液温度为20℃-40℃即可；当零件放入上述退镀液处理1m i n-5m i n 时，镀镍层退除率低于20%时补加由硝酸和氯化钠组成的补加液，补加液用量为退镀液体积的25%-35%；其中每每升补加液中硝酸为600m l/L～900m l/L，氯化钠为10g/L～60g/L。

优选为：当零件放入上述退镀液处理5m i n 时，镀镍层退除率低于20%时补加由硝[0026]

酸和氯化钠组成的补加液，补加液用量为退镀液体积的30%；其中每每升补加液中硝酸为700m l/L，氯化钠为10g/L。优选补加1-4 次。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1)此工艺退除镍层速度快、均匀、稳定，退镍后的铜基材表面平整，不易造成基材局部腐蚀；

2)有效退镍量大、成本低，经测算退除量大约在150d m2/L～200d m2/L。（零件镍层厚度在8μm～15μm）；

3)无毒，环保且溶液稳定性好。

说明书附图

图1 是硝酸浓度对基体腐蚀情况的影响曲线；

图2 是氯化钠浓度对基体腐蚀情况的影响曲线；

图3 是BTA 浓度对基体腐蚀情况的影响曲线；

图4 是O P-10 浓度对基体腐蚀情况的影响曲线；

图5 是尿素浓度对基体腐蚀情况曲线；

图6 是五因素对基体腐蚀情况指标影响的主次关系图；

图7 是五因素对退净时间指标影响的主次关系图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本配方对进一步的解释和说明

1.1 实验试剂

表1 实验试剂的名称及纯级

1.2 实验分析

为综合考虑各种成分对退镍效果的影响，采用上述几种成分进行正交优化试验，每个水平做4 次试验，正交试验设计如表2。

表2 正交试验因素水平表

1.3 实验讨论

5

(4 )

表3 配方优化试验正交表L

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注：A表示腐蚀情况，AAAAA严重，A轻微，依次下降。

1.3.1 基材腐蚀情况分析首先分析硝酸因素对退镍液基材腐蚀情况指标的影响，

把此因素1 水平、2 水平、3

水平、4 水平分别对应的四次试验（即第1、2、3、4 号试验，第5、6、7、8 号试验，第9、10、11、12号试验和第13、14、15、16 号试验）腐蚀情况数据加和，分别记为K1、K2、K3、K4，四个参数的

数值反应了退镍液中硝酸组分的浓度对基体腐蚀情况的影响。

K1=5A+1A+2A+3A=11A

K2=4A+0+1A+2A=7A

K3=3A+1A+1A+2A=7A

K4=5A+2A+3A+4A=14A

将数据除以水平数除以4，就能得到每一水平下试验指标基材腐蚀情况（A）的平均值：

K1=K1/4=2.75A

K2=K2/4=1.75A

K3=K3/4=1.75A

K4=K4/4=3.5A

用同样的方法可以得到氯化钠、B T A、O P-10 和尿素因素的相应数据。将各因素的浓度水平与对应的基体腐蚀情况平均值作图，可以更直观的看出各组分的浓度对基体腐蚀情况的影响，如图1 ～5 所示。

表2 的同一列中，k l、k2、k3、k4 的最大者减去最小者所得的差值叫极差，记作R。一般的说，极差越大，说明这个因素的水平改变对试验指标的影响越大，是所有因素中的主要因素。四个组分浓度因素中，氯化钠因素的极差R 最大，硝酸次之，B T A最小。由此可得，五因素对基体腐蚀情况指标影响的主次关系见图6 ：

1.3.2 退净时间分析

同上基体腐蚀情况分析的原理，把此因素1 水平、2 水平、3 水平、4 水平分别对应的四次试验退净时间试验数据加和，分别记为L1、L2、L3、L4，将数据除以水平数除以4，就能得到每一水平下试验指标退净时间的平均值：l1、l2、l3、l4，将各因素的浓度水平与对应的退净时间平均值作图，可以更直观的看出各组分的浓度对退净时间的影响。

表2 的同一列中，ll、l2、l3、l4 的最大者减去最小者所得的差值叫极差，四个组分浓度因素中，硝酸的极差R 最大，氯化钠次之，B T A最小。由此可得，五因素对退净时间指标影响的主次关系见图7 ：

根据表2 的正交试验的结果，采用极差分析法对每个因素进行分析，可以看出，对于确定时间内的基体腐蚀情况和退净时间，6# 号试验所用配方为最佳组合：

硝酸700m l/L；氯化钠20g/L；O P-10 2m l/L；

BTA 0g/L；尿素30g/L温度20 ～40℃

2 实验配方的维护：

(1)尽管硝酸型退镍的溶液越用越稳定，然而随着退镍次数的增加，溶液的浓度降低。在零件放入5m i n 内，零件退除率低于20%，说明其浓度不够，应立即补加溶液。否则，会导致基体过腐蚀。

(2)补加溶液时，硝酸按700m l/L，氯化钠10g/L补加，每次补给量大约在30%左右。

(3)经过4 次补加后，再退不合格零件时，如果5m i n 左右仍有大面积镍退不掉，证明此溶液应该废弃。

3.实验结论