硫酸盐镀铜用于工业生产已有160多年的历史。在不含氰化物的镀铜工艺中,应用0广的就是硫酸盐镀铜,它成分简单,价格便宜,生产稳定,容易控制,但镀层粗糙,不光亮,镀液分散能力差。

加入光亮剂的硫酸盐镀铜电解镀铬液,可以获得镜面光亮、平整性和延展性都好的铜镀层.

本文将重点讨论在硫酸盐光亮镀铜生产实践中常遇见的问题及处理方法。

硫酸盐光亮镀铜电解液是酸性简单盐溶液、配制容易。

电解液基本组成为:150～镀铬220g/LCuSO4·5H2O、50～70g/LH2SO4均采用化学纯原料配制。

生产中新配镀液不能正常投产的主要原因是原料的纯度。应注意工业级H2SO4中含Fe、As、Pb等杂质不能采用,劣质的Cu镀铬SO4·5H2O中有机杂质较多,也不宜采用。

遇到这种情况时必须进行原料预处理。

处理方法:先用50～60℃水溶解硫酸铜,然后加入2～3mL/L30%双氧水,搅拌后,再加3～5g/L优质活性炭,搅拌均匀后镀铬静置过滤,将滤液进行化学分析,调整至配液所需的规定质量浓度,再加入计算量的化学纯硫酸,电解处理1～2h,按计算量加入光亮剂。

取样在250mL赫尔槽中以I=1A镀5min后试片达到全光亮即可投产。

电解液镀铬中应含少量Cl-离子,ρ(Cl2)为20～80mg/L,Cl-离子起着光亮镀层和降低内应力的作用。

如配液使用自来水或硫酸铜经上述过程处理,一般Cl-离子均在允许范围内,不必另外添加(自来水、活性炭和硫镀铬酸铜中均含少量氯离子),如确系不足,可以加试剂盐酸进行调整。

在酸性光亮铜工艺中,为了维护电解液中铜离子稳定,一般采用磷2铜合金阳极。同时为避免阳极溶解泥渣混入镀液,阳极板应套涤纶袋。

关于磷在阳极镀铬中的质量分数,专著和生产厂商的说法不尽相同。

高者0.1%～0.3%,低者0.04%～0.06%,较为宽范。

在GB466282标准中,规定ρ(P)为0.040%～0.065%。一般说来只要在浇铸的极板中镀铬,磷能均匀分布并经过压延加工,就是好的阳极板,对磷的含量不必过多关注。

经常观察阳极板在电解过程中的状态是生产中十分重要的一环。良好的阳极表面应形成一层均匀的黑褐色膜,用棉纱轻擦即可擦掉,薄厚适中,水洗镀铬后表面呈现纯铜晶体的冰花形状。

正常溶解的阳极表面的褐色膜为Cu3P,具有导电性。阳极板长度应与挂具装卡零件的高低相对应,防止电力线分布不均匀造成下端零件发雾和粗糙。阳极板与吊钩、吊钩与极杠的接触要良好镀铬,对产生的铜绿结晶要及时清除,用砂布清理极杠时要防止砂粒等杂物落入镀液中。

此外,如果忽视清洁工作,将会导致部分阳极不导电,会造成其余极板电流密度过大,形成较厚的钝化膜,脱离正常的工作状态,直接影响镀层镀铬质量。

在硫酸盐光亮镀铜工艺中,光亮剂起着十分重要的作用。

传统的光亮剂由22巯基苯骈咪唑(M)、乙撑硫脲(N)、聚二硫二丙烷磺酸钠(SP)和聚乙二醇(P)组合而成。

近年来,为了提高电解液的工作温镀铬度和低电流密度区的光亮度,光亮剂的原料被不断改进,出现了各种代号的成品光亮剂,可谓“琳琅满目”。

选择光亮剂0好用赫尔槽或小槽试验确定,θ为35～40℃,低电流密度区光亮并且使用寿命长的光亮剂均可以选用镀铬,不必刻意求新求异,适合生产实际的就是好的。

例如对镀层要求较薄的零件,应选用出光快的光亮剂;对加厚用途的镀层,如多层电镀的中间层,不必要求出光速度,更应从维护镀液稳定和良好的整平性能考虑,以达到既满足镀铬产品的加工需要又可降低成本的目的。

现场工艺管理人员应该掌握光亮剂的基本常识,利用各组分的协调作用进行合理的添加。切忌盲目添加造成过量,给生产带来不利影响。

目前,绝大多数电镀厂对光亮剂尚不能定量分析,可镀铬参照产品说明书并结合赫尔槽试验来补加。

在生产现场也可以用简单定性方法来判断光亮剂含量的多少,方法是:在通电条件下移动挂具观察镀件的光亮程度变化,当加速移动挂具并开大电流时获得的镀层比平时更亮,则表明光镀铬亮剂不足需要添加(此时阴极浓差极化减小,镀件表面光亮剂得以补充,故光亮度提高)。

反之,当较慢地移动挂具时镀层反而光亮时,则表明电解液中光亮剂过量。这个方法简单易行,适合现场随时应用。

近年来,市场上有许镀铬多镀铜光亮剂的中间体供应,对无特殊要求的零件,自行配制光亮剂也是很简便的,同样可以获得满意的镀层。

硫酸盐光亮镀铜工艺,镀液成分简单,加工成本低,可以获得全光亮镜面状的镀层,免去繁重的抛光工序,是镀铬优良的中间镀层。

在生产实践中,应选用优质的化工原料,加强工艺管理,采用必要的工艺试验手段,合理地使用添加剂,就能把握生产的主动权,创造0佳的工作条件,获得优良的镀层。