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电镀光亮锌和高锡CuSn合金组合镀层工艺

2008年11月电镀与精饰第30卷第11期(总188期)・27・文章编号:1001—3849(2008J11.0027.03电镀光亮锌和高锡Cu.Sn合金组合镀层工艺郭崇武,易胜飞(佛山市华良实业有限公司,广东佛山528100)摘要:试验了光亮镀锌和高锡Cu—Sn舍金组合镀层滚镀工艺。

采用本工艺能够获得镜面般光亮镀层。

试验表明,镀层与基体之间以及两镀层之间的结合力满足标准的要求,与传统的碱性滚镀铜和高锡Cu-Sn合金组合镀层相比,耐盐雾试验时间提高150%,镀层材料成本降低43.3%。

在光亮镀锌和高锡Cu-Sn合金组合镀层上镀仿金,与碱性镀铜和光亮镀镍组合镀层上镀仿金相比,镀层材料成本降低68.4%,按新工艺镀黑镍,镀层材料成本降低62.9%。

生产实践证明,光亮镀锌和高锡Cu—Sn合金组合镀层能够满足顾客的质量要求。

关键词:光亮镀锌;高锡Cu.Sn合金;组合镀层中图分类号:TQl53.15文献标识码:B引言CombinationCoatingTechniqueforElectroplatingofBrightZincandHighSnCu—SnAlloyCoatingsGUOChong-wu,YISheng—fei在金属镍价格上涨的冲击下,高锡cu.sn合金镀层正在受到业内人士的青睐,目前,不少镀件已经用镀高锡Cu—sn合金取代了光亮镀镍。

挂镀高锡Cu.Sn合金的工艺比较成熟,以碱性镀铜作底层,以光亮酸性镀铜作中间层,再镀高锡cu・Sn合金。

传统的滚镀工艺是在碱性镀铜底层上直接镀高锡Cu.sn合金,由于碱性镀铜和高锡Cu-sn合金镀层的光亮度都较低,镀层的外观质量不够理想。

对于光亮度要求较高的镀件,还需要在碱性镀铜底层上增加一道酸性光亮镀铜,然后再镀高锡cu—sn合金。

由于滚镀酸性镀铜工艺还不成熟,镀液不够稳定,光亮度较差,所以,滚镀生产线使用这套工艺还有一定的困难。

为此,研究了光亮镀锌和高锡cu-Sn合金组合镀层,在酸性镀锌底层上镀高锡cu—sn合金,外观质量高,耐腐蚀性好,成本又较低。

1光亮酸性镀锌国内已经开发出多种酸性镀锌光亮剂…,采用不同的光亮剂,镀层的光亮度有较大的差别。

为了提高光亮镀锌和高锡Cu-sn合金组合镀层的质量,研制了光亮酸性镀锌光亮剂。

光亮剂由主光亮剂、载体光亮剂和辅助光亮剂组成。

目前,国内使用的主光亮剂主要有苄叉丙酮和邻氯苯甲醛两种,使用苄叉丙酮,镀层的光亮度较好,但容易产生脆性,使用邻氯苯甲醛,镀层比较柔软,但光亮度不如使用苄叉丙酮。

实验表明,同时使用这两种主光亮剂,可以做到优势互补,镀层光亮,且脆性较小。

在本光亮剂配方中,苄叉丙酮的质量收稿日期:2007.08—20修回日期:2007—09-21作者简介:郭崇武(1960-),男,吉林辉南人,佛山市华良实业有限公司高级工程师,学士.万方数据・28・Nov.2008PlatingandFinishingV01.30No.11SerialNo.188浓度150g/L,邻氯苯甲醛80g/L。

载体光亮剂是由四种载体组成,其中一种起乳化作用,用于溶解苄叉丙酮和邻氯苯甲醛,其余三种既起乳化作用,同时又起增光作用,使镀层的光亮度得到了明显的改善。

辅助光亮剂使用苯甲酸钠和烟酸两种,苯甲酸钠增加低电流密度区镀层的光亮度,烟酸增加高电流密度区镀层的光亮度,在本辅助光亮剂配方中,苯甲酸钠的质量浓度60g/L,烟酸4g/L。

用本工艺镀锌,出光速度快,镀层光亮,接近光亮镀镍层的光泽。

适合于作高锡cu—sn合金镀层的底层。

2锌/高锡Cu.Sn合金电镀工艺2.1光亮镀锌氯化锌55~70g/L氯化钾190—230g/L硼酸27~33g/L主光亮剂lmL/L辅光亮剂30mL/LpH5—5.8p15—40℃工作电压6~7Vt40。

90rain光亮剂消耗量:主光亮剂辅光亮剂2.2硝酸出光100一150mL/kAh200.250mL/kAh为了获得更光亮的镀层,镀件镀锌后需要进行出光处理。

工艺如下:硝酸1%一3%010—35℃t3—8s出光处理后经三级流动水洗。

2.3氢氧化钠活化镀件经过硝酸出光后表面生成氧化膜,如果直接镀高锡cu.sn合金,将造成镀层结合力不良,用氢氧化钠溶液溶解这层氧化膜,不损坏镀层的光亮度,工艺如下:氢氧化钠40~60g/L010—35℃t】~2min活化后经一级流动水洗。

2.4镀高锡Cu・Sn合金高锡Cu-Sn合金镀层中锡的质量分数为40%一50%,外观呈银白色,硬度在镍和铬之间。

电镀高锡Cu—sn合金一般采用碱性镀液,镀液中含有铜和锡两种主盐,还含有氰化钠(或氰化钾)和氢氧化钠(或氢氧化钾)等。

采用普通的滚镀高锡cu—Sn合金工艺,镀30—60min。

高锡Cu-Sn合金镀层如果太薄,表面容易出现锌锈,因此,切不可为了降低成本而缩短施镀时间。

一般应根据镀件的质量要求确定时间,镀30min以上,可保证一般的防腐要求,随着时间的延长,镀层的防腐性和光亮度增加。

为了降低成本,可采用镀低锡铜-锡合金和高锡铜.锡合金两步工艺,镀低锡铜-锡合金成本较低,起防腐作用,镀高锡铜.锡合金,达到表面质量要求。

2.5钝化三氧化铬3~5g/L.010—35℃t10~20s镀件钝化后经三级流动水洗、热水洗、甩干和烘干工序后包装。

3镀层的性能采用本工艺获得的组合镀层能达到镜面光亮,外观质量高于碱性镀铜和高锡cu-sn合金组合镀层。

用光亮酸性镀锌作底层,解决了滚镀高锡Cu-sn合金镀层光亮度不高的问题。

3.1结合力40rainX25nlin×0.2mm的A3钢板试片,滚镀锌60min,镀高锡Cu.Sn合金40min。

用刃口为300锐角的硬质钢刀在镀层上划两条相距2mill的平行线,镀层没有剥离。

另取一块试片,将其夹在台钳中,反复弯曲直至基体和镀层一起断裂,断口处镀层没有起皮脱落。

试验表明,锌镀层和铁基体之间的结合力以及高锡Cu.Sn合金和锌镀层之间的结合力都能够满足要求怛J。

3.2盐雾试验用同一种镀件分别镀光亮锌/高锡Cu—sn合金和传统的镀铜/高锡Cu.sn合金镀层做盐雾试验,观察出现锈蚀的时间,结果列于表l,新工艺镀层出现锈蚀的时间比传统工艺延长150%。

对两种组合镀层的成本计算后进行比较,新工万方数据2008年11月电镀与精饰第30卷第11期(总188期)・29・艺镀层材料成本比传统工艺降低43.3%。

表1两种工艺镀层的盐雾试验结果组合镀层底层厚度/p,m面层厚度/u皿总厚度/p,m出现锈蚀时间/h锌/高锡Cu—Sn合金2.61.23.85铜/高锡Cu-Sn合金2.91.24.12光亮镀锌和高锡cu.Sn合金组合镀层对基体铁的防护性能较好,表面光亮度高,成本又较低,可作为防护装饰性镀层,目前用于代替碱性镀铜和光亮镀镍组合镀层,大幅度降低了电镀成本。

4组合仿金和组合黑镍镀层按照传统的工艺,在光亮镀镍层上镀仿金和镀黑镍,外观质量和色泽都令人满意。

在高锡Cu—Sn高锡cu.Sn合金光亮度不高,在这种镀层上镀仿金和镀黑镍一般还不能满足顾客的要求。

在光亮镀锌和高锡Cu—sn合金组合镀层上镀仿金和镀黑镍,可以降低镀层的材料成本,又可以保证仿金和黑镍镀层的光亮度。

镀仿金时可以得到光亮和色泽鲜艳的镀层,但与传统的镀仿金工艺相比,镀层质量略低。

镀件镀仿金后浸清漆,对两种组合仿金镀层做盐雾试验,结果列于表2,两种镀层的耐合金镀层上也可以镀仿金和镀黑镍,但传统的滚镀腐蚀性没有明显差别。

表2两种组合仿金镀层的盐雾试验结果组合镀层底层厚JJg/I.Lm中间层厚rg/¨.m仿金层厚度/“m总厚度/I.gm出现锈蚀时间/h锌/高锡Cu-Sn合金/仿金2.61.2O.24.O8铜/镍/仿金2.91.20.24.38计算表明,新工艺镀层材料成本比传统工艺降低68.4%。

黑镍,外观质量与传统工艺镀层基本相同。

镀件镀黑镍后浸清漆,对两种组合黑镍镀层做盐雾试验,结在光亮镀锌和高锡cu—Sn合金组合镀层上镀果列于表3,两种镀层的耐腐蚀性没有明显差别。

表3两种组合黑镍镀层的盐雾试验结果组合镀层底层厚度/p.m中间层厚度/p,m仿金层厚度/岬总厚度/Ixan出现锈蚀时间/h锌/高锡cu-sn合金/黑镍2.61.2O.24.O8铜/镍/黑镍2.91.2O.24.38计算表明,新工艺镀层材料成本降低了62.9%。

在高锡Cu.sn合金镀层上镀仿金和镀黑镍,镀高锡Cu—Sn合金后应尽快转入仿金槽或黑镍槽施镀,如果停留时间过长,高锡Cu-Sn合金镀层上将生成氧化膜,影响镀层的结合力和光亮度。

参考文献:[1]储荣邦,沈品华,董愚,筹.光亮氯化钾镀锌[M].上海:上海科学技术出版社,1991.24-44.[2]曾华粱,吴仲达,秦月文,等.电镀工艺手册[M].北京:机械工业出版社,1989.719—720.r“’“’q…“’{中国专利{!L-oI,㈣,。

一一电镀废水的零排放处理回用方法及其装置本发明涉及一种电镀废水的零排放,处理回用方法包括:电镀废水分类;将废水分别引入废水反应池;处理后的含铜废水、含铬废水、含氰废水三类废水分别引入固相分离装置进行初步固相分离;含镍废水经过滤柱过滤后,通过离子交换装置处理;前处理废水依次通过砂过滤器、碳过滤器过滤。

该方法工艺稳定、操作简便、易于控制、安全可靠、运行费用较低。

能够实现电镀废水零排放。

所述方法使用的装置包括含铜废水、含铬废水、含氰废水的处理回用装置,前处理废水的处理回用装置,含镍废水的处理回用装置。

公开号:CNl803657公开日2006—07—19化专万方数据。

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