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碱性非氰镀铜

2020-07-31 15:48:14    [ 网络来源 原创 ]    作者:易镀    浏览:

特性
*  不会像氰化物镀液那样有剧毒、对环境和操作者造成很大的危害

*  可直接镀于钢、黄铜以及吊镀工艺的锌压铸件和浸锌后的铝件

*  可适用于滚、吊镀以及连续式的生产线

* 能为酸性镀铜和镀镍形成一层良好的底层

*  不含有毒分解物,以免被带入到酸性铜镀槽

*  能容许碳酸盐(无需冷凝出)     

*  具有优质的覆盖性能

*  产生一层有具晶粒细化,良好延展性,无孔的沉积镀层

应用   建浴值:

    SurTec 864 电镀浓缩液           30Vol%  (25-60Vol%)

    SurTec 864 I 校正剂                6.5Vol%

       45%的氢氧化钾                    用于调整PH

需要分析的值

铜                                     9g/l    (7.5-18g/l)

络合膦                             36g/l   (35-40g/l)

配槽:经过24个小时对槽体以及其他部位(过滤泵、阳极袋等)的处理以除去残留的氰化物,处理的方法是先用2%的次氯酸钠溶液处理,然后用水冲洗,再用2%的硫酸处理,接着再用水冲洗,最后用5%的钾碱液处理。在干净的槽中装入所需量的1/3的水量,然后混合加入SurTec 864 电镀浓缩液,再加入校正剂SurTec 864 I,用45%的氢氧化钾调整PH,用水灌满至所需值

温度:                              55℃              (50-70℃)

覆盖电流:                      1-2A/dm2         使用5分钟

pH值: 用于铁                   9.5               (9.2-9.8)

            用于锌压铸件和铝件上     9.2      (9.0-9.4)

可用校正液SurTec 864I调低pH或用45%的氢氧化钾来调高pH

      

阴极电流密度:      0.1-1A/dm2 (滚镀)      0.5-1.5A/dm2(吊镀)

                               提高镀液的浓度,可以使用较高电流密度

      整流器:        18-20V

电流效率:    在0.4-2 A/dm2为95%

沉积率:      在1.5 A/dm2的条件时为0.3um/min

电导率:      在20-25℃的条件下          大约70mS/cm

              在55-60℃的条件下                大约60mS/cm   

              根据建浴浓度,达到较高的值是可能的                                                                              

槽体:      具有塑料衬层的钢

阳极:      OFHC-铜(无氧高电导铜)      阳极:阴极=1.5:1

搅拌:       空气搅拌(最佳状态:在阳极和阴极部位都有)    

 滚镀转速为2-6rpm

过滤:       连续过滤,用活性炭过滤器

加热:       需用不锈钢

排气:       建议使用

维护:       带出量的补偿和PH的调整可用SurTec864I和45%氢氧化钾来控制和校正,蒸发流失的量需用去离子水补充。      

消耗:      添加剂的消耗主要是由于带出和阴极镀层的形成(精确的计算带出量可参照ST技术资料11篇),带出量的估计如下:SurTec864I:      每10,000Ah 带出2 公升(1.5-4公升)  

提示:      锌压铸件和浸锌过的铝件只能在吊镀工艺中使用,且需带电入槽                                                

 

分析  试样准备:  在均匀混合状态下取样,冷却至室温,若浑浊,静置后倾析或过滤

铜的分析

试剂: 过二硫酸铵,浓缩氨溶液,指示剂:1g/l PAN乙醇溶液(1-(2-吡啶基偶氮)-2萘酚),0.1N的EDTA标准液

步骤: 移取5 ml 电镀液入250 ml 锥形瓶,加入约25 ml 去离子水和2-3g 过二硫酸铵搅拌溶液大约15分钟,加入5ml 浓缩氨溶液,颜色转变成深兰色。再加入50 ml去离子水和4-6滴指示剂(不要加入太多以免颜色变化不明显)。用0.1N EDTA 滴定至颜色由深兰色变为灰绿色。

换算: 消耗的毫升数×1.27 = g/l 铜

校正: 升高铜浓度1 g/l=添加33ml/l SurTec864

络合剂SurTec864I 的分析

试剂:  Dr.Lange Cuvette Test LCK350

步骤:  移取2ml的槽液到1000ml的容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,再从

中移取10ml到100ml的容量瓶中,用蒸馏水灌满至刻度。

然后根据Dr.Lange的描述进行分析,用0.4ml被稀释过的槽液

(1:5000)灌满2支小试管,均加入黄色的DosiCap A,盖好后并充分混

 合.

 拿其中的1支在可自动控温的加热器上加热到100℃,加热1个小时,

以便分解出含磷的成分.这一结果测试是总磷含量的值.

另1支则仍然在室温下,给出自由磷含量的值.

然后,两支试管均需调节至室温,加入0.5ml/l的试剂B(加好试剂B

后要马上盖好试剂瓶),均加入灰色DosiCap C,盖好后并充分混

合。待反应10分钟后,用光度计在850nm处测试。如果所得的结果

达不到所给出的范围,则需要重复以上的分析。

   计算:   所测的值(毫克)×5= 槽液的浓度(g/l)

           (总磷含量g/l)-(自由磷含量g/l)=络合磷含量g/l

   所需值: 络合剂的浓度(g/l的磷)÷铜的含量(g/l)≥ 4

   校正:   升高1g/l的磷= 添加12ml/l的SurTec864I

升高1g/l的磷= 添加4ml/l的SurTec864IK

   注意:   ST864I是酸性的,槽液PH值的调整需用45%氢氧化钾。

   

 

 

分析络合剂也可用滴定的方法,因此,由于滴定终点的突变小,需要有一个

自动的滴定仪。

试剂:  1N 硫酸,pH电极,自动滴定仪       

步骤:   移取 10 ml 电镀液入250 ml锥形瓶,加入约 150 ml 软化水,边搅拌边加热至50℃,然后用1N 硫酸从pH=10滴定至PH=2,其结果用两个步骤的滴定曲线来表示,一个大约pH=8.5,另一个大约pH=3.5。所消耗硫酸量的差值是络合剂SurTec864I的一个关系值(见附图)

                                        问题解决方案表

问题

可能引起的因素

解决方案

烧焦

1)络合剂过少

添加ST864I

2)电流密度过高

降低电流密度

3)搅拌不够大

加大搅拌

4)金属杂质过多

用高电流电解

5)金属含量过少

提高阳极面积或加入ST864

6)在槽液中一价铜含量过多

提高空气搅拌,特别是在阳极的地方

根据赫尔槽试验添加双氧水(以1:10的比例)

7)电导率太低

添加ST864I和氢氧化钾

镀层发雾

(特别在低区)

1)前处理不好

检查前处理,改善水洗质量

2)在用含氟的酸洗液酸洗后水洗不彻底

在进入镀槽前用1Vol%的ST864I进行预处理

3)有机杂质过多

根据赫尔槽试验添加双氧水(以1:10的比例)

4)搅拌不够

加强搅拌

均镀能力差

1)络合剂含量过低

添加ST864I

2)有金属杂质

用高电流电解去除和添加ST864I

3)电导率太低

添加ST864I和45%氢氧化钾

电镀液颜色变绿

1)络合剂含量过低

添加ST864I

2)槽液中一价铜含量过多

加强搅拌,特别在阳极的地方

根据赫尔槽试验添加双氧水(以1:10的比例)

3)有金属杂质(特别是铁)

用高电流电解去除和添加ST864I

4)有机杂质过多

根据赫尔槽试验添加双氧水(以1:10的比例)

镀层厚度不够

1)金属含量过少

提高阳极面积或加入ST864

2)电流密度太低

通过赫尔槽试验提高电流密度

3)接触问题

检查接触,清洗导电物

4)络合剂含量过低

添加ST864I

5)络合剂含量过高

去除,甚至停加ST864I一段时间

6)电镀时间太短

加长电镀时间

7)电导率太低

添加ST864I和45%的氢氧化钾

问题

可能引起的原因

解决的方案

镀层粗糙

阳极灰掉入槽中

检查阳极和阳极袋,加强过滤

结合力不好

1)络合剂太少

添加ST864I

2)电流太低

提高电流到略低于烧焦极限

3)金属杂质太多(特别是低区的铅和一价铜)

去除或添加双氧水(去除一价铜)

4)搅拌不够

加强搅拌

5)前处理不好,特别是锌件和铝件

检查前处理,改善水洗,对于锌件和铝件需带电入槽

镀层起泡(特别是在存放一段时间后)

1)电流密度太高

用ST864I调整PH到小于10

2)有氢气进入底材中

酸洗槽中添加抑制剂

电镀前对工件进行回火处理

加长电解除油时间(阳极电解)

3)结合力不好

参考结合力不好的说明

在后道的酸铜槽中对底材有侵蚀

1)在ST864槽中的PH 太低

用45%的氢氧化钾调整PH到大于9

2)镀层太薄

加长电镀时间

如果可能,提高电流密度

寻找其它引起减少沉积速率的因素

3)金属分布能力差

添加ST864I

4)镀槽中有颗粒悬浮物

过滤槽液

5)在酸铜槽中含有过多的硫酸

略微稀释或中和酸铜槽液   

6)酸铜槽液的温度过高

降低酸铜槽液温度

 

 

添加剂的功能

电镀浓缩液SurTec864

SurTec864电镀浓缩液能提供基本必要的铜,在电镀过程中,沉积的铜可通过对阳极的腐蚀得到补充,络合剂的带出可通过添加SurTec864I得到补充, 一般只在新配槽或镀液功能竭尽时才添加SurTec864 (看分析结果).如果竭尽现象经常出现,则阳极/阴极比例应该要升高

校正液SurTec864I

校正液中含有络合剂,它的添加可作为带出的补加和因电化学作用而消耗的量,过少将会引起结合力下降,轻微的过量将不会引起什么不良影响。

校正液SurTec864I是一种强酸。所以加入时应非常小心,且加入后需用45%的氢氧化钾调整PH。

如果是用在锌合金及铝件上时,最好用PH电极做自动控制的定量添加。

 

 

制程的步骤   

浸渍清洗:

由于碱性非氰电镀不象氰化物电镀那样不受清洗的影响。碱性非氰电镀的工件必须用好的清洗剂进行很好的前处理。

建议使用   锌压铸件        SurTec151碱性清洗剂 

           钢件            SurTec091或 092结合SurTec188 

酸洗:

   好的酸性清洗剂是很重要的。

建议使用                 SurTec425酸性清洗剂或SurTec424         

电解清洗:

不含或仅含轻微的络合剂。

建议使用   锌压铸件      SurTec177 电解清洗剂

           钢件          SurTec419结合SurTec188电解清洗液

活化:

在使用含有硅酸盐的电解清洗剂(如:SurTec177)清洗后,则含氟的活化剂是需要的。

建议使用                  SurTec481 活化盐

预浸渍:

为了得到更好的结合力,工件需要在10ml/l的ST864I溶液中预浸渍(特别是在滚镀工艺)

水洗:

为了防止一些硅酸盐、抑制剂以及表面活性剂带入到电镀液中,每个步骤之间都需仔细水洗,循环水洗的水应保持良好的质量

技术参数

在20℃时         外观          密度 (g/ml)    pH值(浓缩液)

SurTec864         兰色           1.38                 8.7

SurTec864 I       无色           1.15                 1.0

贮存   为避免出现供应问题,需要有一定的库存,我们建议每1000L库存量如下:

   电镀浓缩液:  SurTec 864   100 kg

   校正液:      SurTec 864I   140 kg         

   PH调整剂:      45%氢氧化钾    100 kg

          过氧化物:        双氧水            1-5 kg

环保 使用过的SurTec 864 溶液及其洗涤水须经处理后按国家和地方规定排

放.SurTec864 对水有一定的危害,水危害等级2级,SurTec864I 对水有

轻微性的危害,水危害等级 为1级(自评估)

产品安全 根据通用EC分类标准规定,SurTec 864和SurTec 864 I必须分类。

       危害标志:   SurTec 864     Xn-有害

                    SurTec 864 I    Xi-刺激性

同时请参阅EC安全一览表

质保 我们为本产品质量作担保。但如属用户使用不当所致,则不在质保范围内。在使用时,无论用户有何问题,本公司技术服务人员将随时解答。

  本公司传真:0571-82696395  电话:0571-82696469

                                                               

SurTec864无氰镀铜的补充说明

 

由于氰化物镀铜溶液中,无论对钢铁件、锌铝压铸件、铝件等只有在通过电流的情况下才会有铜沉积出来,因此结合力好,得到最广泛的应用。对于酸性镀铜在不通电的情况下就会产生结合力很差的置换铜,故不能做为底层电镀。而普通的焦磷酸镀铜,虽然铜可与焦磷酸根络合,但两个磷之间的氧很容易被水解破坏,使槽液中出现PO4—3

而PO4—3没有络合铜的能力使镀液质量下降,这是大多数使用焦磷酸镀铜厂家最头痛而又无法解决的难题。我司的ST864中的络合剂,两个磷之间的氧用有机团取代,使它成为有机膦,这样就不容易被水解破坏,保证了镀液稳定的质量。

一、注意事项:

1. 新开缸时铜和ST864A的比例应是1:3

,而当槽液使用一段时间后其比例应

控制在1:4。

2.  必须带电入槽。

3. 镀件在入镀槽前最好用1Vol%(体积百分比)的ST864Ⅰ进行活化(不要水洗),这样可以提高结合力。

4. 长时间生产时,由于阳极溶解慢而产生一价铜Cu+(一般不能分析),这时镀层会出现深红色,Cu+含量过高会使镀层结合力下降

甚至镀液颜色会由兰色变绿色。

解决方法:用10VOL%的双氧水2~3毫升/升加入到溶液中,充分搅拌,使Cu+氧化成Cu2+。

解决方法:加入10VOL%的双氧水 5~10毫升/升,充分搅拌。

5.   镀液中若含有氰化物,受镀工件在低电流密度区的镀层会变得      深红色,结合力也降低。

6.  镀液中有大量有机物带入时,会引起镀层不亮。

解决方法:加入10VOL%的双氧水5~10毫升/升,充分搅拌后,用3~5g/l活性炭吸附后沉淀,过滤。

注:用双氧水处理后,由于双氧水会破坏络合磷,所以需适当

补加ST864A

7.   镀液中若铅含量大于50mg/l(毫克/升)时,镀件低电流密度区会发黑,结合力下降。

解决方法:用铁板套上耐碱性布袋在低电流密度下电解去除。

8.  镀液中若铁含量大于2g/l(克/升)时,镀件高区的结合力下降。

解决方法:在含铁量少时,适当加入校正剂ST864Ⅰ,可隐蔽少量的铁。在含铁量过高时,必须用高电流电解去除(阴极面积:阳极面积=1:2~5)

9.  锌铝压铸件目前尚不可以滚镀ST864。

二.ST864非氰化物镀铜于氰化物镀铜的比较:

1. 两者均可以在钢铁、黄铜锌铝压铸件及铝件经浸锌后直接电镀,ST864应带电入槽。

2. 两者均具有良好的覆盖能力和均镀能力。

3. 比氰化镀铜有更好的延展性和韧性。

4. 镀层有很好的焊接性。

5. 比氰化镀铜硬度低:

酸铜         氰化镀铜        ST864非氰化物镀铜

2100N/mm2     1500 N/mm2         500 N/mm2

6. 废水处理比氰化镀铜更容易:由于络合性不强,只需要将PH用HCl或H2SO4调到1.0,然后用碱或石灰乳调PH=10后沉淀、

过滤,就可以使Cu的含量低于0.5mg/l(毫克/升)。

7. 由于不含氰所以清洗性和活化性差,因此镀件的前处理比氰化

镀铜要求更彻底。建议采用我公司提供的专用前处理方案(另

附)。

8. 不含有剧毒的氰化物,为操作者提供了一个良好的工作环境,

更符合无毒、清洁的工艺要求。

9. ST864的操作条件宽范(温度、建浴值、PH值以及镀件的材

料)。

10. 没有氰化物长期电镀碳酸盐积累的烦恼。

11. 氰化物镀铜要达到相同的厚度需要镀稍长的时间和更大的

电流密度。(因为Cu2++2e→Cu和Cu+ +e→Cu用电量更大些),

但比氰化物电流效率高。(非氰镀铜高达95%,而氰化物镀铜在75%左右)

12 电镀厂必须采用专用的ST864浓缩液来配缸(电镀厂没条件自己合成 ),因此开缸一次的费用较高(但配槽后长期使用,Cu可以由阳极电解铜板溶解,络合剂可以补加ST864A即可,费用就相差不多了)。

13 赫尔槽试验条件:  260ml   50°C 不搅拌  1A   10分钟  阴极用铁片

 

推荐前处理方案

钢件前处理:

 1) ST168+089碱性热脱脂: 60°C   10~20分钟

 2) 用1׃1的HCl(加抑制剂ST426)酸洗5~10分钟

 3) ST199+419电解清洗(阳极清洗) 2~5分钟  

 

锌铝压铸件前处理:

 1) ST151低碱性热脱脂   50°C        10~20分钟   

 2) ST177阴极电解清洗(含硅酸盐)   2~5分钟

 3) ST481在含氟的酸液中浸渍         1~2分钟  



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