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预镀银、通用镀银、光亮镀银3种氰化物镀银工艺与区别?
2026-06-16
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银材质耐磨、性能稳定、导电优异,广泛用于精密仪器、电子设备的触点制作,掺入稀土元素还能大幅提升使用寿命。镀银工艺可分为装饰性与功能性两类,生产中以氰化物镀银为主。本文详细介绍预镀银、通用镀银、光亮镀银等主流工艺,以及不同基材的实操方法和工艺要点。

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银常用来制作灵敏度极高的物理仪器元件,各种自动化装置,火箭、潜水艇、计算机、核装置及通信系统,所有这些设备中的大量的接触点都是用银制作的。在使用期间,每个接触点要工作上百万次,必须耐磨且性能可靠,能承受严格的工作要求,银完全能满足这些要求。如果在银中加入稀土元素,性能就更加优良。用加稀土元素的银制作的接触点,寿命可以延长好几倍。

镀银从用途分为两大类,一类是装饰性镀银,主要用于饰品的电镀;另一类是功能性镀层,尤其是电子产品的电镀。

镀银从工艺上分,则有氰化物镀银和无氰镀银两大类。

氰化物镀银可以分为预镀银、通用镀银和光亮镀银等。

1.预镀银工艺

由于银有非常正的电极电位,除了电位比它正的极少数金属外,如金、铂等,其他金属如铜、铝、铁、镍、锡等在镀银时,都会因为银的电位较正而在电镀时发生置换反应,使镀层的结合力出现问题。

为了防止影响镀层结合力的置换反应过程发生。在正式镀银前,一般都要采用预镀措施。这种预镀液的要点是有很高的氰化物含量和很低的银离子浓度。加上带电下槽,这样在极短的时间内(一般是30~60s),预镀上一层厚度约为0.5μm的银镀层,从而阻止置换反应过程的发生。根据镀银制件的基材的不同,有不同的预镀银工艺。

(1)钢铁基材上的预镀银  钢铁基材镀银的情况并不多,但仍然因为机械强度等需要而有钢铁制件镀银的需要。这种预镀过程由于时间很短,也被称为闪镀。这种镀液一般分为两类,其标准的组成如下:

氰化银 2g/L

氰化亚铜 10g/L

氰化钾 15g/L

温度 20℃~30℃

电流密度 1.5~2.5A/dm²

对于铁基材料,在实际操作中进行两次预镀,第一次在上述铁基预镀液中预镀;第二次再在铜基预镀液中预镀。这样才能保证镀层的结合力。从经济的角度,也为了降低镀层间电位差,对于钢铁制件,最好是先氰化物预镀铜,再预镀银,然后镀银。

(2)铜基材上的预镀银 实际操作中,即使是铜基材,特别是黄铜制件,也需要先闪镀氰化铜后,再预镀银。所用工艺如下:

氰化银  4g/L

氰化钾  18g/L

温度  20℃~30℃

电流密度  1.5~2.5A/dm²

(3)镍基材上的预镀银  如果是在镍基材(通常是镍镀层)上镀银,可以采用与铜基相同的预镀液。但是在镀前要在50%的盐酸溶液中预浸10~30s,使表面处于活化状态。也可以采用阴极电解的方法让镍表面活化,这样可以进一步提高镀层的结合力。

对于不锈钢,可以采用与镍表面一样的处理方法。对于一些特殊材料,可以采用前述的两次预镀的方法。

2.通用镀银工艺

目前使用最为广泛的镀银工艺,仍然是氰化物镀银工艺。因为这种工艺有广泛的适用性,从普通镀银到高速电铸镀银都可以采用,且镀层性能也比较好。

(1)常规镀银 常规镀银工艺如下:

氰化银35g/L

氰化钾(总量) 60g/L

游离氰化钾 40g/L

碳酸钾 15g/L

温度 20℃~25℃

阴极电流密度 0.5~1.5A/dm²

当银离子含量低,游离氰化钾含量过高时,阴极极化作用增大,电流效率降低,镀层发脆且容易脱皮。而银离子量过高,游离氰化钾含量过低时,阴极极化下降,分散能力变差,镀层色暗、松疏。因此,合理控制主盐浓度和游离氰化钾含量是日常管理的要点。

(2)镀硬银  银是较软的金属,纯银镀层也较软。因此,当将银镀层应用于电接点等需要有耐磨性能的制件时,需要增加银镀层的硬度,以提高其耐磨损性能。可通过添加其他金属盐的方法来提高银镀层的硬度。

①钴盐法

氯化银  35~45g/L

游离氰化钾  15~35g/L

碳酸钾  25~35g/L

氯化钴  0.3~1.2g/L

温度  15℃~25℃

阴极电流密度  0.3~1.0A/dm²

②酒石酸盐法

硝酸银  35~45g/L

氰化钾(总量)  80~90g/L

酒石酸钾钠  40~50g/L

酒石酸锑钾  1.5~3.0g/L

温度  20℃~25℃

阴极电流密度1.0~2.0A/dm²

阴极移动  20次/min

(3)高速镀银 高速镀银工艺如下:

氰化银  75~110g/L

氰化钾(总量)  90~140g/L

碳酸钾  15g/L

氢氧化钾  0.3g/L

游离氰化钾50~90g/LpH>12

温度 40℃~50℃

阴极电流密度 5~10A/dm²

阴极移动或搅拌 需要

高速镀银与普通镀银的最大区别是主盐的浓度比普通镀银高2~3倍,镀液的温度也高一些。因此,可以在较大电流密度下工作,从而获得较厚的镀层,特别是适合于电铸银的加工。镀液的pH要求保持在12以上,是为了提高镀液的稳定性,同时对改善镀层和阳极状态都是有利的。

3.光亮镀银

光亮镀银不仅用于装饰性镀银,现在也用于电子制件的镀银,以获得结晶细致的镀层。

(1)光亮镀银工艺 光亮镀银工艺如下:

①氯化银法

氯化银  55~65g/L

游离氰化钾  70~90g/L

酒石酸钾钠  30g/L

开缸剂  30mL/L

光亮剂  15mL/L

温度  5℃~25℃

阴极电流密度  0.6~1.5A/dm²

阴极移动  15~20次/min

②硝酸银法

硝酸银35~80g/L

游离氰化钾75~120g/L

碳酸钾15~80g/L

丙三醇8~50mL/L

光亮剂A10~50mL/L

光亮剂B0.5~10mL/L

温度20℃~50℃

阴极电流密度0.2~4.0A/dm²

(2)镀银光亮剂  氰化物光亮镀银所用的光亮剂,经过多年的探索,基本上确定为是以碳与氮、硫、氧等原子结合的产物,典型的就是二硫化碳,至今仍有工艺在应用。其他包括硫脲、硫代硫酸盐、烯丙基硫脲、异硫氰酸酯、酒石酸盐、土耳其红油、亚硒酸钠等,都可用作镀银光亮剂。

二硫化碳曾是应用最广泛的镀银光亮剂,用乙醇溶解后,以0.05~0.2g/L的量添加。以少加为好,过量反而会出现粗糙条痕,分散能力也会下降。添加剂的补加在补充银盐时进行较好。

硫代硫酸铵作为光亮剂时,将其配制成1%的硫代硫酸铵溶液,添加量为5mL/L,然后补加时则按1mL/L的量添加。

为了获得更好的光亮效果,有时采用多种光亮剂的组合作用,将二硫化碳、酮、土耳其红油等混合使用可以获得稳定的光亮效果;亚硒酸和其他含硫化合物组合作用,可以获得平滑光亮的镀层。

除了含硫化合物,聚胺化合物,如聚乙烯亚胺,以及由氨和亚烯胺等与环氧氯丙烷反应而形成的化合物,都适合用于碱性氰化物镀银光亮剂。

(3)镀银工艺与金属结晶织构的关系  使用光亮剂主要是为了获得光亮细致的镀层,这不仅只是装饰性镀层的需要,也是功能性镀层,特别是微波元器件镀银的需要。

用微观检测手段对表面处理过程进行控制时,人们发现工艺参数的控制有时比依赖添加剂更为重要。通过电子显微镜,可以直观地观察到温度和电流密度对银镀层的结晶有直接影响,控制镀银温度在30℃以内对细化结晶是有利的。而高的电流密度下结晶则更为细化,这也与光亮剂要求有一定的电流密度区间是有关的。较高的电流密度有利于形成更多的晶核.在光亮剂配合下,结晶的成长有所控制,从而可以获得光亮细致的镀层。

因此,用于微波电子元器件镀银的镀槽,基本上都装有降温装置,以保证镀液的温度控制在30℃以内,以保证镀层结晶细致。而结晶细致的银镀层有更好的导电和导波性能,这对于电子电镀有重要意义。同时要求镀液有阴极移动或搅拌,以有利于在较大电流密度下工作。

预镀工艺是保障镀银层结合力的关键,可有效规避金属置换造成的镀层缺陷。不同类型氰化物镀银工艺适配不同生产需求,通过调整镀液配方、温度、电流密度及光亮剂,能获得耐磨、光亮、结晶细腻的镀层,可满足装饰加工与高端电子元器件的使用标准。

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