【正文】 表611成分及工藝規(guī)范配方種類123硫酸銅CuSO4為了抑制Cu2O的產(chǎn)生，因此鍍液中需要一定量的H2S04，這也是鍍液中H2S04的作用之一。126因此，在陰極表面幾乎檢測不出Cu+的存在。因此，硫酸鹽鍍銅只用于已經(jīng)鍍有一層銅的鋼絲上繼續(xù)加厚銅層，不經(jīng)預(yù)鍍是不能直接用硫酸鹽鍍銅的。在攪拌的條件下，能承受較大的電流密度，因此生產(chǎn)效率較高。d. 要定期對鍍槽進(jìn)行清理，對鍍液進(jìn)行沉淀之后進(jìn)行過濾處理。 c．由于鍍液在電鍍時加熱會蒸發(fā)大量的水分，故每班應(yīng)定時定量補(bǔ)充新水。 (4)鍍液的維護(hù) a．定期對鍍液成分進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。因此一般將溫度控制在40～50℃，陰極電流密度控制在5～lOA／d㎡。通常提高溫度可以提高電流密度值，但溫度過高會使氨的揮發(fā)增多，若高于60℃會導(dǎo)致迅速形成正磷酸鹽。 陰極電流密度是槽溫和攪拌程度的函數(shù)。當(dāng)正磷酸鹽濃度在100g／L以下時，對電鍍過程無有害影響，但超過上限時，鍍液電導(dǎo)和光亮電鍍范圍將會縮小，鍍層出現(xiàn)條紋。一般將PH值控制在8～9，此時陰、陽極電流效率都接近100％，也不存在化學(xué)溶解破壞鍍液成分的問題，具有較高的緩沖能力。一般，每平方米鍍液暴露表面，每天加入140克NH4OH，氨的耗量隨溫度、PH值攪拌的增加而增加。性能。 e．氨水 在焦磷酸銅鍍液里，加入氨水可以使鍍層均勻和光亮，提高容許電流密度，并改善陽極的溶解其中以檸檬酸鹽的效果較好，其含量一般控制在10～30g／L之間，含量過低其作用不明顯，含量過高也無其它好處。若P2074／Cu2+6，鍍液的穩(wěn)定性差，陽極溶解不好，鍍層結(jié)晶粗糙，若P2074≤130g／L，會使銅沉積層從鋼絲上剝離下來，若P2074／Cu2+8，雖然陽極溶解性能好，鍍層結(jié)晶也細(xì)致、均勻，但是陰極電流效率降低，同時促使形成正磷酸鹽的趨勢增大，還提高鍍液粘度而加大帶出損失。根據(jù)Cu2P207與K4P207的絡(luò)合反應(yīng)：Cu2++2P2074≒[Cu(P207)2]6可以看出P2074／Cu2+≥1172/[Cu(P207)2]6的穩(wěn)定性。鍍液中必須有一定的游離K4P207存在，其作用：使絡(luò)含物穩(wěn)定，防止沉淀產(chǎn)生；改善鍍層質(zhì)量，提高鍍液分散能力；改善陽極溶解狀態(tài)。但含量太低,會使陰極電流密度范圍狹小,鍍層容易燒焦。但是含量太高，不僅鍍層結(jié)晶粗糙，而且與銅絡(luò)合的焦磷酸鉀含量也須相應(yīng)提高，使鍍液的粘度增大，帶出損失增加。 f．靜置沉淀8小時后過濾；試鍍前電解數(shù)小時。 表6—10成分及工藝規(guī)范配方種類123焦磷酸銅Cu2P207 g／L60～7050～9070～80焦磷酸鉀K4P2O7 g／L350～400230～380260～320檸檬酸銨(NH4)3C6H5O7 g／L25～30硝酸鹽NO3 g／L5～10氨NH3 g／L1～3～1PH值8～9～～9．O溫度 ℃～4540～5045～55陰極電流密度 A／d㎡5～75～105～12舉例：欲配制1000L焦磷酸銅鍍液，要求含Cu2+30g／L，P2O74／Cu2+=，需投入多少Cu2P2O7和K4P2O7： K4P2O7 1000 370103=370kg 焦磷酸銅鍍液的具體配制方法如下： a．將計量的K4P2O7用脫鹽水溶解至規(guī)定體積的80％左右，(水要事先加熱至約50℃)； b．將計量的Cu2P207，用少量脫鹽水調(diào)成糊狀； c．再將糊狀的Cu2P207在攪拌下慢慢加入K4P2O7，溶液，之后不斷攪拌使Cu2P207，完全溶解； d．將計量的輔助絡(luò)合劑(如檸檬酸銨)用水溶解后加入配液槽；如需添加硝酸銨、氨水，也先用水稀釋后加入配料槽； e．用脫鹽水稀釋到規(guī)定容積，然后調(diào)整PH值。制游離氰化物。在絡(luò)合劑的控制方面，焦磷酸鹽鍍銅與氰化物鍍銅是不同的，在氰化物鍍銅中, 控 根據(jù)(6—62)式，Cu2+，K4P207的分子量為330，：2 330=1：，超過絡(luò)合量的焦磷酸鉀呈游離狀態(tài)。在溶液PH=7—10時，焦磷酸鉀與銅離子生成中等穩(wěn)定的絡(luò)合物，絡(luò)合反應(yīng)如下： Cu2P207+3K4P207→2K6[Cu(P207)2] (661) Cu2++2K4P207→K6[Cu(P207)2]+2K+ (662) 電鍍時的電極反應(yīng)如下： a．在陰極上 [Cu(P207)2]6+2e—→ Cu+P2074 2H++2e—→H2↑ b．在陽極上 Cu+2P2O7一2e→[Cu(P2O7)2]640H一一4e→2H2O+02↑(2)鍍液的配制焦磷酸鹽預(yù)鍍銅也稱堿性鍍銅,鍍液配方及工藝規(guī)范見表6—10。由于其陰極電流密度上限不高，銅的沉積速度較慢，獲得所需鍍層厚度成本稍高，所以一般只作為預(yù)鍍(打底)。由于鍍銅和鍍鋅分兩步進(jìn)行而靠熱擴(kuò)散形成銅鋅合金，所以也稱兩步法；還因為這個工藝不用氰化物，所以又可稱為非氰電鍍。第五節(jié) 熱擴(kuò)散法電鍍黃銅 熱擴(kuò)散法電鍍黃銅工藝是在鋼絲表面先后鍍上銅、鋅兩種單金屬層后，再將鋼絲加熱到一定溫度并保溫適當(dāng)時間，讓鋅熔融擴(kuò)散到銅層中從而形成黃銅鍍層。YCrO3一般所用鈍化液的主要成分為KzCrzO，鋼絲浸入鈍化液后，在黃銅鍍層表面形成一層很薄的致密的鈍化膜，從而保護(hù)黃銅鍍層不易再受腐蝕泛色。司有3條氰化電鍍作業(yè)線，在現(xiàn)場只有兩個工人，一人管放線，另一人管收線，工藝過程控制都在計算機(jī)房內(nèi)進(jìn)行，所以工人操作很安全。法國的SODETAL公 (2)氰化鍍槽排除有害氣體的方法，國內(nèi)多用槽邊抽風(fēng)。鉛接觸槽的鉛溫400—4500C，作為鋼絲加熱無火花接觸導(dǎo)電的一個電極并給鋼絲預(yù)熱。 放線→鉛接觸槽→加熱段→鉛淬火槽→鹽酸化學(xué)酸洗→冷水洗→電解堿洗→熱水洗→氰化鍍黃銅槽→水洗(回收槽) →冷水洗→鈍化槽→熱水洗→烘干→收線。(5)氰化鍍液雖然具有一定的抗污染能力，但每隔1020天應(yīng)進(jìn)行一次清槽并過濾鍍液。 (3)由于電鍍過程中，鍍液成分不斷在變化，因此要根據(jù)鍍液的使用情況定時對鍍液進(jìn)行取樣分析，根據(jù)分析結(jié)果對鍍液及時進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以保證鍍液成分始終在工藝規(guī)定范圍之內(nèi)。為了保持鍍液的穩(wěn)定，每班應(yīng)定時定量添加NaCN溶液。(1) 在氰化電鍍黃銅溶液中，氰化物的穩(wěn)定性較差，首先它會和空氣中的CO2作用而分解：2NaCN+H20+C02→Na2C03+2HCN↑其次它會因陽極的析氧而分解：2NaCN+2NaOH+2H2O+02→Na2CO3+2HCN3↑此外它還會因鍍液的加熱而分解，生成如氨、蟻酸鈉、蘇打等化合物。所以，氰化法電鍍黃銅，其鍍層重量(厚度)或鍍層成分與多種因素有關(guān)，在具體操作上，更重要的是依靠經(jīng)驗而不是計算。 (4)提高鍍液中Cu+、Zn2+離子含量之比，可以使鍍層中的銅含量提高；但并不顯著。降低鍍層中銅的含量。(2)降低鍍液中游離氰化鈉的含量也能抑制Zn2+的沉積，從而提高鍍層中銅的含量；反之，則還可以提高陰極電流效率，提高電流效率的有效途徑是提高鍍液溫度,(厚度)時,必須兼顧鍍層成分. 影響鍍層成份的因素有： (1)隨著鍍液溫度的提高，陰極極化作用減弱，電流效率顯著提高，有利于銅的析出。 六、鑲層厚度和鍍層成份的控制 根據(jù)(6—28)式或(6—40)式，在dv值一定的情況下，鍍層厚度或鍍層重量與電流密度(在d、L一定時)和陰極電流效率成正比。陽極中的微量雜質(zhì)(鉛、鐵、錫等)溶于鍍液后會干擾電鍍過程，因此應(yīng)嚴(yán)格要求陽極雜質(zhì)的含量。但是過高的溫度會造成污染環(huán)境，還會導(dǎo)致NaCN的加速分解。 (7)鍍液溫度 控制鍍液溫度是保證鍍層成分和色澤的一種最有效的手段。 陰極電流密度如果過小，會影響鍍層的色澤。H20或NaOH來調(diào)節(jié)，PH值太高時可用NaHC03來調(diào)節(jié)。 (5)PH值 鍍液的PH值對鍍層質(zhì)量有一定的影響，PH值高有利于鋅的析出，PH值低有利于銅的析出。加入少量的NH40H，對校正不良的鍍層顏色有顯著效果；增加氨水，還可以提高陰極電流密度的上限，擴(kuò)大電流密度的范圍，有利于鋅的沉積。因此，應(yīng)定期用冷卻法除去碳酸鈉結(jié)晶。（3）碳酸鈉 碳酸鈉能提高鍍液的分散能力和導(dǎo)電性，同時它也是一種緩沖劑，有利于穩(wěn)定鍍液的PH值。120 (2)游離氰化鈉 游離氰化鈉的存在是控制氰化電鍍黃銅的一個重要因素，它的含量過低，絡(luò)合物穩(wěn)定性降低，陰極極化作用減弱，電流效率增大，但鍍層易粗糙發(fā)暗，且陽極易鈍化，不能有效地穩(wěn)定鍍液；其含量過高，陰極極化作用增強(qiáng)，陰極在電鍍過程中會產(chǎn)生大量氫氣，電流效率降低。 五、鍍液成份及工藝條件對電鍍質(zhì)量的影響 (1)主鹽氰化亞銅、氰化鋅 氰化亞銅和氰化鋅是鍍液的主鹽，它們是鍍液中金屬離子的提供者。新鍍液需加入少量的NaCO3，補(bǔ)充鍍液可以不加。 (5)加入所需數(shù)量的NH3 具體的配制方法如下： (1)先將計量好的NaCN用水(最好是蒸餾水或脫鹽水)溶解至規(guī)定容積的80％左右； (2)將計量好的CuCN、Zn(CN)2分別用少量水調(diào)成糊狀； (3)將糊狀Zn(CN)2在攪伴下徐徐加入NaCN溶液； (4)將糊狀CuCN在攪拌下徐徐加入NaCN溶液。 ，Zn(CN)2的克分子量為117，NaCN的克分子量為49；根據(jù)(659)式，NaCN與CuCN的比例應(yīng)為249：89．5=：1；根據(jù)(660)式，NaCN與Zn(CN)2的比例應(yīng)為249：117=1：；按分子量，Cu+％，Zn2+在Zn(CN)2中占65/117=%；則：氰化亞銅的投入量應(yīng)為100060/103=；氰化鋅的投入量應(yīng)為100015/103=；氰化鈉的投入量應(yīng)為84．63+26．98+40=； 游離氰化鈉在氰化亞銅中的份額為4060/（60+15）=32kg，在氰化鋅中的份額為4015/(60+15)=8Kg。 鍍液的配方及工藝規(guī)范可以各不相同，但配制鍍液時氰化物的投入量仍應(yīng)遵循反應(yīng)原理。表6—9成分及工藝規(guī)范配方種類123銅(以CuCN形式加入) g／L60～7050～7040～70鋅(以Zn(CN)2形式加入) g／L14～2014～2810～20游離氰化鈉(NaCN) g／L40～7030～5040～70碳酸鈉(Na2C03) g／L756070氫氧化銨(NH40H) g／L酌量酌量酌量溫度 ℃40～6045～7540～70陰極電流密度 A／d㎡≤10≤102～10 這類混合型的合金鍍液，兩種金屬各有它的絡(luò)合劑，兩種絡(luò)合物可以共存又不互相反應(yīng)，通過控制兩種絡(luò)合劑各自的濃度從而改變兩種金屬各自的電位，易于達(dá)到共沉積的條件，使絡(luò)鹽的優(yōu)點得到更大的利用。 一般說來，增加絡(luò)合劑的濃度使得兩種金屬的電位都趨向于負(fù)，如果絡(luò)合劑對電位較正的金屬影響較大，則絡(luò)合劑的增加將使它們的電位更為接近。118 金屬離子經(jīng)絡(luò)合后，其平衡電位均向負(fù)移動，如果原來平衡電位較近的金屬負(fù)移的幅度大于平衡電位較負(fù)的金屬負(fù)移的幅度，則兩者經(jīng)絡(luò)合后，平衡電位的差距可以縮小。所以這個方法只能作為兩種金屬的沉積電位比較接近的情況下的一種輔助措施。提高電極電位較負(fù)金屬離子濃度，使其電位正移,而使兩者的平衡電極電位趨于接近。用公式表示則為： 二、促使兩種金屬沉積電位接近的一般措施 要使兩種金屬沉積電位接近一般有如下措施： (1)降低電位較正金屬離子的濃度，提高電位較負(fù)金屬離子的濃度。 第一，兩種金屬都能分別地在其各自的鹽溶液中沉積出來。一般把合金鍍層中含量大于1％的金屬看作合金的組分。117 表6—8是陰一陽交替電解酸洗液的組成及工藝規(guī)范示例。但是，當(dāng)鋼絲進(jìn)入陽極區(qū)時，鋼絲本身為相對陰極；當(dāng)鋼絲進(jìn)入陰極區(qū)時，鋼絲本身又為相對陽極，從而完成了極性的自動交替。然后借道鋼絲將電流接入陰極區(qū)，經(jīng)過電解液流向陰極板，最后回到電源負(fù)極。圖表 6圖6—5 鋼絲陰—陽極交替電解酸洗示意圖 電解槽被絕緣材料分隔成陽極區(qū)和陰極區(qū)，接直流電源正極的小槽為陽極區(qū)，接贏流電源負(fù)極的為陰極區(qū)。而無接觸陰—陽交替電解酸洗可以克服這一缺點,同時它還兼有陰極電解酸洗和陽極電解酸洗的優(yōu)點,電流密度可高達(dá)50100 A/d㎡。電解酸洗用硫酸溶液。(二)陰一陽交替電解酸洗鋼絲電解酸洗一般可用于連續(xù)作業(yè)線，與其它化學(xué)酸洗相比較，其特點是：酸洗速度快、表面質(zhì)量高、酸洗速度與電解液中酸的濃度以及鐵鹽含量的變化關(guān)系小，但金屬損耗多。表67是鹽酸酸洗液的組成及工藝規(guī)范示例表67成分和工藝規(guī)范配方種類123鹽酸(HCl) g／L180～250160～220160～250氯化亞鐵(FeCl2) g／L200150200溫 度 ℃室溫室溫室溫