锌合金压铸件无氰碱性镀铜工艺实践 - 文章

锌合金压铸件无氰碱性镀铜工艺实践

作者：焦槐詹益腾谢祥云王健

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摘要：本文结合生产实践讨论了锌合金采用SF-628无氰碱性镀铜影响结合力的工艺因素，给出了锌合金无氰碱性镀铜前处理的工艺流程，操作要点。该工艺值得广泛推广。
关键词：锌合金、无氰碱性镀铜、前处理

一、前言

SF-628无氰碱性镀铜具有优越的分散能力、深镀能力，可轻易对各类基材实施预镀和加厚镀，镀层美观呈半光亮，是传统氰化镀铜的理想替代工艺，在欧美已有数年的工业化应用，并得到美国波音公司等一流企业的认可。

在我国，由于行政上的原因，无氰碱性镀铜工艺以往都集中在单一镀种的研究开发上，而围绕其大规模生产运用的相关工艺支持却甚少，从而限制了它的推广应用。尤其锌压铸件无氰碱性镀铜后的结合力问题一直得不到有效解决。我们通过实验和生产应用，在锌合金压铸件上采用SF-628无氰碱性镀铜工艺和本公司的镀前处理工艺，取得了优良的附着力，为进一步推广无氰碱铜工艺积累了有益的经验。

二、提高锌合金SF-628无氰碱性镀铜结合力的途径

我们知道，氰化镀铜液中所含氰化物是一种极强的络合剂，同时又是一种极有效的去垢活化剂，它能在相当程度上弥补锌合金压铸件前处理中的不良实施，电镀时氰化镀铜液甚至能渗镀到基材表面极细微的缩孔、晶间间隙中，相比之下，SF-628无氰碱铜不含强螯合剂，因此更容易导致锌压铸件结合力不良现象发生。而要提高其结合力，结合国内的成功经验我们认为从以下几个方面入手：

1、提高锌压铸件基材的电镀适用性：这包括选用合格优质合金成份的锌铝铸料，先进的模具制作及铸造工艺，可靠的磨抛光工艺等表面致密光洁度高的工件，可有效提高锌铝铸件表面镀层的结合力。

2、采用高效的镀前活化处理工艺：优先选用对锌合金铸件温和、高效的化学电解脱脂去垢工艺。适当引入阳极电解除油，对提高其结合力有很大的帮助，采用阳极电解除油可有效消除以往阴极电解除油因析氢造成的锌压铸件镀层起泡。其次，合适的阳极电解除油对零件表面积垢、挂灰等有极佳的去除能力，也能大大提高铜镀层在锌铸件表面的结合力。

3、实行严格的工艺管理、工艺控制：SF-628无氰碱性镀铜液对杂质较敏感，过量积累的无机、有机杂质都易造成镀层结合力不良。因此，操作中减少杂质带入量及经常性的除杂操作都是不可忽视的。此外镀液的工艺参数都应定期分析调整至最佳范围。

三、锌合金压铸件无氰碱性镀铜工艺

1、工艺流程：

磨抛光件上挂→SF-6203热浸除蜡→SF-6203超声波除蜡→清洗→SF-6302超声波除油→超声波清洗→SF-303B阳极电解除油→清洗→活化→清洗→预浸渍→SF-628无氰镀铜→回收→清洗→其它镀种

注：清洗应采用三道逆流漂洗。

2、工序工艺参数

2.1热浸除蜡

SF-6203 1-2% 温度70-85℃ 时间：3-5分钟

其目的是通过热浸使合金表面蜡垢润湿溶胀及部分剥离。

2.2超声波除蜡

SF-6203 1%温度 55-70℃ 时间 1-5分钟

超声波除蜡辅以机械上下或旋转运动可加速蜡垢的剥离，超声波工作时单位有效容积的功率以8-10w/L为宜。

2.3超声波除油

SF-6302 1.5-3% 温度 50-70℃ 时间 1-3分钟

进一步去除锌压铸件表面蜡垢，油膜扯度工件表面亲水性20KHz/min的振动，对深孔复杂件的除油效果更理想。

2.4阳极电解除油

SF-303BI 5-7% 温度 50-70℃

阳极电流密度2-3A/ dm2，时间5-10s，极板采用不锈钢，有效去除工件表面浮垢灰膜。

2.5活化（浸蚀）

SF-6505 2-4% 温度室温时间 10-30秒

有效活化工件表面而不会造成金属表面明显的过腐蚀及失光现象。

2.6预浸渍

SF-628E 1-2% 温度室温时间 10-30秒

采用预浸渍，首先是加快了工件入槽时间电化学反应速度，活化工件表面，提高镀层的均布能力，同时也避免前2位水洗不净杂质离子带入无氰碱铜槽而污染镀液。

2.7 SF-628无氰碱性镀铜

SF-628Cu 250-300ml/l 金属铜 4.5-5.4g/l
SF-628E 100-120 ml/lSF-628P 100-120 ml/l
pH 9.2-9.8 温度 50-55℃
阳极电流密度 2-3A/dm2 时间 ≥10分钟
搅拌采用强有力的无油空气搅拌
过滤须采用无硫活性炭连续过滤
阳极无氰电解铜或304、316不锈钢

无氰碱性镀铜时，应控制金属铜含量在4.5-5.4g/L，含量过高可通过减少铜阳极增加不溶性阳极的方法解决，过低时，应增加阳极铜的面积；工件入槽时、应采用带电入槽方式，复杂件辅以大电流冲击镀0.5～1分钟；通过经常性的赫尔槽试验，确定SF-628E的补加量，以维持镀层最佳的覆盖能力，同时确保镀层的最佳物理性能；对镀层性能、结合力影响较大的因素有氰、铁、锌有机物等杂质，每天班后，用瓦楞板电解数小时，定期用双氧水处理辅以活性炭连续过滤可有效除去上述各类杂质。

后续镀层推荐采用对锌合金较温和，走位良好的光亮焦磷酸盐镀铜，尤其对复杂工件而言，更有利于提高电镀成品率，减少工件起泡的机率。

2．8SF-628无氰碱铜常见故障及处理

故障	原因	对策
镀层变色呈暗红或镀层发黑，结合力不好	1．前处理不良，有机杂质带入 2．氰化物影响	1．双氧水及活性炭处理 2．双氧水处理并电解
低电流区镀层薄，结合力不好	1．缺少SF-628E 2． PH过低 3．铜含量过高	1．按10-20ml/LSF-628E加入赫尔槽中测定结合力 2．加入SF-628P提高pH至9.8 3．阳极挂石墨板或不锈钢板
高电流区海绵状黑色镀层，低电流区覆盖力不好	1．铁杂质影响	1．大电流电解 2．掉落铁工件及时捞出
高电流区烧焦	1．电流密度太高 2．空气搅拌不充分 3．镀液温度低 4．金属铜含量低于4g/L	1．降低阴极电流密度 2．保持有力空气搅拌 3．升温至50-60℃ 4．加入SF-628Cu升高铜含量至7.5g/L
锌合金压铸件镀铜后起皮起泡	银、锌杂质含量过高	更换含银镀阳极、低电流密度电解除锌

四、锌合金压铸件镀层附着力的检测

对于经过SF-628无氰碱性镀铜后的零件，其结合力可采取以下两种方法测试：

A、热震试验：即将已镀工件置于150℃烘箱中烘烤1-1.5小时，立即投入18-30℃的冷水中，其表面应无起泡现象。

B、将已镀工件置于室内自然存放两个月以上，表面应无起泡或脱落。

五、生产应用及结论

珠海某厂锌合金电镀产品要求镀铜镍铬产品，呈牛角状，深凹位多施镀面积达16 dm2，外商要求产品须经150℃冷热循环试验不起泡，我们为此采用上述工艺，在3000LSF-628无氰碱性镀铜液中，镀出了令外商满意的合格品，且产品镀铜镍铬后，其整体外观在光亮度方面优于以氰化镀铜为底层的产品。

生产应用表明采用上述工艺，SF-628无氰碱性镀铜完全可以在锌压铸件上镀出外观与结合力俱佳的镀铜层，也为其未来的大面积推广积累了有益经验。

作者：广州三孚化工有限公司 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (9/15/2006)


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