CN104562112B - 一种铅黄铜镀银工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铅黄铜镀银工艺，包括以下步骤：化学除油→超声波清洗→酸洗→电解除油→镀锌及退镀→预镀银→镀后处理。本发明镀锌步骤中，锌层在沉积过程中将零件表面的渣质、挂灰包裹覆盖，由于锌与铜存在较大的电位差，两者势必会发生一定的置换反应生成一种铜锌夹杂的中间层，而这层中间层加强了两种金属的结合力，在浸酸过程中，剧烈的析氢反应，对渣质、挂灰起到强大的冲击作用，使其从零件表面脱离下来，起到了良好的脱渣去灰的作用。所述预镀银步骤首先通过汞齐化使铜质零件表面覆盖一层铜和汞的合金，以改善因电位相差较大引起的不良置换。汞齐化后再在铜质零件表面预镀银，镀层表观质量得到了良好改善。

Description

一种铅黄铜镀银工艺
技术领域
本发明属于电镀技术领域，更具体地，涉及一种铅黄铜镀银工艺。
背景技术
铅黄铜是应用最为广泛的一种复杂黄铜，它具有优良切削性能、耐磨性能和高强度，主要用于机械工程中各种连接件、阀门、阀杆轴承等等。
铅黄铜类焊接件的需要进行镀银处理，镀银层的质量直接关系焊接产品的性能，进行关系到产品的性能。因此需要提高产品的镀银质量，为了保证镀银层的质量，需要进行一系列的工艺过程，但采用传统的镀银工艺对此材料镀银，成品中多次出现附着力不合格，银层表面致密性不良的缺陷(如图1所示)，存在质量隐患，影响产品性能。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种铅黄铜镀银工艺，其目的在于，提高镀层附着力，保证银层表面致密性。
一种铅黄铜镀银工艺，包括以下步骤:
(1)化学除油；
(2)超声波清洗；
(3)酸洗；
(4)电解除油：阴极除油，电解温度为38℃-42℃，电流密度5A/dm2-15A/dm2，电解质由NaOH 10g/L-30g/L、Na2CO310g/L-100g/L和Na3PO410g/L-40g/L构成；
(5)镀锌及退镀：镀锌的工艺配方及工艺参数为ZnO 10g/L-30g/L、NaOH70g/L-150g/L、电流密度1A/dm2-4A/dm2、时间8min-11min；退镀采用浸酸退镀，所述酸为HCl 100g/L-300g/L；
(6)预镀银：首先通过汞齐化使铜质零件表面覆盖一层铜和汞的合金，所述汞齐化的工艺配方及工艺参数为：HgCl 5g/L-10g/L、NH4Cl 40g/L-60g/L、温度室温、时间3s-5s；汞齐化后再在铜质零件表面预镀银，所述预镀银的工艺配方及工艺参数为：AgCl 1g/L-6g/L、KCN 40g/L-70g/L、温度15℃-40℃、电流密度0.4A/dm2-1.0A/dm2；
(7)银镀层后处理：对预镀银后的铜质零件表面进行阴极钝化，所述钝化的工艺配方及工艺参数为：K2Cr2O75g/L-15g/L、电流密度0.5A/dm2-1A/dm2；钝化后再涂敷有机涂层，最后水浴加热、取出干燥。
作为优选，所述步骤(1)化学除油采用MD-9687型常温除油粉，清洗温度＜40℃，清洗时间5min-10min。
作为优选，所述步骤(2)超声波清洗的工艺配方及工艺参数为：Na2CO310g/L-40g/L、Na3PO410g/L-30g/L、超声波清洗温度20℃-50℃、超声波清洗时间12min-18min。
作为优选，所述步骤(3)酸洗工艺配方及工艺参数为：HCl100g/L-240g/L、温度室温、时间＜10min。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，大大提高零件表面的清洗效果,解决了铅黄铜零件表面渣质和挂灰难彻底清除的诟病，提高镀层附着力，保证银层表面致密性，对产品一次交检合格率起到了重要作用。
附图说明
图1是现有铅黄铜镀银所得次品表观示意图；
图2是本发明铅黄铜镀银工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图2所示，本发明铅黄铜镀银工艺步骤为：化学除油→超声波清洗→酸洗→电解除油→镀锌及退镀→预镀银→镀银后处理。下面详细说明。
(1)化学除油：
保持化学除油槽液游离碱度(Pt)、温度在工艺范围内，以获得最佳除油污效果。浸洗零件时间不宜过长，以避免腐蚀零件。清洗时应使零件上下、左右摆动，使凹陷内孔得到有效清洗，摆动过程中同时注意观察零件表面状态，当零件表面的溶液呈连续水膜状，方可进行下道工序，否则应适当延长清洗时间。化学除油粉可选用市面上的商品除油粉，溶溶液PH值不能过高，本步骤优选MD-9687型常温除油粉，清洗温度＜40℃，清洗时间5-10min。
(2)超声波清洗：
超声波技术近年来广泛应用于电镀生产中，常用于前处理脱脂过程，其原理是将电功通过声呐产生大量的小气泡，气泡在形成、生长和闭合时产生强大的机械力作用，即气泡在形成、成长时对零件表面的溶液有一个加压过程，同时能起到溶液搅拌，当气泡生长到一定程度破裂产生空化作用，零件表面溶液有一个强大的减压过程。如此反复地加压、减压对零件表面进行强有力的冲击，使表面的油污破裂并随着溶液的流动溶解到清洗液中。清洗带盲孔的零件时，应特别注意将盲孔对着声呐口位置，使盲孔内最大化地产生微小气泡，加强清洗效率。JCK-7kW超声波清洗机(1000mm×700mm×900mm)，Na2CO310-40g/L，Na3PO410-30g/L，这类碱性的物质与零件上的油污发生皂反应，超声波清洗温度20-50℃，超声波清洗时间15min。
(3)酸洗：
本步骤主要是去除零件表面的氧化皮，使基体金属暴露出来。酸洗时间过长，会腐蚀基体金属，更可能导致氢原子进入基体内部，造成晶格破坏产生氢脆现象。故应控制酸洗时间。本发明优选HCl100-240g/L，温度室温，时间＜10min。
(4)电解除油：
由于铜及铜合金等零件在阳极易溶特性，本发明电解除油采用阴极除油，为最大程度减小阴极除油时带来的氢脆危害，通常采用较大电流密度。阴极除油时，在消耗相同的电量时，电流密度越高，金属的渗氢程度越小。这样进行短时间除氢，比在低电流密度下进行较长时间除油更有利。本步骤优选包括NaOH10-30g/L、Na2CO310-100g/L和Na3PO410-40g/L，电解温度40℃，电流密度5-15A/dm2
(5)镀锌及退镀：
在生产铅黄铜镀银过程中，一直面临一个生产难题：铅黄铜零件表面的杂质和挂灰很难彻底清除干净，这直接影响镀银质量效果。针对此问题，申请人曾想过很多办法，如用毛刷多次进行人工刷洗，延长超声波清洗时间，加强电解除油等，但效果都不显著。而通过本步骤镀锌工艺，锌层在沉积过程中将零件表面的渣质、挂灰包裹覆盖，由于锌与铜存在较大的电位差，两者势必会发生一定的置换反应生成一种铜锌夹杂的中间层，而这层中间层加强了两种金属的结合力，在浸酸过程中，剧烈的析氢反应，对渣质、挂灰起到强大的冲击作用，使其从零件表面脱离下来，起到了良好的脱渣去灰的作用。镀锌的工艺配方及工艺参数
浸酸的工艺配方及工艺参数
HCl 100-300g/L，
时间 退尽为止
(6)预镀银：
铜和银的电位相差较大，如果不采取措施减小两者间的电位差而进行镀银，势必在铜质零件表面会置换出一层结晶粗糙，附着力差的银层。汞齐化使铜质零件表面覆盖一层均匀的浅蓝色铜和汞的合金，这层合金的电位与银层电位接近，改善了因电位相差较大引起的不良置换。但也应注意，在汞齐化过程中，汞原子会沿底金属晶格的外缘进入晶格内部，使金属晶格松懈，产生脆裂[3]。因此厚度较薄的铜质零件不允许进行汞齐化处理。本步骤汞齐化优选HgCl5-10g/L，NH4Cl40-60g/L，温度室温，时间3-5s。
预镀银适用于一般零件、薄壁零件、弹性零件及形状简单的零件，应注意在进行此工序时，零件需带电下槽。采用此新型前处理工艺，该材质银镀层一次交检合格率得到大幅提升(见图2)，同时镀层表观质量也得到了良好改善。本步骤预镀银优选AgCl 1-6g/L，KCN40-70g/L(预镀银的配方)，温度15-40℃，电流密度0.4-1.0A/dm2。
(7)银镀层后处理：
银镀层具有较高的化学稳定性，但在含卤化物、硫化物的空气中，其表面很快变色，破坏其外观反光性能并改变电性能，因此银镀层的防变色后处理有着重要的实用意义。本步骤具体实现过程为：
(7.1)阴极钝化
K2Cr2O7 5-15g/L(只能用此物质)
电流密度 0.5-1A/dm2
(7.2)有机涂层(当设计允许时，在进行阴极钝化后进行此工序)
采用水浴加热，防止着火，当溶液的温度达到后，将干燥的零件浸入溶液中，浸泡2-10s后，取出干燥。
实验表明，此方法抗变色能力稳定、优良，银镀层5年内未出现变色。
实施例1：一种铅黄铜焊片，采用传统的工艺配方，结合力较差，达不到要求，采用如下的工艺进行镀理，合理率达到100％。
实施例2：
一种铅黄铜垫片，采用传统的工艺配方，结合力较差，达不到要求，采用如下的工艺进行镀理，合理率达到100％。
实施例3：
一种铅黄铜支架，采用传统的工艺配方，结合力较差，达不到要求，采用如下的工艺进行镀理，合理率达到100％。
实施例4：
一种铅黄铜结构件，采用传统的工艺配方，结合力较差，达不到要求，采用如下的工艺进行镀理，合理率达到100％。
实施例5：
一种铅黄铜本体，采用传统的工艺配方，结合力较差，达不到要求，采用如下的工艺进行镀理，合理率达到100％。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种铅黄铜镀银工艺，其特征在于，包括以下步骤:
(1)化学除油；
(2)超声波清洗；
(3)酸洗；
(4)电解除油：阴极除油，电解温度为38℃-42℃，电流密度5A/dm2-15A/dm2，电解质由NaOH 10g/L-30g/L、Na2CO3 10g/L-100g/L和Na3PO4 10g/L-40g/L构成；
(5)镀锌及退镀：镀锌的工艺配方及工艺参数为ZnO 10g/L-30g/L、NaOH 70g/L-150g/L、电流密度1A/dm2-4A/dm2、时间8min-11min；退镀采用浸酸退镀，所述酸为HCl 100g/L-300g/L，退尽为止；
(6)预镀银：首先通过汞齐化使铜质零件表面覆盖一层铜和汞的合金，所述汞齐化的工艺配方及工艺参数为：HgCl 5g/L-10g/L、NH4Cl 40g/L-60g/L、温度室温、时间3s-5s；汞齐化后再在铜质零件表面预镀银，所述预镀银的工艺配方及工艺参数为：AgCl 1g/L-6g/L、KCN 40g/L-70g/L、温度15℃-40℃、电流密度0.4A/dm2-1.0A/dm2；
(7)银镀层后处理：对预镀银后的铜质零件表面进行阴极钝化，所述钝化的工艺配方及工艺参数为：K2Cr2O7 5g/L-15g/L、电流密度0.5A/dm2-1A/dm2；钝化后再涂敷有机涂层，最后水浴加热、取出干燥。
2.根据权利要求1所述的铅黄铜镀银工艺，其特征在于，所述步骤(1)化学除油采用MD-9687型常温除油粉，清洗温度＜40℃，清洗时间5min-10min。
3.根据权利要求1或2所述的铅黄铜镀银工艺，其特征在于，所述步骤(2)超声波清洗的工艺配方及工艺参数为：Na2CO3 10g/L-40g/L、Na3PO4 10g/L-30g/L、超声波清洗温度20℃-50℃、超声波清洗时间12min-18min。
4.根据权利要求1或2所述的铅黄铜镀银工艺，其特征在于，所述步骤(3)酸洗工艺配方及工艺参数为：HCl 100g/L-240g/L、温度室温、时间＜10min。
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