CN105154929A

CN105154929A - 一种碱性无氰镀铜剂及其使用方法

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Publication number: CN105154929A
Application number: CN201510615034.6A
Authority: CN
Inventors: 钱宏彬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2015-09-24
Publication date: 2015-12-16

Abstract

本发明公开了一种碱性无氰镀铜剂及其使用方法，包括以下物质：pH调节剂、电流稳定剂、走位剂和络合剂；使用本发明碱性无氰镀铜剂，既可以在现有的氰化镀铜镀液中不改变原有的工艺，用以替代氰化钠，也可以用本发明全无氰碱性镀铜工艺，解决现有国内外碱性无氰镀铜工艺中存在的诸多不足，使碱性无氰镀铜工艺达到了氰化镀铜的水准，其特点为，电流效率高、阴极极化能力好、沉积速度快、结合力好、镀层细致无脆性、抗砸、抗划，高温烘烤不起泡，可直接用于钢、黄铜的滚镀、挂镀以及锌压铸、锌合金和铝合金的镀铜，废水处理容易，符合清洁生产要求，解决了长期存在的氰化物对人的危害及对生态环境破坏污染的世界性难题，填补了国际空白。

Description

一种碱性无氰镀铜剂及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种碱性无氰镀铜剂及其使用方法。

背景技术

电镀铜在电镀中占有较大比例。铜镀层均匀、细致，用途广泛，主要作为镀镍、镀锡、镀银和镀金的打底层或中间层，以提高基体金属和表面镀层的结合力，还可以减少镀层孔隙，提高镀层的防腐蚀性能；装饰性镀铬时，常采用厚铜薄镍镀层，以节约金属镍。镀铜还有其他一些用途。

目前，工业应用的镀铜工艺主要有氰化镀铜、酸性镀铜和焦磷酸盐镀铜。

氰化镀铜可以直接在钢铁、锌合金等基体上作为打底镀层。氰化镀铜结晶细致，与基体结合力好，镀液分散能力和深镀能力强，但不宜获得很厚的镀层，常用于预镀。氰化钠易受空气中的氧和二氧化碳作用而分解为碳酸钠，因此镀液稳定性差。由于氰化钠剧毒，因此镀液对环境和人体有严重危害。

硫酸盐镀铜应用较为广泛，但钢铁件在硫酸盐镀铜液中会产生疏松的置换铜层，严重影响镀层的结合力，锌压铸件、铝及其合金也会受镀液的腐蚀，因而在活泼性较强的基体上不能直接镀光亮酸铜，此外酸铜也不适于复杂件的电镀。

焦磷酸盐镀铜配槽费用大、成本高，镀液活化能力不好，镀层结合力差，钢铁、铝合金等零件一般不能直接进行焦磷酸盐镀铜，需要进行预镀、预浸等处理，长时间使用还会造成磷酸盐积累，沉积速度显著下降，而且废水难以处理。

铜是电镀单金属中应用最广泛的镀种之一，绝大多数电镀企业铜镍铬电镀工艺采用氰化镀铜打底，氰化镀铜也是锌合金件电镀铜镍铬层的唯一有效打底铜工艺。但是氰化镀铜含有剧毒的氰化钠和氰化亚铜，危害人员身体健康，给生产带来重大安全隐患，也给环境与生态造成巨大破坏。因此，研发无氰镀铜工艺，已成国内外面临的共同课题。近年来，国内外虽出现了一些无氰镀铜工艺，但都存在着不同程度的缺陷，主要是结合力差、阳极溶解性不好、镀层长毛刺、工艺范围窄、溶液稳定性差及废水处理困难。

发明内容

本发明要解决现有碱性无氰镀铜工艺中存在的诸多不足，提供一种低成本、稳定性好、易维护并且能应用于大生产的碱性无氰镀铜剂，该碱性无氰镀铜剂既可以在氰化镀铜液中替代氰化钠，直接转缸，也可以采用本发明的全无氰碱性镀铜工艺，此工艺既适用于滚镀也适用于挂镀，操作简单，镀液稳定，其结合力、深镀能力及均镀能力均已达到氰化镀铜，可以完全替代氰化镀铜。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种碱性无氰镀铜剂，包括以下质量百分比的物质：

pH调节剂1～20%

电流稳定剂60～92%

走位剂1～15%

络合剂1～25%。

作为优选的技术方案，所述pH调节剂为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、柠檬酸钠、柠檬酸钾的一种或两种以上的混合物。

作为优选的技术方案，所述电流稳定剂为氯化钾、氯化钠、氯化铜、碘化钾、碘化钠的一种或两种以上的混合物。

作为优选的技术方案，所述走位剂为酒石酸钠、苯甲酸钠、乙酸钠、草酸钾的一种或两种以上的混合物。

作为优选的技术方案，所述络合剂为植酸钠、酒石酸钾钠、乙醇酸、葡萄糖酸钠、草酸钠的一种或两种以上的混合物。

作为优选的技术方案，所得到的碱性无氰镀铜剂为细微颗粒或粉末状物质。

一种碱性无氰镀铜剂的使用方法，包括以下方式、用量及步骤：

1)在氰化镀铜镀液中，用碱性无氰镀铜剂替代氰化钠，按分析后所需添加氰化钠的量秤取碱性无氰镀铜剂；

2)将步骤1）所取的碱性无氰镀铜剂用电镀溶液溶解彻底；

3)将步骤2）所得到的碱性无氰镀铜剂溶液加入到电镀槽中，并搅拌均匀，即可电镀。

一种碱性无氰镀铜剂的使用方法，包括以下工艺及步骤：

碱性无氰镀铜剂60-80g/l、硫酸铜50-70g/l、氢氧化钠50-70g/l、氯化钾90-110g/l、酒石酸钾钠10-20g/l、FW1503开缸剂30-50ml/l。

1)在电解槽内将水温加热到80℃，再将计量的硫酸铜和氯化钾一起倒入并不停搅拌，直至完全溶解，清澈见底；

2)将其他成分在不同的溶解槽内各自单独溶解（FW1503开缸剂除外），直到溶解彻底；

3)待步骤1）硫酸铜和氯化钾溶液冷却至40℃左右时，将步骤2）中的各溶液与其混合，氢氧化钠溶液最后加入，并搅拌，然后加入计量水和FW1503开缸剂，最后搅拌均匀。

作为优选的技术方案，电镀槽内的电流密度为：0.5～3A/dm²。

作为优选的技术方案，镀液的pH值为9-11、温度为30-40℃。

本发明的有益效果是：使用本发明碱性无氰镀铜剂，既可以在现有的氰化镀铜镀液中不改变原有的工艺，用以替代氰化钠，也可以用本发明全无氰碱性镀铜工艺，解决现有国内外碱性无氰镀铜工艺中存在的诸多不足，使碱性无氰镀铜工艺达到了氰化镀铜的水准，其特点为，电流效率高、阴极极化能力好、沉积速度快、结合力好、镀层细致无脆性、抗砸、抗划，高温烘烤不起泡，可直接用于钢、黄铜的滚镀、挂镀以及锌压铸、锌合金和铝合金的镀铜，废水处理容易，符合清洁生产要求，解决了长期存在的氰化物对人的危害及对生态环境破坏污染的世界性难题，填补了国际空白。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1

配制1000kg碱性无氰镀铜剂，取碳酸钠30kg、碳酸钾40kg、氯化钾500kg、氯化钠300kg、酒石酸钠15kg、乙醇酸15kg、葡萄糖酸钠100kg，将以上各成分充分混合，得到碱性无氰镀铜剂；按对氰化镀铜液分析后所需添加氰化钠的量，秤取碱性无氰镀铜剂，将计量的碱性无氰镀锌剂用镀液将其充分溶解，然后加入到镀槽内，搅拌均匀，将电流密度设为2A/dm²，镀液的pH值为9、温度为30℃，电镀的沉积速度与深镀能力显著提高，镀出来的产品镀层均匀细致、半光亮、无脆性，高温烘烤不起泡，结合力显著提高。

实施例2

配制1000kg碱性无氰镀铜剂，取碳酸钠30kg、碳酸钾40kg、氯化钾500kg、氯化钠300kg、酒石酸钠15kg、乙醇酸15kg、葡萄糖酸钠100kg，将以上各成分充分混合，得到碱性无氰镀铜剂；按对氰化镀铜液分析后所需添加氰化钠的量，秤取碱性无氰镀铜剂，将计量的碱性无氰镀锌剂用镀液将其充分溶解，然后加入到镀槽内，搅拌均匀，将电流密度设为2A/dm²，镀液的pH值为10、温度为35℃，电镀的沉积速度与深镀能力显著提高，镀出来的产品镀层均匀细致、半光亮、无脆性，高温烘烤不起泡，结合力显著提高。

实施例3

配制1000kg碱性无氰镀铜剂，取碳酸钠30kg、碳酸钾40kg、氯化钾500kg、氯化钠300kg、酒石酸钠15kg、乙醇酸15kg、葡萄糖酸钠100kg，将以上各成分充分混合，得到碱性无氰镀铜剂；按对氰化镀铜液分析后所需添加氰化钠的量，秤取碱性无氰镀铜剂，将计量的碱性无氰镀锌剂用镀液将其充分溶解，然后加入到镀槽内，搅拌均匀，将电流密度设为2A/dm²，镀液的pH值为11、温度为40℃，电镀的沉积速度与深镀能力显著提高，镀出来的产品镀层均匀细致、半光亮、无脆性，高温烘烤不起泡，结合力显著提高。

实施例4

配制1000kg碱性无氰镀锌剂，取氢氧化钠50kg、柠檬酸钠30kg、氯化钾400kg、氯化铜200kg、碘化钠180kg、苯甲酸钠20kg、草酸钾30kg、植酸钠50kg、酒石酸钾钠40kg，将以上各成分充分混合，得到碱性无氰镀铜剂；碱性无氰镀铜工艺及使用方法如下：本发明碱性无氰镀铜剂70g/l、硫酸铜70g/l、氢氧化钠70g/l、氯化钾100g/l、酒石酸钾20g/l、FW1503开缸剂30ml/l。

3)待步骤1）硫酸铜和氯化钾溶液冷却至40℃左右时，将步骤2）中的各溶液与其混合，氢氧化钠溶液最后加入，并搅拌，然后加入计量水和FW1503开缸剂，最后搅拌均匀，将电流密度设为3A/dm²，镀液的pH值为11、温度为40℃，即可电镀。此工艺可直接用于钢、黄铜的滚镀、挂镀以及锌压铸、锌合金和铝合金的镀铜，电镀的沉积速度与深镀能力好于氰化镀铜，镀出来的产品镀层均匀细致、半光亮、无脆性，抗砸、抗划、高温烘烤不起泡，结合力显著提高。本发明碱性无氰镀铜工艺的废水处理容易，符合清洁生产要求。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims

1.一种碱性无氰镀铜剂，其特征在于：包括以下质量百分比的物质：

pH调节剂1～20%

电流稳定剂60～92%

走位剂1～15%

络合剂1～25%。

2.根据权利要求1所述的碱性无氰镀铜剂，其特征在于：所述pH调节剂为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、柠檬酸钠、柠檬酸钾的一种或两种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的碱性无氰镀铜剂，其特征在于：所述电流稳定剂为氯化钾、氯化钠、氯化铜、碘化钾、碘化钠的一种或两种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的碱性无氰镀铜剂，其特征在于：所述走位剂为酒石酸钠、苯甲酸钠、乙酸钠、草酸钾的一种或两种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的碱性无氰镀铜剂，其特征在于：所述络合剂为植酸钠、酒石酸钾钠、乙醇酸、葡萄糖酸钠、草酸钠的一种或两种以上的混合物。

6.一种如权利要求1～5中任一项所述的碱性无氰镀铜剂的使用方法，其特征在于，包括以下方法、用量及步骤：

在氰化镀铜镀液中，用碱性无氰镀铜剂替代氰化钠，按分析后所需添加氰化钠的量秤取碱性无氰镀铜剂；

将步骤1）所取的碱性无氰镀铜剂用电镀溶液溶解彻底；

将步骤2）所得到的碱性无氰镀铜剂溶液加入到电镀槽中，并搅拌均匀，即可电镀。

7.一种如权利要求1～5中任一项所述的碱性无氰镀铜剂的使用方法，其特征在于，包括以下工艺及步骤：

在溶解槽内将水温加热到80℃，再将计量的硫酸铜和氯化钾一起倒入并不停搅拌，直至完全溶解，清澈见底；

将其他成分在不同的溶解槽内各自单独溶解（FW1503开缸剂除外），直到溶解彻底；

待步骤1）硫酸铜和氯化钾溶液冷却至40℃左右时，将步骤2）中的各溶液与其混合，氢氧化钠最后加入，并搅拌，然后加入计量水和FW1503开缸剂，最后搅拌均匀。

8.根据权利要求6或7中所述的碱性无氰镀铜剂的使用方法，其特征在于：所述电镀槽内的电流密度为：0.5～3A/dm²。

9.根据权利要求6或7中所述的碱性无氰镀铜剂的使用方法，其特征在于：所述镀液的pH值为9-11、温度为30-40℃。