CN86105646A

CN86105646A - 无氰镀铜锡合金电解液

Info

Publication number: CN86105646A
Application number: CN 86105646
Authority: CN
Inventors: 傅熙仁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1988-02-10
Also published as: CN86105646B

Abstract

本发明提出了一种新的无氰镀青铜(铜锡合金)电解液。该电解液含有一种Cu(II)的化合物(如CuCl₂·2H₂O)、一种Sn(IV)的化合物锡酸盐(如Na₂Sn(OH)₆)、一种苛性碱(如NaOH)以及乙二醇。同时也可加入氨三乙酸。该电解液的分散能力好，阴极电流密度范围宽广，控制维护简便，钢铁件可直接镀覆获得有良好结合力的镀层。

Description

本发明所涉及的是一种新的无氰镀铜锡合金（青铜）的电解液，特别是一种乙二醇-锡酸盐镀青铜的电解液。

通常，电镀青铜要在氰化物槽液中进行。虽然也曾提出过、或在有限的范围内使用过一些无氰镀青铜电解液，比如焦磷酸盐镀青铜槽液或柠檬酸盐镀青铜槽液。但这些槽液的工艺性能都没有氰化物槽液好，如分散能力差，电流密度范围窄，不能适用于复杂形状工件等。同时，由于钢铁工件在现有的无氰槽液中沉积的青铜镀层结合力差，需要采用予镀工艺。而这就增加了工艺的复杂性，也会使生产效率降低。因此，生产上青铜镀层的获得，大多仍是在氰化槽中进行。显然，这就存在着使用氰化物而带来的各种缺点，如对操作人员健康的危害，对空气和水源的污染，以及为了减除这些危害所必须采取的三废处理技术上的巨额投资和消耗大量日常处理经费等。

本发明的目的是提供一种新的无氰镀青铜的电解液，以消除氰化物的危害，减少生产投资及降低生产成本，同时又具有更好的工艺性能，来满足工业生产的需要。

本发明提供的无氰镀青铜电解液由一种铜盐（如CuSO₄·5H₂O或CuCl₂·2H₂O或Cu₂（OH）₂CO₃等）、一种锡酸盐（如Na₂Sn（OH）₆或K₂Sn（OH）₆）、一种苛性碱（如NaOH或KOH）以及乙二醇（CH₂OHCH₂OH）的水溶液组成。在这种溶液中，体系的化学认为是：在高碱水溶液中，Cu（Ⅱ）以下式

形成配离子。只要溶液中碱与乙二醇保持足够的浓度该铜配离子能够稳定地存在。而Sn（Ⅳ）则以稳定的Sn（OH）^2- ₆配离子存在。此时Cu（Ⅱ）的沉积电位与Sn（Ⅳ）的沉积电位相接近，从而可能在阴极共沉积而获得铜锡合金镀层。

溶液的组分含量可依使用目的而变更。铜盐的含量（以Cu计）可在0.1～35g/l之间;锡酸盐的含量（以Sn计）可在0.1～160g/l之间。通过选择溶液中不同比例的铜锡含量，可获得各种合金组成（铜锡比）的青铜镀层。

乙二醇的含量可在10～1000g/l的极宽广范围内选择，但其适宜的含量还是在100～400g/l之间。当溶液中铜含量高时取上限，铜含量很低时取下限。

碱的含量主要取决于铜的含量。铜含量高时，所需要的碱含量也高，溶液中苛性碱与铜一般要保持9～10/l的摩尔比，当铜的含量很低时需要更高的比例，才能保证铜离子的充分配合和不出现铜的沉淀物。使用氢氧化钠的含量为8～180g/l;使用氢氧化钾的含量为10～250g/l。

溶液中也可加入20～60g/l的氨三乙酸，这样可以在使用铜锡合金阳极时，保证阳极的正常溶解，更便于操作和维护。

下列实施例，系本发明的两种典型槽液组成及操作条件。

实施例1

CuSO₄·5H₂O 50g/l

Na₂Sn（OH）₆100g/l

NaOH 72g/l

C₂H₄（OH）₂400g/l

温度 45℃

电流密度 15A/dm²

阳极纯铜

阴阳极面积比 1∶2

此实施例的阴极电流密度范围为0.1～25A/dm²，从高电流密度区到低电流密度区镀层色泽均匀，外观粉红，含锡10%。当以大的初始电流（5A/dm²）冲击20秒，然后用正常电流操作，所得镀层在钢铁基体上有良好结合力。

实施例2

Cu₂（OH）₂CO₃3g/l

Na₂Sn（OH）₆100g/l

NaOH 40g/l

C₂H₄（OH）₂250g/l

NTA（氨三乙酸） 20g/l

温度 65℃

电流密度 1A/dm²

阳极含Sn15%青铜

阴阳极面积比 1∶1

此实施例的阴极电流密度范围为0.1～15A/dm²，在此范围内镀层色泽均匀一致，呈金黄色，含锡15%。镀层在钢铁基体上的结合力良好。

本发明具有如下优点：

1、不含氰化物，因此克服了由于使用氰化物而带来的各种缺点。

2、阴极电流密度范围宽广，分散能力好，能适用于形状复杂的工件。

3、镀层与基体有良好结合力，钢铁工件可直接镀覆，不需要采用预镀工艺。

4、溶液强碱性、有补充除油作用，对工件前处理无严格要求。

5、对杂质容忍性好，槽液的控制和维护简便。

因此，采用本发明电镀铜锡合金，对于保护环境，维持生态平衡有益。同时可节省用于含氰废水处理的设备投资和处理经费，从而提高经济效益。

Claims

1、一种无氰电解镀铜锡合金用的水溶液，其特征在于，该溶液含有乙二醇(C₂H₄(OH)₂)10～1000g/l，氢氧化钠(NaOH)4～200g/l、二价铜(Cu(Ⅱ))0.1～35g/l(以Cu计)以及四价锡(Sn(Ⅳ))0.1～160g/l(以Sn计)。

2、一种无氰电解镀铜锡合金用的水溶液，其特征在于，该溶液含有乙二醇（C₂H₄（OH）₂）10～1000g/l、氢氧化钾（KOH）5～280g/l、二价铜（Cu（Ⅱ））0.1～35g/l（以Cu计）以及四价锡（Sn（Ⅳ））0.1～160g/l（以Sn计）。

3、一种无氰电解镀铜锡合金用的水溶液，其特征在于，该溶液含有乙二醇（C₂H₄（OH）₂）10～1000g/l，氢氧化钠（NaOH）4～200g/l，二价铜（Cu（Ⅱ））0.1～35g/l（以Cu计）、四价锡（Sn（Ⅳ））0.1～160g/l（以Sn计）以及氨三乙酸（NTA）20～60g/l。

4、一种无氰电解镀铜锡合金用的水溶液，其特征在于，该溶液含有乙二醇（C₂H₄（OH）₂）10～1000g/l、氢氧化钾（KOH）4～200g/l、二价铜（Cu（Ⅱ））0.1～35g/l（以Cu计）、四价锡（Sn（Ⅳ））0.1～160g/l（以Sn计）以及氨三乙酸（NTA）20～60g/l。

5、根据权利要求1、2、3、4所述之无氰电解镀铜锡合金用的水溶液，其特征在于，乙二醇的最佳含量为100～400g/l。