电镀实用技术培训.doc

1、http:/www.managecn.org/ (海量营销管理培训资料下载)电镀实用技术培训1 前言我国经济一直持续高速增长，世界制造业与加工业的中心正在向我国转移，电镀技术不仅仅在传统工业中扮演重要角色；在高新技术产业，如现代电子技术，微电子技术，通讯技术及产品制造上发挥愈来愈大的作用。我国的电镀加工基地主要集中在广东的珠江三角洲地区（这儿台商、日商、港商及我们自己的企业云集，据不完全统计达 6000 余家。浙江的温州地区（2300 多家） 。两地的电镀加工产值分别为 70 亿人民币和 38亿人民币。此外浙江沿海及中部金华，义乌永康，江苏昆山、苏州、无锡，山东沿海及东北沿海，重庆及周边地区都

2、有不少电镀工厂。国外电镀加工订单及自己产品如灯饰、锁具、眼镜、打火机、洁具、汽车、摩托车配件、装饰五金、电器元件等的出口，对电镀工艺提出越来越高的技术要求，使之形成了一个“多商品大市场”的经济格局。因此一个以提高产品质量为中心、以节约能源、原材料、清洁生产，服务于大市场与高新技术为契机，使我国电镀技术从不同层面都得到了长足的进步，下面分几个主要方面谈谈我国电镀技术的现状和我们寄予的殷切希望。2 常用镀种简况2.1 镀锌镀锌作为钢铁的防护性镀层，在全国应用量很大，约占全部电镀零件面积的 1/3 左右，19701980 年全国开展轰轰烈烈的“无氰电镀” 研究与应用。上海轻工业研究所及大庆电镀厂成功

3、地将苄叉丙酮作主光亮剂应用于氯化物电镀；在碱性锌酸盐体系，武汉材保所及国营长江化工厂等单位成功地将 DPE 添加剂、广州电科所将 DE 添加剂应用于工业生产，都有千余家的业绩。对我国无氰电镀的发展都作过历史性的贡献。20 年后的今天，技术进步很快。在氯化钾镀锌方面，南京汽车制造厂是最早研究并应用高浊点阴离子表面活性剂的单位之一，上海永生助剂厂一直坚持高浊点表面活性 HW 和高增溶 OM 非离子表面活性剂的研究和生产，武汉风帆公司开发了系列的氯化钾镀锌光亮剂，有的远销东南亚市场。在硫酸盐镀锌方面，武汉风帆公司不断技术创新，已获国家发明专利证书。四川自贡精细化工及河北金日化工开发并生产系列的高蚀点

4、具有良好分散性的非离子和阴离子专用表面活性剂，为一代、二代氯化钾光亮镀锌的大面积应用作出了成绩。氯化钾镀锌主光亮剂有的用苄叉丙酮；有的用苄叉丙酮与磷氯苯甲醛联用；有的用芳香醛、酮的改性产物。在碱性锌酸盐镀锌与低氰镀锌光亮剂方面，现在已不是 Lairder 441 的天下，BASF 十年前推出的镀锌中间体仍在内地大量应用，但是我国大批公司均能制造 IZME 合成物，BPC 34、BPC 38、BPC 48 均能工业生产，有的达年产数百吨之多。BASF 提供的聚乙烯亚胺，常用的有 G 20、G 35。目前用它衍生制造了不少改性的镀锌中间体。武汉强龙化工自己已能制造 50% MW 1000，2000

5、，3000 等的国产聚乙烯亚胺， （江苏亦有工厂制造） ，打破了依赖 BASF 进口的局面，低氰镀锌光亮剂现在品种繁多，浙江台州，福建福州均有耐温达 55C 的低氰光亮剂生产（聚氨砜合成物就有此耐温性能） ；有的大公司引进美国、德国的产品来国内销售，性能并不比国产优秀的好。Atotech 的 Protolux2000 是较新的锌酸盐光亮剂，综合技术性能很好。德国一家著名公司的锌酸盐镀锌中间体性能很好，但那种特殊脂肪胺国内不能生产。镀锌光亮剂虽然市场大，但制造商的利润空间很小，研究开发的人较少，有许多综合性能很好的光亮剂限于经济原因未投放市场。镀锌的耐蚀性主要靠后处理钝化工艺来保证。武汉材保电镀

6、技术生产力促进中心（以下简称材保所）生产了系列镀锌钝化剂。如：镀锌低铬高耐蚀蓝白钝化剂 ZG-203 系列产品，钝化溶液中六价铬含量低于 0.5 克/升，且不使用氟化物，在常规条件下钝化，钝化膜外观为光亮的蓝白色，钝化后经过特殊封闭处理，在中性盐雾加速腐蚀实验中，出白锈时间超过http:/www.managecn.org/ (海量营销管理培训资料下载)100 小时。ZG-205 系列三价铬彩色钝化剂，溶液中不含六价铬或其他氧化剂，常温下进行钝化，钝化膜外观为鲜艳的五彩色，镀层厚度在 10 微米以上的挂镀件钝化后不进行封闭处理，可通过 200 小时的中性盐雾加速腐蚀试验而不出白锈，如果进行封闭处

7、理，其耐蚀性可进一步提高。2 常用镀种简况2.2 镀铜镀铜也是一个大镀种，目前国内应用的主要工艺是碱性光亮铜、焦磷酸光亮铜和酸性光亮铜。前两者多用作钢铁制品和锌压铸件的底镀层；后者用作高装饰性电镀的中间厚镀层，由于它光亮、整平性能好，加之镀层价格较低，不仅用量大，而且极为普遍。近十年来我国酸性光亮铜工艺一直为日本的大和 210 占去很大份额，由于它低 DK 区整平光亮度很好，又稳定。所以在广东的珠江三角洲地区，浙江的温州、宁波、义乌、江苏的苏州、昆山一带应用十分普遍。其次是 Atotech 的 510 工艺。但是我国电镀工作者秦宝兴等人于八十年代初期开发的“宽温度 M、N 酸性光亮铜工艺”在国

8、内，乃至广东省仍有很大的市场。早期以浙江黄光化学厂为代表制造了许多酸铜中间体如：SP、M、N、TPS 等S这些化合物，有共同的SS ， CS ，美国的 PMC 公司几年前进入我国市场并非提供多种酸铜中间体，德国的 Dillenberg 公司亦有许多酸铜中间体，甚至开发了无染料的酸性铜工艺。实践证明，日本大和的 210，Atotech 的 510 是电镀工厂公认的好品牌，今年日本著名的 EBARAUdylite公司，凭借雄厚的技术实力、品质上乘的多种产品，进入我国，由上海诺博化工有限公司总代理的CU BRITE UP33（4）4 倍酸铜浓缩，光亮剂系该公司第九代产品。半年来在江、浙已发展了 50

9、 多家工厂应用，普遍认为铜层整平性很高，无针孔、麻点。当前许多研究者为了解决生产中出现的针孔、小麻渣问题；解决整平性、光亮度进一步向更低 DK 的延伸，寻求国内外更新的染料及其复配技术。开发单体性能更为优秀的酸性光亮铜中间体，这些学者、企业家均在为同一目标：打造民族品牌而战。目前在上海、广东、武汉均取得新的进展，深信不久会赶上甚至超过现在 210 的技术水平。碱性氰化光亮铜开发研究者较少，M&T 2 号氰化光亮铜或类似配方和工艺的国产光亮剂用得较多。武汉材保所有开发应用近 10 年的 BC98（老型号 BC93） ，由于它低 DK 亮度好、镀层韧性极佳，深受用户欢迎。2.3 镀镍最近的十几年间

10、，我国的光亮镀镍工艺、高装饰重防护的多层镍铬工艺、黑镍、沙面镍、深孔镍的开发与应用迅猛发展，是电镀行业中的热门话题。十分重要的一个原因是我国摩托车、汽车及其他制造业飞速发展，全国约 1600 多万辆摩托车生产，汽车铝轮毂的电镀加工不仅推动了光亮镀镍工艺的发展，同时也促进了多层镍铬体系的工业化应用，仅广东省年消耗金属镍阳极达 8000 余吨。BASF 在十余年前推出十余种镀镍中间体。成功地占领了镀镍光亮剂市场，与此同时，国际镍公司 INCO 推出高品质的多种镍阳极和镍盐，这些都大大加速了我国光亮镀镍工艺与多层镀镍工艺的发展，其他的国外品牌如美国的 PMC 公司推出部分 Ni，Cu，Zn 光亮剂中

11、间体，天津的天海公司引进印度的系列镀 Ni 中间体，德国 Dillenberg 公司亦有中间体与光亮剂在国内销售。国际著名的 Atotech 、OMI 、 Canning 以及我国深圳华美公司，深圳天泽公司的镀镍光亮剂行销全国，广泛应用。我国的镀镍光亮剂由上海轻工业研究所，上海轻工业专科学校，上海长征电镀厂，武汉材保所，广州电器科学研究所研究较早，著名的 791、BE、871 都是二十年前的著名品牌。武汉材保所、广州电器科学研究所、上海长征电镀厂还在多层镍铬组合镀层方面作了十余年研究应用。这里特别要提到的是武汉材保所积近四十年开发研究涂层测厚的理论与实践，供给客户系列化的 step 多层镍层间

12、电位差测量装置，促进了我国多层镀镍工艺的工业应用。他们最近研制的 DJHG 3000 型电解式测厚仪，采用 Windows XP 操作系统，全新数字化测量平台，大http:/www.managecn.org/ (海量营销管理培训资料下载)型 LCD 动态显示测量过程与结果。还对测量结果储存；统计分析及打印报告能精确测量多种金属与非金属基体上的单金属、合金、复合镀层以及多层镍和层间电位差，分辩率达 0.01m；最新开发的 ZD-B 智能电解测厚仪除了包罗镀层厚度，层间电位差的测量与记录之外，还可以测量电极过程的动态极化曲线，非常适用于大企业，高校和科研单位应用。武汉风帆表面工程有限公司，率先工业

13、制造丙烷磺内酯，实现镀镍光亮剂重要中间体 PPS 的工业化生产销，打破了外国公司的垄断和 PPS 依赖进口的局面，并出口东南亚和北美，同时为酸性铜光亮剂的新中间体研制奠定了基础。该公司工业化生产镀镍光亮剂中间体 20 余种。2.3 镀镍广东达志化工有限公司，利用自己的区位优势，在镀镍光亮剂中间体研发上做了不少工作，特别是镀镍中间体结构特点与性能的关系。为适应市场对普通光亮镍、高整平镍、高光亮镍、乌光亮镍、高走位白亮镍的需求，共推出 32 个镀镍光亮剂中间体，化学名称与代号如表：常用镀镍中间体性能分类商品名称 化学成份 用 途添加 量（mg/l)消耗量(g/KAH)BOZ 1，4 丁炔二醇 镍长

14、效光亮剂 100200 12BMP 丙氧化丁炔二醇 镍长效光亮剂 20150 8BEO 乙氧化丁炔二醇 镍长效光亮剂 20100 5HBE 4-羟基-2-丁炔基-2-羟烷基醚 镍长效光亮剂 20100 6PA 丙炔醇 镍整平剂、光亮剂 1020 8PAP 丙氧化丙炔醇 镍整平剂、光亮剂 1030 6PME 乙氧化丙炔醇 镍整平剂、光亮剂 1030 4PHE 2-丙炔基 2-羟烷基醚 镍整平剂、光亮剂 1030 5POPS 磺基丙炔醚钠盐 镍整平剂、光亮剂 1050 10POG 甘油单丙炔醚 镍整平剂、光亮剂 530 5DEP 1-二乙胺基丙-2-炔 镍整平剂、光亮剂 110 1.5PDA 丙炔

15、基二乙胺甲酸盐 镍整平剂、光亮剂 220 3PS 丙炔磺酸钠 镍走位剂、抗杂剂 10100 12ALO3 炔醇基磺酸钠盐 镍走位剂、抗杂剂 10100 12ALS 丙烯基磺酸钠 镍走位剂、辅光剂 10005000 120SPS 羰基化合物磺酸钠盐 镍走位剂、辅光剂 5002500 60QS 烷醇基羧酸化合物 镍辅助剂 1020 5UAS 不饱和烷基磺酸钠 镍走位、辅光剂 3003000 40BBI 二苯磺酰亚胺 镍柔软剂、抗杂剂 1001000 15ATPN 羧乙基异硫脲内盐 镍走位剂、抗杂剂 110 1US 羧丙基异硫脲内盐 镍走位剂、抗杂剂 1020 3PN 烷醇基磺酸钠盐 镍走位剂、抗杂

16、剂 50500 30BAS 苯亚磺酸钠 镍走位剂、抗杂剂 20100 30IUP 3-异硫脲基丙酸盐酸盐 镍走位剂、抗杂剂 220 2SSO3 羟烷基磺酸钠盐 镍走位剂、抗杂剂 220 2http:/www.managecn.org/ (海量营销管理培训资料下载)商品名称 化学成份 用 途添加 量（mg/l)消耗量(g/KAH)PPS-OH 吡啶-2-羟基丙磺酸内盐 镍整平剂 50500 30PPS 1-（3-磺丙基）吡啶内盐 镍整平剂 20200 10DC-EHS 2-乙基已基硫酸钠 镍低泡润湿剂 50250 2A-BP 磺基丁二酸酯钠盐 镍低泡润湿剂 2001000 10A-MP 磺基丁二

17、酸二乙酯钠盐 镍低泡润湿剂 20200 2A-YP 磺基丁二酸二戊酯钠盐 镍低泡润湿剂 20200 2DRO 聚氧乙烯烷基酚醚硫酸钠盐 镍高泡润湿剂 200400 10深圳的吉鸿昌化工也是一个在镀镍光亮剂及其中间体制造上很有技术实力的单位，镀镍中间体亦有近廾种，供给国内、外客户。地处河北的金日化工有限公司是一个依托天津技术力量生产电镀特种助剂而著称的企业，它为第一代、第二代氯化钾镀锌提供了大量载体，最近引进意大利气相反应装置，生产镍光亮剂中用量较大的 BEO、BMP等，毫无疑问，这对提高镀镍中间体的品质会大有好处。几个公司的实例足以看出我国电镀光亮剂、中间体制造技术的长足进步。但是我们还要清醒

18、地看到，德国、美国化工原材料品质好，制造、控制设备先进，检测分析手段齐全。在 Ni，Cu，Zn 中间体工业化过程中一系列的分离，提纯技术有待我们去攻克。拥有 100 位博士研发的 BASF 公司，决不是我国一般企业的技术，设备水平所能竞争得了的。但是各发挥其长、避其短，在激烈的市场竞争中都会找到正确的自身的定位。2.4 镀铬装饰性镀铬是镀铬的主体，其次是硬铬、微孔铬和黑铬。为了减少六价铬对环境的污染，除部分工厂使用进口镀铬添加剂以外，多数工厂均使用国产稀土镀铬添加剂，有效地提高了镀铬层的光亮度和覆盖能力，并可在较低的阴极电流密度（515A/dm2）和温度（2535 ）下生产。既减少了环境污染又

19、降低了生产成本。为了提高镀铬的电流效率，Atotech 在国内推广应用 HEEF25 工艺在重庆及周边地区市场较大。值得提出的山西天星科技有限公司最新推出 CH 镀铬添加剂硬铬工艺，上海永生助剂厂亦推出了 3HC-25 高效镀铬添加剂。这些均应是类似 HEEF25 的第三代镀铬添加剂。它们的共同特点是：阴极电流效率高达2227%，不含 F，不腐蚀基体；覆盖能力强，HV 亦高达 1000 以上，既可用于镀硬铬亦可用于镀微裂纹铬，配合双层或叁层镍工艺，用于汽车或摩托车减震器的电镀，已开始在机械行业获得应用。广东达志化工一直在推广 AB 铬（即一种自调整傻瓜型的镀铬） ，用户反应尚好。为了防止铬雾对

20、人体的毒害和对环境的严重污染很多镀铬工厂采用 F53、FC-80 合 F 铬雾抑制剂。武汉德孚化工是一个专门生产含 F 或半 F 化合物的 F 产品公司，也有很多适用于电镀的含 F 表面活性剂。为了消除 Cr6+的毒害，电镀工作者从工艺改革着手（推广代铬镀层三价铬镀铬） ，近年来广东许多工厂悄悄兴起三价铬镀铬。这里不妨用大一点的篇幅介绍给同仁们。三价铬镀铬工艺铬具有优良的装饰性和功能性。然而，六价铬危害巨大。世界卫生组织、欧洲和美国等越来越密切关注六价铬的危害，不断降低六价铬废水的排放标准。从 1997 年起，欧洲和北美规定六价铬在空气中的最大含量为 0.001mg/m3,电镀废水中六价铬每月

21、日平均含量小于 1.71mg/L。各国研究者也纷纷指出，研究和发展代六价铬电镀的工艺或镀层热在必行。三价铬电镀作为最重要、最直接有效的代六价铬电镀工艺，无论从工艺性能或环境保护上都比六价铬电镀具有无可比拟的优越性，研究其从装饰性和功能性上取肛六价铬电镀已是刻不容缓。尽管对三价铬研究从没停止过，但直到七十年代才取得突破性进展，成功推出三价铬电镀的产品和工艺。http:/www.managecn.org/ (海量营销管理培训资料下载)真正意义上获得生产应用的是 1974 年 Albright&Wilson 公司推出的 Alecra-3 工艺和稍后改进型的 Alecra-3000 工艺。该工艺以甲酸

22、盐作络合剂，配合其它成份，如主铬盐、导电盐、润湿剂等，在适当的工艺条件下可以获得 3m以下的三价铬镀层，镀层耐蚀性、硬度不差于六铬镀层。七十年代 OMI 公司对甲酸盐体系三价铬镀铬时如何增加走位能力、消除金属杂质离子的干扰，如何抑制镀液中的六价铬的生成申请了一系列的专利。与此同时，该公司还提出使用铁氧体阳极与石墨阳极配合可抑制 Cr3+在阳极氧化成Cr6+。而此前的研究者均采用石墨作阳极，Cr3+ 在阳极氧化成 Cr6+难以避免，从而限制三价铬镀液长期稳定的使用。IBM 公司则选择了不同的体系进行三价铬电镀的研究。该公司以高氯酸盐作主盐，硫氰酸盐作络合剂开始研究，之后又对以硫酸铬或氯化铬作主盐

23、，硫氰酸盐为主络合剂，氨基酸为辅络合剂，主盐浓度甚至可低达 0.03mol/L 的三价铬电镀体系进行了研究。同时，该公司还推出了全硫酸盐体系的双槽电镀工艺，利用离子渗透性薄膜分开电解液为阴极室和阳极室，阳极液为三价铬镀液，阳极液为硫酸或硫酸盐。双槽电镀方法既可以避免有害气体（如卤气）的析出，又可以杜绝 Cr3+在阳极氧化成为 Cr6+，同时还为阳极材料的选择提供了方便。若添加含 S 化合物于上述电解液中，则可增加沉积速度，控制镀取不同厚度的镀层。进入八十年代以后，Atotech 对甲酸体系三价铬镀铬进行了详细的研究，就电镀时如何利用阳离子交换树脂去除金属杂质、再生三价铬镀液申请了专利。Cann

24、ing 公司结合自己的研究成果申请了涂层阳极在三价铬电镀中的应用专用。国际铅锌研究机构主要致力于以次磷酸盐作络合剂时，添加 F-改善低温镀性，提高电流效率，添加硫化物提高镀速，三价铬镀后处理以及三价铬镀黑铬等方面的研究。三价铬镀铬不易镀取厚铬，其主要原因有以下几点：（1）镀液 PH 值，特别是阴极表面附近层的 PH 值的升高导致形成 Cr(OH)3 胶体，阻碍三价铬镀层的继续增厚；（2） Cr3+的水解产物发生羟桥、聚合反应，形成高分子链状凝聚物吸附在阴极，阻碍 Cr3+的还原；（3）Cr3+还原的中间产物 Cr2+的富集，对 Cr3+羟桥反应引发和促进作用；（4）持续电解过程中 Cr3+的活

25、性络合物的逐步减少和消失。Sharif 等在氨基乙酸体系中采用提高镀液循环速度、降低 PH 值、提高活性络合物浓度等方法可实现以 100300m/hr 的速度镀取三价铬的厚镀层；Ibrahim 等则在以尿素作络合剂的三价铬镀铬的体系中，通过添加甲醇和甲酸，可以以 50100m/hr 的速度镀取三价铬；Hong 等则采用双槽电镀工艺，通过添加三种羧酸作络合剂，镀取了 50450m 厚性能良好的三价铬镀层；美国商业局和 Atotech 公司也分别镀取了厚度 100450m 的三价铬镀层。三价铬厚铬镀层一般均有裂纹，但未贯穿基底，镀层中往往夹杂有 C 等杂质元素，呈现非晶或微晶结构。镀层一般耐蚀性较

26、好，硬度在 600900Hv 之间，若经适当温度的热处理，硬度可增加到12001800Hv，耐磨性也大大增强，能较好地满足镀硬铬的要求。三价铬电镀工艺发展至今，其装饰性电镀工艺研究已经进入逐渐完善成熟的时期，生产应用不断扩大。国外著名的电镀吴加剂研究和销售公司，如 Atotech、MacDermid 等都相继在中国推出了三价铬电镀工艺。广东地区许多的电镀厂由于环保监管力度的不断加大而对三价铬电镀越来越感兴趣，但由于进口产品的价格较高、工艺不够稳定等原因，大规模的推广应用仍有困难。而在三价铬镀硬铬方面，据报道北美已有超过 30%的工厂开始使用三价铬代替六价铬来电镀，国内则尚未见报道。由此可见，三

27、价铬电镀在国外的研究和发展都遥遥领先于国内。而随着国外三价铬电镀工艺成功进入中国市场和国内对环境保护的日益重视，六价铬电镀越来越受限制。三价铬电镀在这种外逼内需的强力拉动下，必定又会掀起一股新的研究和应用热潮。3 合金电镀 3.1 高耐蚀锌合金电镀工艺锌合金是指以锌为主要成分并含有少量其它金属的合金。目前已用于生产的二元锌合金有：Zn-Ni，Zn-Co，Zn-Fe ，Sn-Zn。Zn-Ti，Zn-Cr，Zn-P，Zn-Mn 等还在开发研制试应用中，锌合金具有良好的防护性能，故常称之为高耐蚀合金镀层，其中研究的比较多，且应用比较广泛的主要是锌和铁族金属形成的合金，即锌-镍、锌- 钴和锌-铁。铁族

28、金属的原子结构和性质相近，它们与锌形成合金的共沉积特性也很相似。从电极电位来看，铁族金属的电位比锌正的多，但在共沉积时，锌比铁族金属容易沉积而优先沉积，这种沉积称为异常共沉积。其原因是当锌与铁族金属在阴极表面共沉积时，随着阴极表面 H2 的析出，使表面 pH 升高，在阴极表面生成了氢氧化锌胶体薄膜，致使铁族金属离子在http:/www.managecn.org/ (海量营销管理培训资料下载)阴极表面受到抑制而难以沉积，于是锌在阴极表面优先析出。3.1.1 电镀锌- 铁合金工艺及钝化处理已获得工业应用的锌-铁合金有两种：一种是含铁量高的（ 10%25%或更高）合金，该镀层不易钝化，易磷化处理，对

29、油漆有良好的结合力，多用于钢板和钢带的表面处理，作为电泳漆的底层；另一种是含微量铁的锌-铁合金，镀层易钝化，耐蚀性能优良，特别经过黑色钝化，其耐蚀性有很大提高。锌- 铁合金工艺也可分为酸性和碱性两种类型，合金镀层含铁量一般在 0.2%0.7%之间，镀液中三价铁离子不能含量过高，否则会降低阴极电流效率，结晶粗大。以下仅介绍低铁含量电镀工艺。3 合金电镀3.1 高耐蚀锌合金电镀工艺3.1.2 电镀锌-镍合金工艺及钝化处理碱性锌镍合金的工艺特点：1) 镍含量稳定，镀层中镍含量一般为 810%。2) 合金镀层光亮，可直接钝化。3) 耐蚀性优异，8m 的锌镍合金镀层，经彩色钝化后能耐 NSS 试验 10

30、00 小时，不生白锈，2000 小时未见红锈。4) 经 100C 烘烤一小时后，在 NSS 试验中出现白锈时间在 300 小时以上。*碱性锌镍合金工艺组 成 含 量 工 艺 条 件氧化锌（g/L）氢氧化钠（g/L）硫酸镍（g/L）络合剂（NZ918C）g/L添加剂（NZ918A）ml/L光亮剂（NZ918B）ml/L81250120610501004646温度 1535 C阴极电流密度：DK=0.55.0A/dm 2阳极：锌、镀厚镍钢板、镍板阴、阳极面积比：=1:1.52* 碱性锌镍合金钝化工艺白色钝化 彩色钝化白色钝化剂（NZ918F）75g/L 彩色钝化剂（NZ918E）2535ml/L钝

31、化时间性 3060 秒 3060 秒pH 值 1.11.5 1.92.3温度 2535 C 5565 C搅拌 工件移动或无油压缩空气搅拌*系武汉材保电镀技术生产力促进中心工艺碱性锌镍合金及钝化工艺多年来一直在汽车工业，煤矿井下支架，军用野战输油管线、电子产品（磁性材料）、电力输变电支撑架等产品上获得应用.http:/www.managecn.org/ (海量营销管理培训资料下载)3.2 代铬工艺採用锡钴锌合金电镀作代铬镀层,近几年来在广东地区获得广泛应用。代铬电镀工艺, 镀层色泽和耐蚀性可与铬媲美, 能源消耗比镀铬低，镀液的深镀能力远胜于镀铬, 用于小零件的常规滚镀生产，经济效益显著。代铬电镀

32、工艺的工艺流程通常为:已镀好底层的镀件(包括酸性光亮铜、光亮镍、镍铁、铜锡合金或锌铜合金等 等)水洗弱酸活化水洗代铬电镀水洗钝化水洗干燥检验成品。典型的工艺配方和操作条件:代铬开缸剂 320 毫升/升代铬补给 1 号 90 毫升/升代铬稳定剂 50 毫升/升 代铬补给 3 号 10 毫升/升(需更蓝亮镀层时才加入)pH 值(可用磷酸或氢氧化钠调整) 11.512.0 温 度 4050阳 极 1Cr18Ni9 Ti 少量纯锌板(约占阳极总面积 1/5)电流密度 挂镀时 0.52 A/dm2 滚镀时 60100 A/桶阴极移动 2530 次/分滚桶转速 46 转/分代铬电镀溶液含有多种金属盐、络合

33、剂、缓冲剂和光亮剂。代铬添加剂系列中每个品种的 pH 值都不相同，例如：代铬补给 1 号 pH 值 1213，代铬补给 2 号 pH 值 23，代铬开缸剂 pH 值 78，代铬稳定剂 pH 值 89，所以把多种金属盐、多种络合剂等，不同的 pH 值溶液混合在一起，极容易引起镀液混浊沉淀。配制时必须注意加料顺序。在生产过程中镀液轻微混浊是正常现象，对镀液光亮度影响不大。但是，当出现严重混浊，镀液变成乳白色状，则镀层易变成灰白色或暗色，即使再添加其它补给剂，也难以镀出兰白光亮的代铬镀层。必须及时处理。产生混浊的原因，主要是锡盐水解或生成氢氧化钴沉淀。当稳定剂含量不足或金属离子浓度过高，或者 pH

34、值不当和温度过高都会加快镀液混浊。另外，加入 2 号补给剂过多，钴盐浓度升高，络合剂浓度不足，亦会出现氢氧化钴沉淀，同时触发锡盐水解，导致出现粉红色氢氧化钴和白色的偏锡酸沉淀物。工艺条件控制和常见故障镀液的温度对镀层外观影响较大，在 3845镀层呈光亮铬白色，温度低，色泽偏暗，类似不锈钢色；温度高，镀层有雾状或亚白色，同时也加速锡盐水解，产生混浊，故温度不宜超过 55。代铬电镀滚桶转速宜在 34 转/分左右。较慢的转速有利于增加镀液的分散能力和深镀能力，镀出白亮镀层；若转速过快，代铬层质量变差，有漏镀和镀层发黄等毛病。代铬电镀要用正式的 1 铬 18 镍 9 钛不锈钢板作阳极，如果用不锈铁或铁

35、板，阳极会发生溶解，镀层容易发黄。3.3 玫瑰金电镀工艺玫瑰金电镀工艺：是九十年代末流行的电镀工艺。 玫瑰金工艺可以获得流行的玫瑰金色，色泽鲜艳、均匀，具有极好的装饰效果。成熟的玫瑰金电镀工艺应工艺稳定，操作简单，溶液的深镀能力和均镀能力优异，成本较低。常见的玫瑰金电镀工艺的配方和工艺条件：玫瑰金盐 50 克/升氰 化 钠 50 克/升温 度 4555 时 间 40 秒2 分钟电 流 密 度 0.55A/d阳 极 不锈钢板工艺流程除用镀玫瑰金代替镀仿金外，其余工艺与镀仿金完全相同。玫瑰金中各主要成份和辅助成份均有严格比例，生产时不要加入任何金属盐或悬挂可溶性阳极，只要按消耗量添加补给剂，在工艺

36、范围内便可获得稳定的色调。进入玫瑰金槽的工件和挂具必须清洗干净。带入其它镀液会严重影响玫瑰金效果。严重时会造成玫瑰金液报废。3.4 仿金电镀工艺在装饰电镀工艺中，仿金电镀是应用面最广的电镀工艺。灯饰、锁具、吊扇、箱包、打火机、眼镜架、领带夹等各种制品虽然有着各式各样的外表，但绝大部份仍然是金色镀层，获得金色外观的方法很多，有镀真金、镀铜锌、铜锡或铜锡仿金，着金色电泳漆，代金胶工艺等。其中仿金电镀是普遍使用的工艺。铜锌、铜锡或铜锌锡合金电镀溶液中最常用，也最稳定的是氰化镀液。国内工厂一般都使用自己配制的合金电镀溶液。外资工厂和一部份国内工厂使用外国电镀原材料商提供的青铜盐。其工艺配方和操作条件为

37、：青铜盐 7090 g/L氨 水 12 ml/L温 度 3545 CDK 0.20.9 A/dm 2镀液组成：Cu 1518 g/LZn 68 g/Lhttp:/www.managecn.org/ (海量营销管理培训资料下载)游离 NaCN 810 g/L由于仿金镀层在空气中极易变色，因此，镀后处理极为重要。首先要进行钝化处理。虽然使用含六价铬的化学钝化效果也不错，但碱性重铬酸钾的电解钝化对防止仿金镀层变色效果更好，获得工厂的广泛应用。电解钝化的工艺配方和操作条件为：名 称 范 围仿金电解钝化粉 50100 克/升阴极电流密度 11.5A/dm 2pH 值 12.514.0温度 常温阳极 不锈

38、钢时间 11.5 分钟电解钝化时，镀件作阴极。电解钝化时，镀件作阴极。 要注意保持阳极表面清洁，若阳极表面产生黑色膜，应提出槽外经水洗酸洗水洗干净后，再放回镀槽内。为保证钝化质量，槽液 pH 值应不低于 12.5，电流 1A/dm2 以上，如为恒电压则 56V。钝化后的工件必须经过充分的水洗，再作切水和切油处理。其工艺流程如下：仿金水洗水洗电解钝化超声波水清洗水洗一次切水切油。切水是用切水剂脱去工件表面的水份，因此工件表面变得不亲水，切油是去掉工件表面的不亲水的切水剂，然后烘干喷漆。24K 仿金电镀，这里我要特别提到的是温州技术创新的 24K 仿金电镀。24K 仿金电镀不仅只是配方中络物和铜、

39、锌、锡三元含量和温度的优选，而更重要是电流和时间的选择，电流分三档不同安培数，三档电流受时间控制，拉开高、中、低阴极电流，先高后低、挂具不停地轻轻的晃动，在电流作用下，镀层由淡白微黄近 24K 金黄色，镀出金色调和罩光漆烘干温度相关。色泽近 24K 金色。漆烘干温度要偏低，镀层表面色泽应略带粉红为最佳，经罩光漆喷涂烘干冷却后转为 24K 金色。3.5 黑色镀层电镀工艺黑色镀层电镀工艺也是一种流行的仅次于仿金电镀工艺的装饰性电镀工艺。常规的黑色镀层是黑镍，即镍锌合金镀层。近年来以镍锡为主要黑色镀层获得了越来越广泛的应用，通常被称为枪色镀层或珍珠黑。武汉风帆公司的枪黑电镀工艺在国内推广应用广泛。它

40、们用于光学仪器、军工产品、轻工、日用五金产品的外观装饰和消光、吸热等功能性用途。这两种镀层均较薄，本身无法对基体起到良好的防腐效果，都应镀有铜、镍等中间镀层，以改善其外观及耐蚀性。镀后往往还要涂油或上一层有机涂料来加以保护。（1）镍锌合金（黑镍）以镍锌合金为主的黑镍中含镍约 40%-60%，锌 20%-30%，硫 0%-15%，有机物 10%左右，典型的工艺配方如下表：Ni-Zn 合金黑色镀层工艺http:/www.managecn.org/ (海量营销管理培训资料下载)组成（g/L）及工艺条件 1 2NiSO47H2O 90120 76100ZnSO47H2O 4060 4050(NH4)2

41、SO4 2030NiSO4(NH4)2SO46H2O 4060NH4CNS 2535 2535H3BO3 2535 2535PH 56 4.55.5温度 C 3035 3035DK（A/dm 2） 0.10.3 0.10.4在电镀过程中，硫氰酸根离子中硫与镍生成黑色的 NiS。由于电流密度很低，所获镀层较脆，故不可能镀得太厚，其镀层光亮度，全靠底镀层的光亮效果，底镀层越亮，黑镍层越显黑，否则黑度下降。（2）镍-锡合金（珍珠黑镀层）：Ni-Sn 镀层由于其黑色外观而常被称为枪色镀层或珍珠黑镀层。镀层中一般含 Ni35%、Sn65%，有时适当加入 Cu 以增加镀层硬度和改善外观。黑色 Ni-Sn

42、镀层，主要是 Ni 和 Sn 在一定比例下加入发黑剂，含 S、N 化合物，如含硫氨基酸等。与黑色Ni-Zn 镀层一样，Ni-Sn 的黑色程度也往往取决于底镀层的光亮效果，但一般来讲，Ni-Sn 镀层的黑度略差于 Ni-Zn 镀层。但这种色调十分庄重、典雅深受人们的喜爱，已广泛用于日用五金、自行车、灯具、首饰等行业。珍珠黑电镀工艺分有氰和无氰两类。氰化物镀液较稳定，黑色较均匀；无氰镀液的络合剂如果选择适当，也可获得较好的效果。下表是两种工艺配方的例子：组成（g/L）及工艺条件 1 2SnCL22H2O 50 10NiCL26H2O 250 75NiSO47H2O 20K4P2O7 250蛋氨酸

43、5开缸剂 200ml/L调黑剂 1015ml/LPH 4.55.5 8.5温度 C 5065 50DK A/dm2 0.51 2http:/www.managecn.org/ (海量营销管理培训资料下载)Ni-Zn 与 Ni-Sn 黑色镀层均易变色，尤其是 Ni-Zn 镀层更易变色，电镀表面失光、黑度不匀，严重影响外观。由于这类镀层在镀后脱水之前，接触电镀车间的有害气体，极易变色，所以镀后一定要进行钝化处理。以下钝化液对 Ni-Zn 与 Ni-Sn 黑色镀层防变色有较好效果。CrO3 35g/L pH 24室温 1020 秒钝代处理只能在短时间或工序间防止变色，因这类镀层薄而脆，不耐磨、不耐用

44、，为了提高其实用效果和使用寿命，经钝化后的黑色镀层一般都要涂覆一层保护涂料。OMI 公司、新加坡独资的台州恩森公司推出的黑色 Sn-Ni 合金、黑色 Sn-Co 合金、白色代铬 Sn-Cr 合金效果都较好，受到用户青睐，典型的工艺流程如下：1) 无镍流程前处理流水清洗3酸性光亮镀铜流水清洗3白色铜锡代镍流水清洗3 流水清洗3 流水清洗3烘干包装2）含镍合金电镀前处理流水清洗3酸性光亮镀铜流水清洗3全光亮镀镍流水清洗3 流水清洗3 流水清洗3烘干包装3）双色合金电镀前处理流水清洗3酸性光亮镀铜流水清洗3全光亮镀镍流水清洗3仿金电镀流水清洗3涂漆保护酸活化流水清洗3 流水清洗3退保护漆处理流水清洗

45、3电泳漆或浸漆烘干包装4 电子电镀4.1 PCB 电镀简况2000 年我国 PCB 产值为 36.35 亿美元，占全球 PCB 产值的 8.7%，居世界第 4 位。在我国的 PCB 产值中，广东占 83.5%。因此，广东地区 PCB 电镀是一个极大的产业。据不完全统计，广东 PCB 厂家仅磷铜一种原料，年消耗量达 10000 吨左右。大型 PCB 企业年消耗磷铜400-600 吨，中型企业 200-300 吨。广东地区一年需要 PCB 酸铜光亮剂达 1000 多吨。仅磷铜和酸铜光亮剂年销售产值达到 4-5 亿元。PCB 生产中涉及的表面处理工艺有脱脂、去孔内壁沾污、活化处理、化学镀铜、直接电镀

46、工艺、电镀铅锡合金、铜箔蚀刻、化学镀镍、金工艺等。因此需要大量的电镀特殊化学品和普通的化学原材料，全部加起来达几十亿元人民币。目前 PCB 行业使用的特殊化学品 90%以上为国际大公司如著名的美国公司 MacDermind，Shipley LeaRonal原德国公司 Schering, schlotter 等所垄断，（现 LeaRona 为 Shipley 所兼并，Schering 合并于Atotech,MacDermind 兼并了英国 Canning）。国内仅少数几家研究所和电镀添加剂生产商的产品进入为数不多的小型 PCB 企业。一方面是因为 PCB 生产对所有原材料的要求十分严格，另一方面

47、是因为 PCB 的生产环节多，价值昂贵，出现质量问题后经济责任重大。因此国内从事表面处理的研究所和电镀添加剂生产企业只有加大投入，引进专业高技术人才，添置专用仪器设备研究开发，才有可能进入 PCB 这个市场潜力巨http:/www.managecn.org/ (海量营销管理培训资料下载)大的行业。4.1.1 传统的 PCB 的电镀印制线路板（指双面和多层）能形成工业规模生产，是得益于 PCK 公司在 1963 年专利发表的化学镀铜配方和 Shipley 公司于是 1961 年专利发表的胶体钯配方。它们是使通孔镀得以成为自动线运行的基础，也是后来被广泛接受的制作 PCB 的基础工艺。进入 90

48、年代以来，传统的以化学镀铜为主体的孔化（PTH）工艺受到多方面的压力和挑战。下面是传统的制作 PCB 的流程:缺化学镀 Cu 溶液共同特点是：（1）都含有络合剂或螯合剂，如酒石酸钾钠，EDTA 以及 EDTP；（2）化学镀Cu 的还原剂都采用甲醛；而稳定剂又以氰化物为多。络合剂 EDTA 或 EDTP 的存在给废水处理带来极大的困难，甲醛是众所周知的致癌物，传统的化学镀铜的另一缺点是：副反应使化学镀铜槽液维护和管理困难，从而导致化学镀铜质量问题。化学镀铜的成本往往由于未充分利用而相差很大。一个不连续生产的槽液的成本比一个连续生产的槽液高几倍。因此，化学镀铜工艺一直是困扰 PCB 制造者的问题。

49、4.1.2 直接电镀技术出现和发展进入 80 年代后，欧美国家对环保制订了更加严格的要求，特别是对有毒害的甲醛以及难处理的螯合剂的排放。迫使大多数溶液供应商寻找代替传统化学镀铜实现孔金属化的新方法。直接电镀技术及其产品经过较长时间的试用，取得 PCB 生产厂家的认可，是在 90 年代中期。作为代替化学镀铜的直接电镀技术必须满足以下条件：（1）在非导体包括环氧玻璃布、聚酰亚胺、聚四氟乙烯等孔壁基材上，通过特殊处理形成一层导电层，以实现金属电镀。同时还必须保证镀层与基体具有良好的结合力。（2）形成导电层所用的化学药水对环境污染小，易于进行“三废”处理，不会再造成严重污染。（3）形成导电层的工艺流程越短越好，而且要求操作范围应较宽，便于操作与维护。（4）能适