2008年7月
电镀与环保第28卷第4期(总第162期)
・41・
・经 验・
铝合金镀银
唐进军
(湖南开关厂技术部, 湖南长沙410009)
中图分类号:TQ 153 文献标识码:B 文章编号:100024742(2008) 0420041202
0 前言
铝及铝合金具有密度小、机械强度高以及良好的导电性能。在全球铜价居高不下的形势下, 替代铜及铜合金具有广阔的前景。对于不是超高压、超大电流情况下, 镀银。节约大量的铜资源, 。
, 电性能。
θ
t
60～80°C
2. 2 碱蚀
:H
4H 2O Na 2CO 3NaF
50～60g/L 25～40g/L 20～30g/L 25～40g/L 45～60°C 5～10s
θ
t
1 铝合金镀银
1. 1 材料
2. 3 出光
对于含硅量高的铝合金, 采用HNO 3和HF 的体积分数分别为450mL/L 和150mL/L 的混合酸进行出光处理, 可以得到理想的银灰色的表面。如果是一般的铝件, 可以不加HF , 仅用HNO 3500mL/L 即可。2. 4 浸锌
工件一般为ZL104铸铝合金, 其化学成分的质量分数分别为Si 8. 0%～10. 5%、Mg 0. 17%～0. 30%、Mn 0. 2%～0. 5%, 其余为铝。
生产中所用的溶液均用分析纯药品和纯水配制。
1. 2 工艺流程
浸锌液组分及工艺条件:NaO H
120～180g/L 12～18g/L 1. 5～2. 0g/L 1. 0～1. 5g/L 10～15g/L 20～35°C 20～30s
铸铝件水洗
抹布擦油出光
化学除油水洗
水洗回收
水洗一次浸锌
氰化热检验
ZnO NiCl 2FeCl 3
Na KC 4H 4O 6
θ
t
2 主要工序说明
2. 1 除油
为了可靠起见, 常采用两次浸锌法。一次浸锌时, 铝合金镀覆层分为两层, 内层与铝基体结合的是锌2铁合金, 外表是锌层。因为一次浸锌难免还有铝的自然氧化物膜残留, 所以一次浸锌后要在1∶1的硝酸中退除; 将表面锌和残留的氧化物上生成的粗晶锌除去; 清洗后二次浸锌, 这样结合力更好。
经上述前处理后的铝及铝合金零件应无油、无过腐蚀现象, 锌层应完整、细致。
25～35g/L 40～60g/L 5～10g/L
2. 5 氰化物镀铜
由于工件表面有许多机械加工油, 在进行化学除油前, 用抹布可以擦掉大量的油脂, 减轻化学除油的压力。采用有机溶剂擦拭工件表面, 再在超声波水浴中进行碱性除油。特别注意清除工件细孔和盲孔中的油污。
化学除油液组分及工艺条件:Na 2CO 3
Na 3PO 4・12H 2O NaO H
氰化物镀铜液组分及工艺条件:CuCN
25～30g/L
July 2008 ・42・ Electroplating &Pollution Control 8. 0～10. 0g/L
20～30g/L 3～8g/L 5～30g/L 0. 3～1. 0A/dm 2
6～10V 18～35°C
V ol. 28N o. 4
NaCN (游离) Na KC 4H 4O 6NaO H Na 2CO 3
J k U
壁零件, 防止其漂浮于溶液中。2. 7 镀银层防变色处理
银在含有氯化物、硫化物的空气中, 其表面会很
快变色。在高温、高湿和有氧条件下, 极其微量的硫化氢或硫化物就能使银表面生成很薄的硫化银, 使银呈黑色。因此, 防银变色成为迫切需要解决的问题。
在操作中需要注意以下几点:
(1) 如果镀银层仅作为导电功能性镀层, 不必加入光亮剂。, 引起银变色。
() , 要防止浸银。, 还容易滞留在银镀层的表面, 造成银镀层变色。
(3) 镀银液中必须保证一定量的游离KCN , 用高纯银板作为阳极, 防止银阳极钝化, 产生原子态氧氧化光亮剂, 产生硫化物。
(4) 零件从镀槽中取出应马上清洗。不要在空气中滞留过长时间, 以免氧化镀银层, 可以有效防止变色。
(5) 银镀层防变色处理①在银上镀贵金属, 如金、铑、钯等。但是成本高, 也失去银层的特性外观。②涂覆有机膜层, 强电产品可以考虑, 弱电产品会增加接触电阻和影响焊接性能。③采用化学钝化法, 在银上形成一层化学转化膜。④采用电化学钝化法, 形成一层电化学转化膜。后两种方法简单易行, 对焊接和接触电阻影响较小。特别是电化学钝化法用得较多。
电化学钝化液配方及工艺条件:K 2Cr 2O 725～35g/L Al (O H ) 30. 5～0. 7g/L
p H 值
3～418～35℃0. 1～0. 2A/dm 2
1～2min
θ
2. 6 氰化物镀银
2. 6. 1 预镀银液组分及工艺条件
AgCN KCN K 2CO 3
3～5g/L 60～70g/L 5～10g/L 18～35°C
0. 3～0. 2
θ
J k t
阳极
2. 6. 2 AgCl KCN (总量) KCN (游离) K 2CO 3
J k U
30～40g/L 50～70g/L 20～35g/L 20～40g/L 0. 3～1. 0A/dm 2
2～3V 18～35°C
θ
t
视厚度而定
2. 6. 3 工艺操作要点
(1) AgCl 的制备 我国没有AgCN , 常用AgNO 3与NaCl 反应生产AgCl ,AgCl 容易受光反
应生成Ag 2O 或者还原成银, 要避光操作。
AgNO 3+NaCl AgCl +NaNO 3
根据方程式计算, 制备1g AgCl 需要1. 6g AgNO 3和0. 5g NaCl 。将它们分别溶于蒸馏水中, 然后将NaCl 溶液在搅拌下加入AgNO 3溶液中, 澄清, 用蒸馏水洗涤2～3次即可。
(2) AgCN 的制备 将新制的AgCl 溶于已用蒸馏水溶解的KCN 溶液中(1g AgCl 需要0. 9g KCN 才能形成配位物, 还需要计算游离KCN 的量) 。
(3) 镀银用KCN 而不用NaCN 。因为钾离子导电能力比钠离子的强, 形成的K 2CO 3溶解度大。钾盐能允许较高的极限电流密度和较宽的光亮电流密度范围。
(4) 铝合金工件必须带电入槽, 防止锌层溶解。由于铝合金密度小, 必须确保良好电接触。对于薄
θ
J k t
3 结束语
铝合金工件镀银工艺复杂, 在操作过程中必须严格按工艺要求, 认真操作才能镀出结合力良好的合格品。对于防止镀银层变色, 有许多方法值得研究。
收稿日期:2007212226
2008年7月
电镀与环保第28卷第4期(总第162期)
・41・
・经 验・
铝合金镀银
唐进军
(湖南开关厂技术部, 湖南长沙410009)
中图分类号:TQ 153 文献标识码:B 文章编号:100024742(2008) 0420041202
0 前言
铝及铝合金具有密度小、机械强度高以及良好的导电性能。在全球铜价居高不下的形势下, 替代铜及铜合金具有广阔的前景。对于不是超高压、超大电流情况下, 镀银。节约大量的铜资源, 。
, 电性能。
θ
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60～80°C
2. 2 碱蚀
:H
4H 2O Na 2CO 3NaF
50～60g/L 25～40g/L 20～30g/L 25～40g/L 45～60°C 5～10s
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1 铝合金镀银
1. 1 材料
2. 3 出光
对于含硅量高的铝合金, 采用HNO 3和HF 的体积分数分别为450mL/L 和150mL/L 的混合酸进行出光处理, 可以得到理想的银灰色的表面。如果是一般的铝件, 可以不加HF , 仅用HNO 3500mL/L 即可。2. 4 浸锌
工件一般为ZL104铸铝合金, 其化学成分的质量分数分别为Si 8. 0%～10. 5%、Mg 0. 17%～0. 30%、Mn 0. 2%～0. 5%, 其余为铝。
生产中所用的溶液均用分析纯药品和纯水配制。
1. 2 工艺流程
浸锌液组分及工艺条件:NaO H
120～180g/L 12～18g/L 1. 5～2. 0g/L 1. 0～1. 5g/L 10～15g/L 20～35°C 20～30s
铸铝件水洗
抹布擦油出光
化学除油水洗
水洗回收
水洗一次浸锌
氰化热检验
ZnO NiCl 2FeCl 3
Na KC 4H 4O 6
θ
t
2 主要工序说明
2. 1 除油
为了可靠起见, 常采用两次浸锌法。一次浸锌时, 铝合金镀覆层分为两层, 内层与铝基体结合的是锌2铁合金, 外表是锌层。因为一次浸锌难免还有铝的自然氧化物膜残留, 所以一次浸锌后要在1∶1的硝酸中退除; 将表面锌和残留的氧化物上生成的粗晶锌除去; 清洗后二次浸锌, 这样结合力更好。
经上述前处理后的铝及铝合金零件应无油、无过腐蚀现象, 锌层应完整、细致。
25～35g/L 40～60g/L 5～10g/L
2. 5 氰化物镀铜
由于工件表面有许多机械加工油, 在进行化学除油前, 用抹布可以擦掉大量的油脂, 减轻化学除油的压力。采用有机溶剂擦拭工件表面, 再在超声波水浴中进行碱性除油。特别注意清除工件细孔和盲孔中的油污。
化学除油液组分及工艺条件:Na 2CO 3
Na 3PO 4・12H 2O NaO H
氰化物镀铜液组分及工艺条件:CuCN
25～30g/L
July 2008 ・42・ Electroplating &Pollution Control 8. 0～10. 0g/L
20～30g/L 3～8g/L 5～30g/L 0. 3～1. 0A/dm 2
6～10V 18～35°C
V ol. 28N o. 4
NaCN (游离) Na KC 4H 4O 6NaO H Na 2CO 3
J k U
壁零件, 防止其漂浮于溶液中。2. 7 镀银层防变色处理
银在含有氯化物、硫化物的空气中, 其表面会很
快变色。在高温、高湿和有氧条件下, 极其微量的硫化氢或硫化物就能使银表面生成很薄的硫化银, 使银呈黑色。因此, 防银变色成为迫切需要解决的问题。
在操作中需要注意以下几点:
(1) 如果镀银层仅作为导电功能性镀层, 不必加入光亮剂。, 引起银变色。
() , 要防止浸银。, 还容易滞留在银镀层的表面, 造成银镀层变色。
(3) 镀银液中必须保证一定量的游离KCN , 用高纯银板作为阳极, 防止银阳极钝化, 产生原子态氧氧化光亮剂, 产生硫化物。
(4) 零件从镀槽中取出应马上清洗。不要在空气中滞留过长时间, 以免氧化镀银层, 可以有效防止变色。
(5) 银镀层防变色处理①在银上镀贵金属, 如金、铑、钯等。但是成本高, 也失去银层的特性外观。②涂覆有机膜层, 强电产品可以考虑, 弱电产品会增加接触电阻和影响焊接性能。③采用化学钝化法, 在银上形成一层化学转化膜。④采用电化学钝化法, 形成一层电化学转化膜。后两种方法简单易行, 对焊接和接触电阻影响较小。特别是电化学钝化法用得较多。
电化学钝化液配方及工艺条件:K 2Cr 2O 725～35g/L Al (O H ) 30. 5～0. 7g/L
p H 值
3～418～35℃0. 1～0. 2A/dm 2
1～2min
θ
2. 6 氰化物镀银
2. 6. 1 预镀银液组分及工艺条件
AgCN KCN K 2CO 3
3～5g/L 60～70g/L 5～10g/L 18～35°C
0. 3～0. 2
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阳极
2. 6. 2 AgCl KCN (总量) KCN (游离) K 2CO 3
J k U
30～40g/L 50～70g/L 20～35g/L 20～40g/L 0. 3～1. 0A/dm 2
2～3V 18～35°C
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t
视厚度而定
2. 6. 3 工艺操作要点
(1) AgCl 的制备 我国没有AgCN , 常用AgNO 3与NaCl 反应生产AgCl ,AgCl 容易受光反
应生成Ag 2O 或者还原成银, 要避光操作。
AgNO 3+NaCl AgCl +NaNO 3
根据方程式计算, 制备1g AgCl 需要1. 6g AgNO 3和0. 5g NaCl 。将它们分别溶于蒸馏水中, 然后将NaCl 溶液在搅拌下加入AgNO 3溶液中, 澄清, 用蒸馏水洗涤2～3次即可。
(2) AgCN 的制备 将新制的AgCl 溶于已用蒸馏水溶解的KCN 溶液中(1g AgCl 需要0. 9g KCN 才能形成配位物, 还需要计算游离KCN 的量) 。
(3) 镀银用KCN 而不用NaCN 。因为钾离子导电能力比钠离子的强, 形成的K 2CO 3溶解度大。钾盐能允许较高的极限电流密度和较宽的光亮电流密度范围。
(4) 铝合金工件必须带电入槽, 防止锌层溶解。由于铝合金密度小, 必须确保良好电接触。对于薄
θ
J k t
3 结束语
铝合金工件镀银工艺复杂, 在操作过程中必须严格按工艺要求, 认真操作才能镀出结合力良好的合格品。对于防止镀银层变色, 有许多方法值得研究。
收稿日期:2007212226