电镀技艺诀窍(一)

电镀技艺诀窍(一)

1前处理

1.1钢铁件的前处理

钢铁件常规的除油方法有有机除油、无机除油和机械除油(手刷、刷光机、抛光和喷砂)。

(1)有机除油常用的溶剂为三氯乙烯、四氯化碳、汽油、煤油和酒精等。

用三氯乙烯除油效果好,但成本高、易挥发、毒性大,不适合环保要求;设备投资大;对油污较重的制件即使需要有机除油,采用汽、煤油处理就可以了。关键在如何既要节省化工原料又要除尽油污。如高档打火机壳、电风扇罩等制件油污重、形状复杂、焊接点多,先行有机除油(在以汽油、煤油处理下,需采用多道汽油槽分粗洗、细洗,然后将原第二道推为一道轮换使用,并作好废油的回收利用处理。处理过程中,要加盖,并要加强防爆、防火措施)。

(2)化学除油:化学除油分除蜡、碱性除油和酸性除油。

①对要求高、油污重的,需采用脱蜡剂先行脱脂(需在55~70℃中浸渍),并配合空气搅拌、摇摆振动。最好采用超声波设备脱脂,其效果更佳。

②碱性化学除油是常用的方法,它有皂化乳化作用。但不少厂家在配方中只重视应用氢氧化钠或碳酸钠,而忽视乳化剂磷酸三钠的作用。例如某厂家除油不良,原来只补充氢氧化钠不补磷酸三钠,结果铁件表面除油后发黑,除油效果不良。因此,建议采用良好的除油配方:氢氧化钠20~30 g/L,碳酸钠15~25g/L;磷酸三钠40~60 g/L,另外,再补加些日用的洗涤剂或皂粉3~8 g/L。此方寿命长,除油效果好。在除油过程中,更应该注意除油后的零件在出槽时会被漂浮液面上的油污黏住,从而影响除油效果。为此,要常设法捞去液面上的油污(如用草纸吸;或除油槽液面处设排浮油溢口,油污会自动地涨溢排出)。

槽温不要过高,在75~90℃为好。高温工作虽好,但对碱性除油材料的分解耗损会增大。对弹性零件热处理的且黑氧化皮较厚的工件,特别是弹簧紧压面,一般的前处理很难达标,建议采用先进行松膜处理(配方:氢氧化钠80~120 g/L,高锰酸钾80~100 g/L,温度80~90℃,经15~25min处理后,既除了油,又松动了氧化皮)再浸浓盐酸2~3 min,即可除去氧化黑皮。某厂加工运动器材的拉力器密绕弹簧,用此法后,镀铜套铬成品合格率百分之百且又无脆性。

③酸性除油:常用的是以硫酸为主的配方,而特别推荐的是除油酸洗一步法:硫酸比重在1.68,加入OP乳化剂15 g/L、硫脲15 g/L,温度60~75℃,时间1~5 min,此时除油效果最佳,既除油又除锈。此工艺进行后,表面会有层灰膜,特别对中高碳钢材,在浓的盐酸中浸渍10~20 s便可除去。

④对加温条件不具备或节约能源起见,或因制件大且要求不甚高的前处理亦可采用常温除油剂,其成本较低。若以常温除油剂做初级前处理除油+化学除油那就更好了。例:上海正益常温除油灵等,可增强环保和降低成本。

⑤经热处理渗氮、淬火回火的弹性和紧固件的除油除锈法如不当,也很影响电镀产品的质量(如氢脆或镀不上、起泡等),某厂镀锌件自攻螺钉(系氮化处理的),经除油、盐酸处理后,再去滚镀锌。结果,就镀不上锌(氰化锌镀锌),后采用了在盐酸液中加入了些高锰酸钾、十二烷基硫酸钠处理后就镀上了锌。

(3)机械除油:有木屑滚擦法、石灰法、喷砂、抛光法、老粉和碳酸钠浆刷光机抛刷法等。

①对大型和表面光洁度要求不高和表面要求一定粗糙度的可行喷砂、抛光除油,且经抛光处理的制作可增强抗击强度,增加制件的使用寿命。象机轮、手轮的扣手经抛丸处理后寿命增强数倍。

②某些也可用石灰浆涂刷在零件上一段时后,再用水冲刷除油,此法对设备限制的厂家很实用。

③对小型零件可以滚桶中加碱或皂角滚光除油。

④对要求稍高的制件采用振动擦光机擦光最好,其内加入除油剂,选用对口径的磨料。这样,既除了油也除了锈,更提高了制作的光洁度(2~3级),可对某些可不抛光的零件起抛光作用。

⑤对某些产品亦可采用刷光机处理,刷轮用大芯棕毛刷将老粉(碳酸钙)和碳酸钠水溶液搅成糊浆状,后再慢慢滴在刷轮上除油,有效果,还经济。

⑥在常规的盐酸和硫酸酸洗液中加入0.8 g/L的十二烷基硫酸钠(先溶于水后加入)可提高酸洗质量。若酸的浓度或用时过久酸不足且没酸可加时,可在酸液中补加些双氧水,又可使用一段时间。

⑦对某些表面光洁度尚可的弹性零件,浸酸时间很短就电镀仍有氢脆时,可采用硫酸阳极电解法处理[配方:硫酸(密度1.68 g/cm)中加入些甘油,电流3~5 A/dm,电压6~12 V],氢脆问题就可解决。

⑧对不锈钢及特种钢一般前处理不达标时,可以用活化酸盐阳极电解处理,阳极用高密度石墨板。配方:活化酸盐80~250 g/L。

这里特别提示,经前处理后的钢铁件,最好电镀前在防锈水中储存(配方:亚硝酸钠100~150 g/L,碳酸钠80~100 g/L),随镀随取出装挂。很多厂家发现前处理跟不上装挂电镀的要求,使前处理马虎而影响电镀质量。可采取前处理人员提前上班,将前处理好的制件保存在防锈水中(防锈能力可达一周左右)。角铁、钢板先行前处理,并经防锈水处理后可保存一周不锈,再焊接时,能焊牢固。焊好的制品还要加工螺孔,此时,只要进行轻微的前处理。这样,加工速度快,螺孔又不腐蚀,提高了产品质量。

1.2铜及其合金前处理

(1)前处理方法基本与钢铁件相同,只是在配方和方法上有所改进。如除油配方中的碱浓度要低些。若高了,铜制件表面易腐蚀,特别对合金成分不明的零件。镇江某电子接插件电镀厂螺套件因其基材为杂铜制造,可能含铅、锡之类,无牌号铜,结果由于除油碱性过高、除油时间过长,零件过度腐蚀了。

(2)对因腐蚀而表面有灰黑膜、盐酸又不能浸蚀掉的零件,可以在混合酸中除去。其工艺是在铬酸酐100~150 g/L、硫酸10~15 ml/L、硝酸25~30ml/L中浸渍2~5 s。也可以在硝酸、硫酸、少量盐酸和硫酸铜的混酸中,室温下,酸洗1~2 s,加入些尿素更好。

(3)对经热处理的铜件表面厚氧化皮或有焊接的零件,可在钢铁件发蓝(氧化)槽液中浸渍后再经浓盐酸处理后,在硝酸、碳酸、盐酸、混合酸中进行酸洗。

(4)对大型铜制件且有铜焊、银焊件(有焊疤)可先行在硼酸钠液中加温处理一下,然后在浓硫酸中预浸,再用铬酸、硫酸和硝酸的混酸酸洗,但电镀前要先行用稀硫酸(3~5 ml/L)除膜处理。

(5)铜件前处理后的活化处理最好用二道工序:先经稀硫酸活化后再用氰化钠(35 g/L)活化(特别是镀银件)。

(6)含铅黄铜以一般的前处理法酸洗后光泽度不是挺好,建议配方:硫酸五份、硝酸一份的光泽酸洗,光洁光亮度极好(电子、电器开关上的含铅、铜件)。

1.3锌合金的前处理

锌合金件成型多以压铸成型,孔隙率较大且锌是两性金属,酸碱都不得法,所以做好前处理是电镀质量的一大关键。常规的前处理法有如下三种。

1.3.1化学处理法

在浓硫酸(相对密度不低于1.68 g/cm)中加入OP乳化剂或平平加处理。此法处理的注意事项:

(1)在低温处理时OP会漂浮液面上,并与处理后的油污会合在一起黏住零件表面。

(2)在工作一段时间后温度会升高,要防止腐蚀零件。因此,处理液温应控制在50~65℃内。

(3)也有在处理液中不加OP的,但效果会有一种假象,处理后水洗看上去亲水的,但经电镀后镀层易起泡,甚至搁置库房或出厂后一段时间又发现起泡了,或经不起温度烘烤。

(4)经化学处理后,表面有层灰膜必须用防染盐S和氰化钠溶液处理掉此膜。此浸渍方法对一般制件的处理能满足产品质量要求。

1.3.2组合除油处理法

对要求较高的制件最好采用组合处理法:有机除油+化学除油+电解除油+活化+电镀工艺。

(1)有机除油最好的是三氯乙烯除油机设备处理,但成本高、挥发大、毒性大。以汽油等有机除油亦可。

(2)化学除油要选定较好的对口径的除油剂使用,如安美特和柏安美公司的锌合金除油剂和电化学除油粉较为妥当。经化学除油的制件约1~2 min见有冒泡,但除油后表面无黑或灰膜为正常(液温70~80℃)。

(3)电解除油采用双极(正反极)阴极电解约20~30 s,阳极电解3~5 s,温度55~65℃,电流密度以0.5~1.0 A/dm为好。

(4)活化工序:活化酸盐50~70 g/L,室温、时间2~3 s(不宜过长)。

(5)电镀工艺:前处理后电镀氰化铜。推荐用安美特的二号光亮铜,其浓度高、深镀性好,上电快,镀层细致光泽;缺陷是成本高,氰化物含量高,新开槽的时候气味重,但经二、三天生产后反倒比中低浓度的一般氰化配方气味还小。

如上介绍的前处理对打火机壳体、灯具、锁具大批量生产鉴定正品率高,且电镀后喷漆烘干(150~180℃)时,不起泡,镀层结合力良好。

1.3.3振动机械振动擦光机法

专用设备是高频的,加入对口磨料、除油剂及擦光剂来进行。特别对形状复杂又不易进行机械抛光的制件,例某厂电镀压铸的标牌字体和图案凹凸不平,底面又是砂纹,经一般前处理后无法达标,废品搁置了几天约2万件;采用振动擦光法后,生产产品全部合格。

本文来自《表面工程资讯》2010年第2期。