| 一、 特点 1、镀层与基体结合力好，能在钢铁件上直接镀而无需预浸或预镀。 2、允许阴极电流密度(DK)范围宽(1.0～3.0A/dm2)与氰化物镀铜工艺相 当。 3、镀液深镀能力、电流效率与镀层外观细致光泽性优于氰化物镀铜工艺。 4、镀液成分简单、稳定、维护方便。 5、无氰，操作安全，有利于环境保护，可取代氰化物镀铜工艺。 二、 工艺规范 CuSO4.5H2O [或Cu(OH)2.CuCO3 ] HP络合剂(电镀专用、≥50%) 30 ～ 40 g / L 14 ～ 20 g / L 160 ～260g / L K2CO3 CuR-1添加剂 PH值(用KOH调节) 阴极电流密度(DK) 温度(T) 阴阳极面积比(SK ：SA) 阴极移动或空气搅拌 阳极材料 ： 压铸的电解纯铜板 (说明：HP络合剂分子量：206.0) 40 ～ 60 g / L 20 ～ 30 ml / L 9.0 ～ 10.0 1.0 ～ 3.0 A /dm2 30 ～50 ℃ 1 ：1 ～ 1.5 三、 镀液的配制 按需要称取HP(络合剂)，用水稀释至总体积的60 %左右，逐渐加入浓的 KOH溶液(KOH要缓慢加入，以防止中和放热反应过分激烈)，调节PH值至8左右。然后加入所需铜盐[CuSO4.5H2O或Cu(OH)2CuCO3 ]，搅拌溶解后加入导电盐K2CO3。待全部溶解后，如PH值偏低，可加入KOH调节PH值至9～10之间。然后加入添加剂CuR-1(20～30 ml)，最后加水稀释至所需体积。 四、 镀液中各成分的作用及工艺条件的影响 1、铜盐 铜盐可用碱式碳酸铜[Cu(OH)2CuCO3]或硫酸铜(CuSO4.5H2O)。Cu2+的浓度与允许电流密度和分散能力有关。为了使允许电流密度、分散能力和沉积速度等性能均达到实用要求，经试验Cu2+含量在8～12g/L之间为宜。镀液中Cu2+浓度过低，光亮范围缩小，允许电流密度下降;Cu2+过高，分散能力降低。 2、HP(络合剂) HP是镀液中Cu2+的主络合剂。在镀液所确定的工艺范围内主要生成HP/Cu2+摩尔比值为2的络阴离子—[Cu(HL)2]6—，其组成和结构已经研究测定。镀液中HP含量在保证与Cu2+充分络合的条件下还必须有一定量呈游离状态。研究的结果表明： 当镀液中HP/Cu2+克分子比在3～4 ：1范围内、PH值在9～10范围内所获得的铜镀层与钢铁基体结合能力好，外观细致半光亮;如HP/Cu2+克分子比值太低，镀层光亮区范围缩小，分散能力降低并且影响结合力，阳极也易钝化;HP/Cu2+克分子比值太高，镀液阴极电流效率低，沉积速度慢，镀液成本也相应提高。因此，当镀液中Cu2+含量在8～12g/L时，HP(100%)的浓度为80～130g/L为宜。 3、碳酸钾 碳酸钾是导电盐，能提高镀液导电率和分散能力。根据试验结果，K2CO3含量一般在40～60g/L为宜，含量太高会缩小镀层光亮区范围。 4、CuR-1添加剂 CuR-1添加剂主要作用是扩大允许阴极电流密度(DK)并提高整平性能。镀液未加CuR-1添加剂时，最大允许阴极电流密度为1.5A/dm2;加入CuR-1添加剂后最大允许阴极电流密度能扩大至3.0A/dm2。配槽时CuR-1添加量为20～30 ml/L。补充添加量可根据允许电流密度变化，利用赫尔槽试验确定。CuR-1添加剂的消耗量为100～150ml/KAH。 5、PH值 HP与Cu2+生成的络离子状态视镀液的PH值而定。根据试验结果，PH值要求控制在9～10之间为宜。PH值过低易产生置换镀层，而且分散能力变差;PH值过高，赫尔槽试片光亮区范围缩小，镀层色泽变暗。镀液调整PH值时，一般调高PH值用KOH，调低PH值可用HP络合剂(酸)。 6、温度 根据试验结果，镀液温度在30～50℃ 的范围内均能获得结合力良好的铜镀层。但镀液温度会影响镀层外观光泽性和分散能力。如温度控制在45～50℃时比控制在30℃时镀层光泽和分散能力均提高。但若温度过高(>50℃)则能源消耗大，槽液挥发量也大。故镀液温度应视具体要求而定，一般以不超过50℃为宜。 7、阴极电流密度(DK)～ 根据试验结果，上述基本镀液配方在未加CuR-1添加剂时允许电流密度范围在1.0～1.5A/dm2。实际允许电流密度大小还决定于镀液的温度和阴极是否移动。一般在温度为45℃、采用阴极移动(15～25次/min)时,允许电流密度的上限可达1.5A/dm2;加入CuR-1添加剂时的镀液允许阴极电流密度上限可扩大至3.0 A /dm2。 8、阳极 阳极采用纯度高的轧制铜板较好。为尽量避免阳极泥污染镀液，影响电镀质量，阳极最好采用尼龙套包裹。镀液中HP/ Cu2+摩尔比降低或阳极面积较阴极面积比例过小均易使阳极钝化。一般阴极面积与阳极面积比例(SK ：SA)要求控制在1:1.0 ～ 1.5。可根据电镀实际情况进行调整。 五、 镀液的维护和管理 HP镀铜新工艺的特点之一是能在钢铁件上直接电镀，获得结合力良好的铜镀层，无需预镀。这是其它无氰镀铜工艺不易做到的。但保证结合力良好是有条件的。要保证铜镀层与钢铁基体结合力良好，电镀时必须避免产生疏松的置换铜镀层和钢铁件表面处于钝态。为此，一定要注意做到： (1)避免镀件前处理不良，避免表面油污未除净以及经盐酸活化后必须清洗干净，避免酸液残留镀件表面。 (2)镀液的PH值要保持在9～10之间。 (3)镀液中HP/Cu克分子比要在3～4 ：1的范围内。 (4)电镀时特别要注意起始阴极电流密度(DS)不能太小，必须达到能使钢铁件表面处于活态。对于HP-Cu镀液来说一般DS≥1 A/dm2时就能保证良好的结合力。如电镀时DS太小，例如DS为0.2 A/dm2，则不能使钢铁件表面钝态转化为活态，获得铜镀层结合力就差。 为维护镀液的正常工作，使之少出故障，在管理中应注意做到： (1) 定期分析镀液各主要组分，以便及时调整各项成分在正常工艺规范内; (2) 定期过滤镀液，电镀过程中铜阳极会产生阳极泥，虽然阳极有护套，但 细小的“铜粉”仍然能进入镀液，因此，要定期过滤除去。 (3) 控制阴阳极面积比。生产过程中需要根据阴阳极面积及时调整成比例 的阳极面积。当阳极面积大大超过阴极面积时镀层表面会产生“毛刺”，使镀层质量下降;如阴极面积大大超过阳极面积，则阳极处于钝化状态，会引起阳极大量析氧破坏HP，并使镀液Cu2+含量降低，导致镀液成分比例失调。 (4)控制镀液的PH值。HP-Cu镀液的PH值一般很稳定，但是工作中的某些因素也会使PH值变化。电镀前一定要调整镀液的PH值，使其保持在正常范围。PH<9时可用KOH调高;PH>10时，可用HP络合剂(酸)调低。 (5)注意有害杂质的污染。杂质对HP镀液有很大的的影响。经试验，确定影响较严重的是：CN—、CrO42—、Pb2+ 和Fe2+。它们会使铜镀层变暗和变黑;Zn2+和Ni2+对镀层外观影响不大。如镀液一旦被有害杂质污染必须及时除去 |
