钢铁基体上不能直接镀铜，需要预镀氰化镀铜或暗镍作底层，然后才可用焦磷酸盐加厚镀铜，材料保护研究所采用浸丙烯基硫脲溶液浸铜的方式解决了焦磷酸盐镀铜层与钢铁件之间的结合力问题。 该工艺先将工件用硫酸、硫酸铜、丙烯基硫脲溶液浸铜后，经两道冷水洗，再用焦磷酸盐镀铜。该工艺与先行预镀镍在效果上虽相似，但在设备、操作和选用原材料方面则简单得多。因此，很快在武汉锅炉厂、武汉汽灯厂、第二汽车制造厂、山西汾西机器厂和四川西南光学仪器厂等生产厂得到了推广应用。 而李春生认为：丙烯基硫脲虽然能有效地抑制铁和铜之间的置换反应，但不稳定，在溶液中会由于氧化而自行分解，且价格较贵。 他们在采用焦磷酸盐镀铜时，试验了尿素预浸铜工艺。经过近一年来的生产实践，证明此工艺是可行的。
(1)丙烯基硫脲浸铜机理 当在硫酸、硫酸铜溶液中添加丙烯基硫脲或其他硫脲衍生物(如乙烯硫脲、苯硫脲等)后，丙烯基硫脲能在钢铁基体上产生吸附作用，吸附在结晶成长点的丙烯基硫脲将阻碍金属离子的晶格生成反应，其添加量由于过电压超过一定限度而使吸附点的晶格生成反应完全受到抑制，结果晶体的成长也就停止。因此，新的结晶也就在其他点产生，反复地进行这种反应时，则生成细化晶粒。另一方面，丙烯基硫脲与铜离子形成络合盐，使双电层内析出金属离子的浓度降低，也可以达到妨碍铜离子在钢铁件表面沉积反应的作用。 为了了解丙烯基硫脲的阻滞效应，武汉材料保护研究所测定了Cu—Fe偶在CuS04·5H20+H2S04+C3H5NH3NH2(AT)的溶液中以及在无丙烯基硫脲溶液中产生的电流与时间的关系曲线(图1)。从图1所示曲线可以看出，在含有丙烯基硫脲的溶液中，Cu—Fe偶在很短的时间内就达到一个较高的电流值，但随即迅速地降低到一稳定值。这种情况表明，钢
图1 Cu—Fe偶的电流与浸蚀时间关系 1--CuS04·5H2050g／L+H2S04100g／L，22℃； 2--CuS04·5H2050g／L+H2S04100g／L+AT0．15g／L，30℃ 铁表面在很短的时间内就被一层致密的铜膜覆盖。在无此添加剂的溶液中，Cu—Fe偶的电流值不仅比有丙烯基硫脲的高得多，而且随着时间的延长，电流值没有明显的降低。用上述同样试验方法查明了丙烯基硫脲的含量、浸渍液温度、浸渍时间以及浸渍液中的硫酸亚铁含量对阻滞效应的影响，并且用机械弯曲方法检查了在上述相应条件下电镀层的结合强度。从试验结果可得出以下结论。 ①丙烯基硫脲的含量在0．01g／L时，就出现了阻滞效应。钢铁件在含有0．05～2．Og／L丙烯基硫脲的浸渍(20～25℃，45s)后，可以获得结合强度良好的无氰镀层。 ②浸渍时间。在含有丙烯基硫脲0．15g／L的溶液中，10～240s时，阻滞效应没什么影响。在上述时间(10～240s)范围内，均获得结合强度良好的铜镀层。 ③浸渍温度。随着温度的升高，阻滞效应有所降低。显然，降低程度也与丙烯基硫脲含量有关。在含有丙烯基硫脲0．15g／L的溶液中，浸渍温度在2～25℃时均获得结合强度良好的铜镀层。浸渍液温度在30℃或以上时，丙烯基硫脲的含量应增加到0．30g／L以上。 ④硫酸亚铁含量。浸渍液中必然会积累硫酸亚铁，随着硫酸亚铁含量的升高，阻滞效应作用稍有所降低。对于长期使用过的浸铜液，应适当地升高丙烯基硫脲的含量，或定期更换。 ⑤老化。在酸性介质中，丙烯基硫脲会逐渐水解，并且其水解速率是随着浸渍液温度的升高而加速的，所以其阻滞效应将随着老化时间的延长而逐渐降低。为此，必须定期地添加丙烯基硫脲。 上述试验结果表明，用丙烯基硫脲作为阻滞剂进行浸渍处理，无论是丙烯基硫脲的含量、浸渍液温度及浸渍时间范围都较宽广，易于掌握。
为了在钢铁基体上获得结合力良好的铜镀层，武汉材料保护研究所采取了浸蚀和浸铜的前处理，目的是使钢铁零件在进入焦磷酸盐镀槽之前，在其表面上先生成一层薄而致密的铜层，以避免入槽后钢铁表面由于钝化而影响镀层结合力。
(2)浸铜液配方及其操作条件 硫酸(H2S04) 100g／L 硫酸铜(CuS04·5H20) 50g／L 丙烯基硫脲(C3H5NHSNH2) 0．15～0．30g／L 温度 l5～25℃ 时间 0．5～1．5min
(3)操作注意事项 ①须定期补加丙烯基硫脲，补加方式与上述相同。 ②置换铜膜呈(表面光洁度较高的零件呈半光亮的)金黄色。 ③掌握控制好浸铜液的关键在于添加丙烯基硫脲的含量，可通过观察浸铜后置换铜层的色泽进行判断。当丙烯基硫脲含量偏低时，置换铜层疏松而带红色，这时就需补充；若含量较高时，形成置换铜层的速度就慢，此时，就需要延长浸铜时间。
④丙烯基硫脲含量虽然范围比较宽，溶液容易维护，但由于它可自行水解(高温时更易)，为此，不仅在配制槽液时不允许在较高温度下加入丙烯基硫脲，而且每次零件在下槽前应仔细检查铜层情况，待呈现薄薄的一层铜即可。如果颜色发红，则必须补加0．19／L丙烯基硫脲调整。
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