采用低毒、无毒工艺能从源头上减少或消除污染，因而是最积极的措施。无氰 代替氰化电镀就是从源头开始避免有毒物质对人体和环境的危害，并使处理污染物 的费用大大降低。我国在消除电镀污染方面做了大量的工作，自20世纪70年代就 大规模地开展了无氰电镀的研究和应用，并取得了良好的效果。 1■无氰电镀 以镀锌为例，现在氯化物镀锌和碱性锌酸盐镀锌已占主导地位，而氰化镀锌仅 应用在军工产品和比较特殊要求的产品上，且多以中氰和低氰取代了高氰工艺。根 据最近的调查，我国目前氰化物镀锌仅占10%左右，碱性锌酸盐镀锌占35%，氯 化物镀锌占50%，其他镀锌占5%。从国外镀锌情况看，1990年氰化镀锌占97%， 碱性无氰镀锌占4%，氯化物镀锌占3%;而到1995年，氯化物镀锌就占了 50%， 碱性镀锌占30%，氰化物镀锌仅占20%。可见无氰镀锌的进展是非常迅速的。由 于新型添加剂的研究和应用，无氰镀锌的质量有了明显的提高，特别是氯化物镀锌 的发展更迅速，也有的无氰碱性镀锌已达到氰化镀锌的水平。 其次用量较大的是氰化镀铜，由于焦磷酸盐镀铜和酸性光亮镀铜的发展和应 用，显著地减轻了氰化镀铜的使用量。焦磷酸盐镀铜液成分简单，镀液稳定，电流 效率高，分散能力和覆盖能力较好。镀层结晶细致，电镀过程中无刺激性气体逸 出，可不用通风设备。镀液是中性溶液，对镀锌压铸件和铝上浸锌层以及塑料上化 学镀层无浸蚀作用。硫酸盐镀铜工艺成分简单，成本低，便于维护和控制，随着组 合光亮剂的开发和使用，能够得到镜面光亮、整平性和韧性良好的镀铜层。镀铜层 多作为装饰性镀层的中间层使用，我国有些单位采用电镀合金的办法来代替电镀 铜，如使用无氰电镀Zn-Fe合金，经抛光后镀铬;或镀光亮Zn-Fe合金后，闪镀 铜，再镀铬，就可作为日用五金制品的防护装饰性镀层，减少了环境污染。 无氰镀银和无氰镀金也取得了较大的进展。硫代硫酸盐镀银成分简单，配制容 易，覆盖能力好，电流效率高，镀层结晶细致，可焊性好。还有磺基水杨酸镀银、 亚氨基二磺酸铵镀银和烟酸镀银等都取得了较好的效果。亚硫酸盐镀金和柠檬酸镀 金已在生产上得到较多的应用，镀液分散能力和覆盖能力良好，电流效率高，镀层 光亮细致，沉积速度快，孔隙少，镀层与镍、铜、银等金属结合力好。 此外，还研究使用了无氰电镀合金，如柠檬酸盐电镀Sn-Zn合金，焦磷酸盐和 锡酸盐电镀Sn-Co合金，无氰电镀Sn-Ni、Ni-W、Ni-Mo合金等都取得了较好的 效果。 2•无氟、无铅电镀 含氟镀液主要用在电镀铅、锡及其合金以及高效高速镀铬等。目前使用的高效 高速镀铬，已逐渐被加人无氟复合有机添加剂的镀液所取代。由于铅的毒性大，现 在镀铅已很少应用。在镀锡生产线上，由于氟化物和氟硼酸盐具有适于钢板快速、 常温电镀等优点，现在还占有相当的比重。从环保和发展考虑，现在已经研究并开 始使用的有两种镀液可代替氟化物电镀锡：一种是氨基磺酸盐镀液;另一种是甲磺 酸盐镀液，该镀液成分简单，维护容易，适合高速电镀，是今后发展的方向。 Sn-Pb合金作为可焊性镀层，已大量应用在印制版和电子元器件上。过去主要 应用氟硼酸盐镀液，由于严重污染环境，自20世纪70年代末，已经对氨基磺酸 盐、酚磺酸盐和甲磺酸盐等有机酸盐来取代氟硼酸盐进行了大量的研究，而以甲磺 酸盐镀液的效果最好。 Sn-Pb合金镀层中的铅也有较大毒性，对环境污染严重。近几年来，各国都在 积极研究和开发无铅的可焊性镀层，比较有希望的镀层有：锡、锡铋、锡银、锡 铜、锡钸、锡锌和锡银铜合金等，其镀层各有优缺点，已在优选方面取得了较大 进展。 3.代铬(六价铬)电镀 (1) 代装饰铬装饰铬镀层的特点是：外观光亮，有一定光泽，并有较好的耐 蚀性。目前已进行研究和得到应用的代装饰铬镀层有三价铬电镀、Sn-Co、Sn-Ni、 Ni-W、Co-W和Sn-Co-Ni合金等，其中三价铬镀层、Sn-Co和Co-W合金的色泽 更接近于六价铬镀层的外观和特性。 (2) 代硬铬可分为电镀合金、化学镀合金和合金复合镀层等。 ① 电镀合金主要有电镀Ni-P、Ni-B、Ni-Mo和Ni-W及其三元合金等，以 上这些合金都具有较高的硬度和耐磨性，特别是经过热处理后，其硬度超 过 1000HV。 ② 化学镀合金近年来化学镀合金发展很快，在工业上已得到大量应用。合 金中磷含量对镀层的性能影响很大，磷含量低的镍磷合金(含磷1%〜4%)镀层， 其硬度为700HV，经400°C、lh热处理后，硬度达到1100〜1200HV，且镀液的 分散能力非常好，目前认为是替代硬铬较为理想的镀层。 ③ 合金复合镀层在合金电镀的基液中，如镍磷、镍硼、镍钨合金等，加入 适量微细的硬质颗粒，如金刚石、碳化硅、碳化硼、氧化铝等，在表面活性剂和搅 拌的条件下，就可得到高硬度和高耐磨的合金复合镀层，可以代替硬铬镀层。 (3) 三价铬代铬(VI) 由于三价铬毒性小，用三价铬电镀代替六价铬的新工 艺在镀装饰铬方面已取得了很大进展，目前正在幵发镀硬铬的工艺。 另外，在用三价铬进行钝化处理方面也取得了很好的效果。 4.代镉电镀 我国在20世纪7〇年代就开展了代镉镀层的研究，在以锌代镉方面进行了大量 试验，并有部分镀镉产品用锌镀层所取代。此外，还研究了镉钛合金镀层代镉，多 用在军工产品上。但镉钛合金中仍含有镉，污染问题仍没有解决。随着锌合金的应 用和发展，对锌合金代镉也进行了许多研究，其中锌镍合金具有良好的耐蚀性和低 氢脆性，已经在欧美和我国的航空航天等产品上得到应用，锌钴合金镀层也有希望 作为代镉镀层使用。另一种锌合金是锡锌合金，其镀层特性与镉镀层比较相近，也 是比较好的代镉镀层，已在生产上得到应用。 5. 三价铬和无铬转化膜 目前，三价铬钝化已取得了良好效果，其主要性能指标已接近铬酸盐钝化膜， 若辅以封闭处理，就能达到或个别指标还超过铬酸盐钝化，且工艺较简单，易维 护，价格也较便宜，现在已扩大使用，并有不少商品出售，在很多方面代替六价铬 钝化是适当的，但还需不断改进和提高，最主要的是进一步提高工艺的稳定性和膜 层的耐蚀性，简化工艺，降低成本。 无铬钝化的研究主要包括无机物钝化(包括Ti、V、Mo、W、Co、La、Ce、 Zr等的无机盐/氧化物)、有机物钝化、氧化物钝化(硅酸盐处理、磷化等)和有 机金属化合物钝化等。近年来，已取得了积极的进展，但钝化膜的综合性能，特别 是耐蚀性尚有一定差距，尚需要继续努力，不断克服困难，使其能够真正替代铬成 为绿色钝化工艺，这无疑是环保型钝化发展的方向。 6. 添加剂和表面活性剂的控制使用 在电镀工业中使用了较多的添加剂、配位剂、表面活性剂、整平剂、应力去除 剂及杂质去除剂等，种类繁多，绝大部分是有机化合物。虽然一般用量不大，但它 们对人体和环境也可能带来危害，目前对其研究和重视得还不够，大部分均未进行 毒性和病理试验，因此需要加强这方面的研究和控制管理。虽然这部分物质的用量 较小，但对其危害性绝不可忽视。 |
