电镀黑铬工艺要点.doc

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1、电镀黑铬工艺要点黑铬镀层的主要功能除防护外还能吸收光线、防止反光,所以大多应用于仪器仪表,尤其是光学设备。就外观而言,黑色镀层纯正又有金属的质感,极富装饰性。镀黑铬的工艺配方多且繁杂,如硝酸钠-氟硅酸型、冰醋酸型、氨基磺酸盐型、硝酸钾-四硼酸钠-偏矾酸铵-硅氟酸型、硝酸钾-氟铝酸钠型等。辅助添加剂有硼酸、蔗糖、草酸亚铁、亚铁氰化钾等。工艺配方应当在保证质量效果的前提下越简单越好。成分过于复杂会给故障的分析与处理造成更多的麻烦,所以要找出镀黑铬的要点。1除硫酸根镀黑铬无论采用哪种配方,几乎都要除去溶液中的硫酸根。最简单有效的方法是加过量(理论量的3~5倍)的碳酸钡,形成硫酸钡沉淀。有的资料认为

2、要过滤除去沉淀物,这大可不必。因为沉淀物对电镀没有任何影响。实际上当碳酸钡加入后,除了生成硫酸钡外,其余全都生成了铬酸钡沉淀。一旦混入硫酸根,其会自动生成硫酸钡,因为硫酸钡的容度积小于铬酸钡的容度积。2加硝酸根黑铬镀层是由质量分数为25%的氧化铬与质量分数为75%的金属铬共生而成的。氧化铬的生成主要依靠硝酸根的作用。硝酸根是发黑剂,消耗比较缓慢。特别值得注意的是,不要因为镀层不够黑而频繁地调整硝酸根的质量浓度。镀层的黑度是一个十分复杂的光学现象,后面还要提到影响黑度的其它因素。3还原剂镀黑铬的辅助添加剂有蔗糖、草酸亚铁、亚铁氰化钾等,其实都是还原剂,目的是在电解液中产生三价铬,这对镀黑铬是有

3、益处的。实践证明,获得三价铬更简单有效的方法是电解。使S阴∶S阳=(3~5)∶1,正常电流密度电解2h左右所产生的三价铬已经足够。这样做可以避免镀槽中引入其它成分,力求镀液组成简单化。4催化剂镀黑铬配方中的氟硅酸、氟硅酸盐、氟化钾、氟化钠、氟铝酸钠等都是作为催化剂,不难看出其中真正有效的成分是氟离子。以哪种形式加入并不重要,重要的是掌握适当的量,因为镀黑铬对催化剂十分敏感,过高或过低都会非常明显地影响产品质量。当氟离子的质量浓度低时,电流效率低,镀层呈棕褐色,光泽较暗,分散能力很差;当氟离子的质量浓度较高时,分散能力、黑度、亮度、硬度均提高;当氟离子的质量浓度过高时,脆性增大,会“爆皮”,严

4、重时会在镀后几小时内自动爆裂。调整的方法十分简单,就是通过电解消耗,另外,氟离子还会在阳极挥发一部分,镀层逐渐趋于正常,出现最佳状态。保持和补充的原则是少加勤加,并注意观察,使镀液始终处在良好状态。镀层的黑度还与基体的状态有关,基体粗糙,黑度较差。经过抛光或镀光亮镍后再套黑铬,镀层又黑又亮。氟离子作为催化剂还有活化的功能,所以不锈钢可以直接镀黑铬。5典型工艺5.1工艺流程上挂具(以钢铁件为例)化学除油清洗电化学除油清洗酸洗除锈清洗氰化镀铜清洗镀光亮镍清洗镀黑铬清洗凉干下挂具5.2工艺规范CrO3250~300g/L,NaNO37~11g/L,NaF0.2~0.8g/L,20~40A/dm2,

5、15~35℃,5~15min。6阳极镀黑铬的阳极十分重要,不可忽视。和普通镀铬一样,阳极面积应大于阴极面积。至于阳极材料选择哪种为好,笔者做了3个实验,结果如下:(1)阳极采用纯铅,使用2个月后,大部分变成一堆泥;(2)阳极采用锡的质量分数为15%的铅-锡合金,使用2个月后,腐蚀非常严重;(3)阳极采用锑的质量分数为7%的铅-锑合金,使用2个月后,只有轻微腐蚀。化学镀金在电子电镀中占有重要地位，特别是半导体制造和印制线路板的制造中，很早就采用了化学镀金工艺，但是早期的化学镀金由于不是真正意义上的催化还原镀层，只是置换性化学镀层，因此镀层的厚度是不能满足工艺要求的，以至于许多时候不得不采用电镀

6、的方法来获得厚镀层。随着电子产品向小型化和微型化发展，许多产品已经不可能再用电镀的方法来进行加工制造，这时，开发可以自催化‘的化学镀金工艺就成为一个重要的技术课题。    (1)氰化物化学镀金   为了获得稳定的化学镀金液，目前常用的化学镀金采用的是氰化物络盐。一种可以有较高沉积速度的化学镀金工艺如下。甲液：氰化金钾5g／LEDTA5g／L氰化钾8g／L二氯化铅0．5g／L柠檬酸钠50g／L硫酸肼2g／L 乙液： 硼氢化钠200g／L氢氧化钠l20g／L使用前将甲液和乙液以l0:1的比例混合，充分搅拌后加温到75℃，即可以工作。注意镀覆过程中也要不断搅拌。这一种化学镀金的速度可观，30min

7、可以达到4μm。但是这一工艺中采用了铅作为去极化剂来提高镀速，这在现代电子制造中是不允许的，研究表明，钛离子也同样具有提高镀速的去极化作用，因此，对于有HORS要求的电子产品，化学镀金要用无铅工艺： 氰化金钾4g／L硼氢化钠5．4～10．8mg／L氰化钾6．5g／L温度70～80℃氢氧化钾ll．2g／L沉积速度2～10μm／h硫酸钛5～100mg／L如果进一步提高镀液温度，还可以获得更高的沉积速度，但是这时镀