无镍枪色锡_钴合金电镀工艺_郭远凯.pdf

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1、无镍枪色锡-钴合金电镀工艺39无镍枪色锡-钴合金电镀工艺郭远凯，唐春保，赖俐超(嘉应学院化学与环境学院，广东梅州514015)［摘要］为了节约镍资源及降低传统枪色电镀产品的毒性，开发了一种无镍枪色锡-钴合金电镀工艺:采用焦磷酸盐体系并添加光亮剂直接在铜片表面进行锡-钴合金电镀。探讨了镀液组成、温度、pH值及电流密度对镀层外观、镀液稳定性的影响，确定了其最佳工艺参数:250．0g/L焦磷酸钾，20．0g/L硫酸亚锡，15．0g/L硫酸2钴，0．6g/L光亮剂1，2．0g/L光亮剂2，3mL/L25%氨水，温度45℃，pH值8．5，

2、电流密度0．5A/dm，施镀时间3min。该工艺所得镀层颜色呈枪色，均匀致密，附着力好，且镀液稳定。［关键词］锡-钴合金电镀;焦磷酸盐;硫酸亚锡;硫酸钴;枪色;工艺参数［中图分类号］TQ153．2［文献标识码］A［文章编号］1001－1560(2012)10－0039－030前言1试验锡-钴合金很早就在功能性电镀中得到应用，如1．1试材前处理在电子工业中用作集成电路的耐磨层;印刷线路中用阴极为20．0cm×6．5cm光亮铜片(双面)，前处作抗刻蚀层等。传统的枪黑色锡-钴合金镀液体系主理如下:水洗→除油(Cu-611环保型除油剂，

3、室温，2要有氟化物体系、有机膦酸酯类体系和焦磷酸盐体min)→水洗。阳极为25cm×25cm1Cr18Ni9Ti不锈［1～3］系等。氟化物镀液有毒，在设备维护和废液处理钢片。等方面存在困难;有机膦酸酯类镀液中获得的合金镀1．2电镀工艺优选及钝化［2］层应力高，容易发生裂纹;焦磷酸盐体系镀液无毒K4P2O7·3H2O250．0g/L无腐蚀，其总金属浓度低，废水处理方便。近年来，随CoSO4·7H2O10．0～20．0g/L着对锡-钴合金产品需求量的不断增长，使得焦磷酸SnSO410．0～20．0g/L盐体系电镀锡-钴合金得到了更多

4、的关注。光亮剂1(氨基酸类)3．0～4．0g/L目前铜及铜合金基体上电镀枪色镀层大都采用光亮剂2(胺类)1．5～2．0g/L先镀镍，再电镀锡-钴合金，虽能得到质量较好的镀辅助配位剂(25%氨水)3mL/L层，但镍是消耗性资源，且镍及其化合物对人的皮肤pH值8．2～9．3黏膜和呼吸道有刺激作用，可引起皮炎和气管炎，甚θ35～55℃至发生肺炎。因此，在铜制品上电镀无镍枪色锡-钴t3min［4］合金有很大的研究价值和应用前景。2J0．3～1．3A/dm为了节约资源、保护环境，本工作开发了无镍枪镀液成分中影响镀层质量的主要因素有硫酸亚色

5、电镀工艺。通过研究镀液组成、pH值及温度等工锡、硫酸钴、光亮剂1和光亮剂2，每个因素取3个水艺条件对镀层质量及镀液稳定性的影响，解决目前平，对比进行正交优化，因素水平表见表1。枪色锡-钴合金镀层存在的镀层发黑，颜色不均匀，表1因素水平表光泽性差，光亮区范围较小以及镀液稳定性差等问ABCD题。水平ρ(硫酸亚锡)/ρ(硫酸钴)/ρ(光亮剂1)/ρ(光亮剂2)/－1－1－1－1(g·L)(g·L)(g·L)(g·L)110103．01．50［收稿日期］20120518215153．51．75［通信作者］唐春保(1962－)，教授，研究

6、方向:金属320204．02．00表面处理，E-mail:mztcb@163．com40无镍枪色锡-钴合金电镀工艺镀后钝化:3．0g/LBTA，0．3g/L硝酸镧，0．6位不好等情况，符合枪色镀层的生产工艺要求。因g/L钼酸钠，室温，2min。此，最后确定的镀液成分为8号试样工艺配方。1．3性能测试2．2其他工艺参数优化观察优化工艺制备的锡-钴枪色镀层外观;按照2．2．1温度GB/T5270－200X弯曲试验检测镀层与基体间的结调整镀液温度，其他参数按8号试样工艺，温度合力;依照GB6461－86将试样分别在空气中放置和对镀层质

7、量的影响见表3。由表3可知:温度太低，影进行60℃湿热试验，考察其耐蚀性能。2+2+2+响电流效率，Sn和Co(特别是Co)沉积到铜表面的速度变慢;升高温度有助于提高镀层中Co的含2结果与讨论量，镀层颜色加深，但会导致镀层中Sn与Co的比例选用250mL赫尔槽，槽液温度为40℃，pH值为失调，影响镀层颜色，还会加快镀液中氨水的挥发，不29．0，时间为3min，电流密度为0．5A/dm，250g/L利于镀液稳定。因此，温度应控制在45℃左右。K4P2O7·3H2O，其他按设计因素及其水平，采用表3温度对镀层质量及镀液稳定性的影响4

8、θ/℃镀层及镀液L9(3)进行正交试验，结果见表2。表2L(34)正交试验结果35镀层灰色、光亮、均匀，走位好;镀液稳定940镀层颜色加深、光亮、均匀，走位好;镀液稳定A/B/C/D/序号镀层外观－1－1－1－1(g·L)(g·L)(g·L)(g·L)45镀层枪