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                工藝技術│無氰堿銅電鍍管控探討

                文章出處:慧聰網人氣:66發表時間:2018/6/15 17:04:59

                  隨著環保政策越來越嚴,國家對氰化鈉的管控越來越緊,無氰電鍍在電鍍工藝中所占的比重越來越高。吉和昌順應國家環保要求,于2013年下半年與美國epi電化學合作,引進他們先進的,環保的無氰鍍銅,無氰鍍銀電鍍工藝。經過快兩年的推廣,公司在無氰鍍銅,無氰鍍銀鍍種上開發了好幾個客戶。在生產實踐過程中,發現了一些問題,結合我個人在服務過程中碰到的問題,在這里就無氰堿銅的工藝管控談談我個人的看法,也為今后大家在推廣的過程中有個詳細的了解。


                  Epi無氰堿銅鍍液由三種成分組成,一個是銅溶液,密度為1.15克每毫升,就是資料上面的E-Brite Ultra CU,銅溶液濃縮液每升含銅離子18克,配槽量為30—50%,即鍍液中的銅離子控制在5.4—7.2克每升。銅溶液其實相當于氰化鍍銅槽里面的氰化亞銅,在電鍍過程中主要提供陰極上析出金屬銅的銅離子。銅離子太低,容易燒焦,電流打不大,上鍍速度慢,鍍層薄,如果直接下酸銅電鍍,局部較薄的地方經過酸銅里面強酸腐蝕,導致結合力不好而起泡,脫皮。銅離子太高,銅離子放點過快而導致鍍層結晶粗糙。同時需要更高的絡合劑濃度來穩定鍍液,成本過高。為防止工件下槽發生置換反應,建議工件帶電下槽,同時鋅合金預鍍銅離子控制在下限,鋼鐵件銅離子控制在上限。


                  銅離子分析方法,epi公司提供的是EDTA方法,但在實際生產中,出現過由于鍍液中鋅離子含量過高而影響滴定誤差,誤把鋅離子濃度也當成銅離子的濃度,本來沒有那么高的銅離子而分析出來的銅離子濃度很高,出現這個情況后,我們查找原因,認為在EDTA分析方法中銅,鋅離子都與EDTA發生絡合反應,且終點很不好觀察,后改用碘量法來分析鍍液中的銅離子濃度,這種方法結果很準確,排除了鋅離子的干擾而出現的數據誤差。其原理是在微酸性條件下,銅離子和碘化鉀定量反應生成碘,而鋅離子沒有這個方面的反應發生,以硫代硫酸鈉滴定,可測出銅含量,以淀粉為指示劑。


                  2Cu2++4I-→2CuI↓+I2


                  I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6


                  碘化亞銅能吸附碘,使終點不明顯,因此加入硫氰酸銨,使碘化亞銅轉化為溶解度更小的硫氰酸亞銅,表面不再吸附碘素,可以敏銳的顯示終點。


                  CuI+NH4SCN→CuSCN↓+NH4I


                  只有準確的分析出銅離子的濃度,才能準確的加料,維持銅離子濃度的穩定,也能從每天的分析結果中看出鍍液中銅離子的穩定性如何。


                  Epi無氰堿銅中另一個成分為絡合劑,密度為1.15克每毫升,也就是資料上面的E-Brite Ultra CU-E,配槽量濃度為10%,CU-E相當于氰化鍍銅鍍液里面的游離氰化鈉,主要是起到導電,促進銅陽極溶解,穩定鍍液中的銅離子濃度。絡合劑過高,銅離子放電困難,銅析出來比較困難,結晶細膩,但鍍速慢,絡合劑過低,銅離子放電過快,結晶粗糙,不致密,結合力不好,同時陽極容易出現鈍化。


                  絡合劑目前在實驗室用滴定分析方法沒有很好的分析方法來分析,只能靠儀器來分析,平時添加只能按照千安培小時消耗量定時補加,同時還可以通過赫氏槽試片來判斷絡合劑濃度高低,赫氏槽試片條件:溫度55度,300毫升赫氏槽,試片為鐵片,1安電流,強烈空氣攪拌赫氏槽試片5分鐘,試片出來依據赫氏槽試片背面走位情況判斷,走位很好說明絡合劑有點偏少,如果背面上鍍很少,說明絡合劑濃度過高,平時赫氏槽試片要求背面最少上鍍50%以上。


                  Epi無氰堿銅最后一個成分是PH值調節劑,密度為1.36克每毫升,也就是資料上面的E-Brite Ultra CU-PHA,主要起導電,調節鍍液PH作用。配槽量8%左右。其相當于氰化鍍銅槽里面添加的氫氧化鈉。鍍液PH值過低,容易出現置換鍍層結合力不好,PH過高容易導致生成氫氧化銅沉淀,鍍液不穩定,鍍液PH值控制在9.4—10之間。PH低偏低,在赫氏槽試片上反應為水位線及低電流區鍍層發黑,如果赫氏槽試片上出現這個情況,把鍍液的PH值調起來問題馬上改善。


                  Epi無氰堿銅不含氰化物,不含焦磷酸鹽成分,其鍍層的分散能力和覆蓋能力均超過氰化鍍銅鍍液,無氰堿銅鍍液無需碳酸鹽沉降處理,鍍液中不含較強的絡合劑,廢水處理簡單方便,鍍層結晶細膩,具有很多優點,但它也有它的不足之處,主要表現在鍍液很敏感,對氰根,鋅雜質,二價鐵雜質,有機雜質很敏感。氰根污染表現在高中區出現暗紅色鍍層,不均勻。二價鐵雜質,鋅雜質主要表現在高區鍍層粗糙,燒焦,且燒焦區域呈圓弧形狀,而有機雜質表現在中低區出現霧狀鍍層。我們一般通過赫氏槽試片來判斷鍍液的性能如何。針對氰根只能補加雙氧水來分解氰根,有機雜質可以用活性炭連續過濾,鋅雜質,二價鐵雜質只能靠2—3安培每平方分米的電流密度大電流電解去除。


                  為了保證鍍液連續正常生產,一定要求鍍液活性炭連續循環過濾,最好3-4天更換一次活性炭。


                  只要我們掌握了這些基本常識,按照鍍液維護要求去維護鍍液,無氰堿銅完全能夠取代氰化鍍銅,對社會,對企業,對個人都有好處,相信隨著國家對環保的要求越來越高,我們的無氰堿銅一定會在電鍍界占領一席之地。


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