两种金属同时共沉积而获得合金的关键,是它们的沉积电位要接近,并且阴极极化能保证两种金属按希望的比例沉积。
氰化物镀液中存在的主要是Cu(CN2-3)和Zn(CN2-4)形式的络离子,铜氰铬离子的稳定性,大大高于锌氰络离子,而且铜的阴极极化远远大于锌。因此要得到适合要求的镀层,需要严格控制总氰化物、游离氰化物、铜锌比例、pH值以及温度、电流密度、搅拌等因素。
(1)氰化物镀黄铜(铜锌合金)的镀液组成及工艺条件(见表2-1)
表2-1 氰化物镀铜锌合金(黄铜)组成及工艺条件
(2)镀液配制
①将计量氰化物用1/3体积去离子水溶解。
②将计量的氰化亚铜、氰化锌或氧化锌用少量水调成糊状,在不断搅拌下,分别缓慢地加入氰化物镀液中。注意放热反应,温度不要超过65℃。
③将其它成分用去离子水溶解,加入到镀液中,加水至接近规定体积。④调整镀液成分、pH值、温度。试镀。
(3)各成分作用及工艺条件的影响
①铜和锌 镀液中铜、锌总量高,允许电流密度也高。为达到满意的镀层,需要控制铜、锌的浓度和比例。同时,游离氰化物浓度和镀液pH值、温度、电流密度、基体材料的外表结构都会影响镀层外观和特性,所以电镀合金时工艺条件的控制,比单金属严格。
②氰化钠 其作用是络合Cu、Zn离子,从而维持其共沉积,必须维持一定的游离氰化钠,以利于阳极溶解。游离氰化物含量过高,镀层中含铜量下降,阳极溶解好,但阴极电流效率降低。游离氰化物含量过低,镀层中铜含量增加,镀层粗糙,阳极易钝化。
③碳酸钠 适量碳酸钠会提高镀液的导电性和分散能力,对pH值有一定缓冲作用。但工作过程中碳酸钠会逐渐积累,当浓度过高时,会降低阴极电流效率,造成阳极钝化,需定期清除。
④酒石酸钾钠 可促进阳极溶解,消除阳极钝化,同时对镀层的外观也有好的效果。
⑤氨水 氨水主要用来控制黄铜镀层的颜色,以获得色泽均匀的镀层。提高镀液中氨水浓度,镀层中锌含量会增加,对抑制CN-的水解也有一定效果。
⑥pH值 pH值变化影响镀层外观,pH值太低,镀层颜色偏红,pH值升高,镀层中锌含量增高。提高pH值时,当低于11.5时,用氨水调整。若调整至11.5以上,可用NaOH溶解,降低pH值可用乙酸、酒石酸等。
⑦温度 温度升高,镀层中铜含量增加,可提高阴极电流密度,但会加速氰化物分解。镀液温度一般控制在45℃以下。
⑧阴极电流密度 升高电流密度,会使镀层中锌含量增加,但电流效率会降低,过高的电流密度使镀层发灰。
⑨阳极 多采用与镀层成分相近的合金阳极,为便于控制镀液成分,仿金镀层也有使用不溶性阳极,如优质316不锈钢或钛上镀铂,钛上镀钌阳极,阳极面积应大于阴极面积,以防止钝化。
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