氰化物镀铜工艺（上）

    铜：标准电极电位较正，有良好的稳定性，质地柔软、韧性好，是热和电的良好导体，铜层孔隙少、作用不仅可以提高基体金属与表面镀层的结合强度，同时也可减少整个镀层的孔隙，从而提高了镀层对基体的防护性能。在电镀生产中通常采用铜+镍+铬的组合工艺加工方法来获得有较好防腐的、装饰性良好的镀层。

    目前，由于锌合金压铸件制作成本低、制作工艺较易，锌制品作用大增，锌合金压铸件用于制作饰品、拉链头、工艺品等，而锌合金压铸件无法承受酸性镀液的腐蚀，所以，人们常用氰化物镀铜作锌合金压铸件的预镀层。这是由于铜底层保护了锌合金压铸件不受酸性镀液的腐蚀，并防止了置换镀，而使铜上的镀镍层具有较好的结合性，提高了锌合金压铸件镀层的抗蚀性能。

    但是氰化物镀铜存在着毒性较大的缺点。同时必须考虑废水和废气的处理。

    一、氰化物镀铜的特点;

    氰化物镀铜是应用最广泛、最早的古老镀铜方法。镀液以氰化钠作络合剂，络合铜离子，也就是铜氰络合物[铜氰络离子Cu(CN)3]2-和一定量的游离氰化物(CN-)组成，呈强碱性。氰化钠有很强的活化能力和络合能力、又是强碱型，所以具有以下四个特点：

    特点一、这个电镀工艺的镀液有一定的去油和活化的能力;

    特点二、氰化物络合能力很强、槽液的阴极极化很高，所以具有优良的均镀能力和覆盖能力，能在各种金属基体上镀上结合力很好的铜层;

    特点三、各种杂质对镀液影响较少，工艺规范要求较宽，容易控制，基本上能适应各种形状复杂的零件电镀要求。

    特点四、氰化镀铜所获得的镀层表面光亮，结晶细微，孔隙率低。容易抛光，具有良好的导电性和可焊性。

    氰化物镀铜在整个电镀工序中是一个较重要环节，因此，一个电镀技师的现场控制水平决定了产品的电镀质量。

    二、氰化物镀铜的镀液成分：

    1.主盐;氰化亚铜(CuCN)、是供给镀液铜离子(Cu-)的来源，配制溶液时以氰化亚铜形式加入，而在实际生产中通常控制金属铜含量(氰化亚铜含金属铜70.9%)，因为铜含量与游离氰化物有一定的比例关系。笔者认为氰化亚铜宜控制在35-80g/L之间较为合适，亚铜含量高，上铜速度快，生产效率高，但氰化亚铜过高，问题也明显增多，起泡的几率加大了很多。氰化亚铜太低时，阴极极化值增大，电流效率显著下降，允许的工作电流密度低，电镀速度慢，效率低。

    总的来说氰化亚铜的含量多少，与不同的零件金属基体有关，其配方及操作条件也稍有改变，如;滚镀普通铁件打底的碱铜一般30-50g/l，但锌合金压铸件就不同了，因锌合金压铸件打底铜层要加厚，铜层厚度一般不低于5μm，所以，电镀锌合金压铸件的溶液氰化亚铜的含量要达到50-80g/L。应该注意的一点，平时如需补加氰化亚铜、不能用镀液来溶解，一定要用纯水溶解，而且一定要与氰化钠反应完全、方可加入镀槽。

    经常有岗位技工问笔者;为什么按分析结果补好氰化亚铜，补加后的一段时间内、镀层的质量比没补前更差?实际上这问题很简单，这就是把没反应完全的材料、加入镀槽的明显表现。特别是用槽液来溶解亚铜的，更不容易及时、完全的反应好。如条件许可，最好的方法是;用纯水溶、今天溶好、明天再加入镀槽。

    2.络合剂：氰化钠;掌握好氰化物的用量，是氰化镀铜槽正常工作的重要因素，氰化钠与氰化亚铜保持一定比例，因为络合1克氰化亚铜需氰化钠1.1-1.5克，游离氰化钠一般控制在9.5-20g/L之间(氰化钠总量减去氰化亚铜络合量，剩余的氰化钠为游离氰化钠的量)。游离氰化钠过低、低电流密度区会起云雾，但游离氰化钠高于20g/l以上阴极电流效率降低，同时阴极会有大量气体产生，所以游离氰的最佳值要随金属铜的量来确定。许多资深、经验丰富的一线操作者，能依靠经验来判断氰的含量，这主要是根椐镀层质量和阳极的溶解情况来判断地。如;铜阳极发亮、而阴极又有大量氢气析出，则表示游离氰已过量。相反，游离氰过低则阳极溶解不正常，严重发黑、钝化，甚至可观察到阳极液面附近镀液会呈浅蓝色。造成零件镀层发暗或形成海绵状花纹，此时，镀液会浑浊，严重的会产生出二价铜(Cu2+)。

    3.导电盐：

    ⑴氢氧化钠可提高镀液的导电性，钢铁工件电镀时可提高氢氧化钠的含量，用量在10-30g/l。但如果是锌合金压铸件之类的工件电镀时应少用氢氧化钠，碱过高容易侵蚀锌合金，一般用量可控制在1-3g/L。

    ⑵碳酸钠不但能提高镀液的导电性，pH在10.5-11.5时碳酸钠有一定的缓冲能力能稳定镀液的PH，使阳极极化稍有降低，促进阳极的溶解。但氰化物体系的镀液随着使用时间的延长、碳酸盐会逐步积累增多。也就是说，随着镀液温度的上升，氰化物的分解反应也会加剧，溶液中碳酸盐含量也增多。由以下二个反应造成：

    2NaCN+2H2O+2NaOH+O2→2Na2CO2+2NH3

    2NaCN+H2O+CO2(空气)→Na2CO3+2HCN

    碳酸盐在70g/L以下时，镀液工作、镀层是正常的，但Na2CO3的含量高于90g/L或K2CO3超过115g/l时，就能使溶液电阻增大，阴极电流效率下降，工作电流密度范围缩少，阳极钝化，镀层的孔隙率增大，严重时产生疏松镀层。

    4.酒石酸钾钠：主要是活化阳极，当溶液中游离氰不足时，阳极就容易钝化，这时，阳极表面生成二价铜离子或生成难溶的氢氧化铜，酒石酸盐能促使阳极的正常溶解。添加量;25-30g/L。

    三、氰化物镀铜的添加剂

    1.光亮剂(纯有机光亮剂)

    ⑴ZS-C3，属高电流密度区光亮剂，内含表面活性剂，降低镀层出现针孔的机会，在生产中和氰化亚铜有相似作用，它使镀层颜色偏红。开缸量：消耗量;100ml/KAH。

    ⑵ZS-C4,属低电流密度区光亮剂、能拓宽镀层的光亮范围，使高低电流密度区的光亮度趋于一致，在生产中和氰化钠有相似作用，太多颜色偏白。

    开缸量：消耗量;300ml/KAH。

    ZS-3~ZS-4.为1~3-4消耗添加，正常情况电镀50-70分钟可以达到镜面光亮，为后续电镀打好基础。

    2.ZS促进剂：

    兼具活化阳极，辅助去杂、增加光泽度的作用，消耗量;30-60ml/KAH，添加量为1-2ml/lL。

    注;氰化物镀铜，铁件滚镀或吊度可单独使用ZS促进剂、能加快出光，提高光亮度。

    3.ZS阳极活化剂：

    阳极钝化的问题是电镀碱铜最头疼的问题。阳极钝化导致镀液金属铜离子迅速下降，碳酸盐升高，至使电镀层疏松不致密，电镀时间势必要延长，有其是锌合金压铸件，有时电镀几个小时都不够厚度，其实不是不够厚度，而是电镀层疏松不够致密，导致试酸冒泡而不能下镍缸。

    

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