电镀铜合金培训课件.pptx

电镀工艺学;概述 电镀铜合金可以提高硬度、改变颜色（如作为装饰性的仿古镀层、仿金镀层等）以及获得其他特殊的性能。 电镀铜合金在生产中应用较多的为铜锌合金(黄铜)、铜锡合金(青铜)和仿金镀层。;1 电镀铜锡合金 一、概述 铜锡合金(俗称青铜)是合金电镀中应用较多的一个镀种。1934年首先提出了含有锡酸盐—氰化物电镀铜—锡合金的专利。在50年代由于金属镍供应短缺，曾作为代镍镀层得到推广使用。近年来随着金属镍供应情况的改善，作为代镍的铜—锡合金用量有所减少。铜锡合金还可用来作为最后的加工精饰，合金镀层经过清漆保护后，外观为金黄色似黄金，可作为仿金镀层，另外，还可用于电视机和无线电底板以及代替铜作底层。虽然电镀合金层比电镀铜成本高，但抗蚀性、硬度和沉积速度等方面都比镀铜好。; 1 铜锡合金的性质利用途 在铜锡合金层中，随锡含量增加，合金的外观色泽也发生变化。当锡含量低于8％时，其外观与铜相似，为红色，当锡含量增加到13—15％时，镀层为金黄色，当锡含量达到或超过20％时，镀层为白色。根据合金镀层中含锡量的多少，可分为三种类型： (1) 低锡青铜 合金中含锡量为8—15％，镀层呈黄色。低锡青铜硬度较低，有良好的抛光性。对钢铁基体而言，合金属于阴极镀层。低锡青铜在空气中易氧化而失去光泽，不宜单独作防护—装饰性镀层，表面还要套铬，作为装饰性镀层的底层。它在热水中有较高的稳定性，可用于在热水中工作的零件。;(2) 中锡青铜 合金中含锡量大致在15—35％范围内。中锡青铜的硬度、抗氧化性和防蚀能力均较低锡青铜为好。中锡青铜一般也可以套铬，作为底层，但容易发花和色泽不均，故应用较少。 (3) 高锡青铜 含锡量大致在40—55％范围内，镀层呈银白色，抛光后有良好的反光性能。在空气中不易失去光泽，能耐弱酸、弱碱和食物中的有机酸。高锡青铜的硬度介于镍和铬之间，同时还有良好的导电性和钎焊性。一般可用来代银或代铬，可用作反光镀层及仪器仪表、日用商品、餐具，乐器等装饰性镀层。高锡青铜的缺点是脆性较大，产品不能经受变形。;2 铜锡合金电解液的类型 电镀铜锡合金电解液可分为氰化物、低氰和无氰三种。 (1) 氰化物电镀铜锡合金 氰化物电镀铜锡合金应用最广，也最成熟。常用的氰化物—锡酸盐电解液。通过对电解液成分和工艺条件的调整，可得到低锡、中锡和高锡的合金镀层。该工艺的主要缺点是氰化物剧毒，不利于环境保护。 (2) 低氰化物—焦磷酸盐电解液 该电解液采用少量氰化物与一价铜离子络合，二价锡离子与焦磷酸盐络合，也能得到低锡、中锡和高锡的合金镀层，外观比较光亮，其主要缺点是电解液中仍含有剧毒的氰化物，合金阳极溶解性差。 ;(3) 低氰化物—三乙醇胺电解液 该电解液一般是由氰化物—踢酸盐电解液过渡过来的。在氰化物含量逐渐降低的过程中，补充三乙醇胺络合剂，氰化物含量保持在3—8克／升范围内，这样一价铜基本上都以铜氰络离子的状态存在。该电解液也能获得满意的低锡合金镀层。 (4) 无氰铜锡合金电解液 我国在70年代就研究了无氰电镀铜锡合金工艺，并取得一定的成果。例如，焦磷酸盐—锡酸盐电镀铜锡合金已成功的用于生产。;二、氰化物电镀铜—锡合金 电解液的组成和工艺 铜的标准电位为： 锡的标准电位为： 两金属的标准电位相差较大，因而在简单盐溶液中很难得到合金镀层，必须选用适宜的络合剂。电解液中采用两种络合剂分别络合两种金属离子，以氰化钠与一价铜离子络合，氢氧化钠与四价锡络合成锡酸钠，两种络合剂互不干扰，电解液稳定，维护容易。;氰化物电镀铜锡合金电解液的组成及工艺条件列于表6－2－1;2. 电解液成分和工艺条件对合金镀层成分的影响 (1) 放电金属离子总浓度和浓度比的影响 改变电解液中金属离子的总浓度(金属离子浓度比不变)，对合金镀层成分的影响不大，它主要影响阴极的电流效率。当总浓度提高时，阴极的电流效率有所提高，但总浓度不能过高，否则镀层结晶粗糙。 电解液中铜和锡的含量比，对合金镀层成分影响较大，如图。通常降低电解液中铜与锡的含量比，镀层中铜含量下降，而锡含量升高。这是因为合金沉积的阴极极化增大，使沉积电位向负方向偏移，有利于锡的析出，因而，合金中锡的含量升高。为了获得含锡量为10—15％的低锡铜合金，电解液中应维持Cu∶Sn为2—3∶1。 ;(2) 络合剂浓度的影响 电解液中的CuCN与NaCN生成铜氰络合物， 即 CuCN＋NaCN=Na[Cu(CN)2] K不稳=1×10－24 在阴极上放电的是铜氰络离子 [Cu(CN)2]－＋ e ＝ Cu ＋ 2CN－ 电解液中游离氰化钠的含量，影响铜氰络离子的稳定性，提高溶液中游离CN－离子的含量，使络离子稳定性增加，使阴极极化增大