无氰镀铜工艺设计

E-Brite Ultra Cu 超级无氰碱性镀铜工艺一性能及优点E-Brite Ultra Cu是世界上领先的无氰化物，无焦磷酸盐的碱性镀铜工艺。

其镀层的分散能力和覆盖能力均超过氰化物镀铜。

E-Brite Ultra Cu是无氰化物碱性镀铜的最加选择。

此铜膜可以直接电镀在以下金属基体上：钢铁，铜及铜合金，不锈钢，锌化后的铝及铝合金，化学镍，氨基磺酸镍，锌合金及锌铸件。

此工艺适合于挂镀和滚镀，即可做预镀铜又可镀厚铜。

当使用E-Brite Ultra Cu镀液时，无需预镀铜，使用一个电镀铜槽即可。

E-Brite Ultra Cu可以应用在装饰性电镀上：如用于钮扣，灯具及建筑五金器件的镀铜，此铜膜经氧化，染色后，镀件会取得极具吸引力的仿古效果。

E-Brite Ultra Cu镀液无需碳酸盐冻沉降处理，镀液中不含强的络合剂。

其浓缩液经去离子水稀释后即可使用。

E-Brite Ultra Cu铜膜的结晶晶粒尺寸小，镀层平滑，密致且柔软，无孔隙。

此铜膜与基体有极佳的结合力，而且其分散能力和覆盖能力均超过氰化物镀铜和硫酸盐镀铜。

这一优点在滚镀中表现得尤其显著。

E-Brite Ultra Cu铜膜的晶粒小于氰化物铜膜，密度大于氰化物铜膜。

这一性能使此工艺在镀钢铁热处理遮盖铜膜上，应用广泛。

此致密的铜膜用做镍、铬的打底膜时，可增强整个镀件的抗蚀性，及镍膜的深度覆盖能力。

E-Brite Ultra Cu铜膜的柔韧性，柔软性均高于氰化物铜膜及硫酸盐铜膜。

此性质提高了铜膜与基体的结合力，提高了整个镀件的抗蚀性及抗热冲击性。

此铜膜的纯度极高。

镀层在焊接，铅锡电焊，及真空操作时，不会释放出杂质物。

E-Brite Ultra Cu镀液即经济，又易操作。

镀液中的铜可直接来自铜阳极。

铜阳极具有100％的电流效率。

镀液只需定时，定量地加入E-Brite U;tra Cu-E 单一维护添加剂，即能保持正常运作。

E-Brite Ultra Cu镀液极其稳定，效率高，电流密度宽。

无氰镀铜工艺设计20世纪70年代中期曾推出了焦磷酸盐镀铜、硫酸盐镀铜、乙二胺镀铜的等电镀方式。

但是这些工艺都存在不足或欠缺。

近年来，为了从源头削减有毒有害物质，保护环境，减少剧毒氰化物危害，取消剧毒的氰化物电镀又提上了日程，各种环保型的绿色电镀工艺被提升到很高的位置，无氰镀铜作为一个有代表性的课题又被重视起来。

1 总体思路本工艺设计从实际需求出发，以掌握的理论知识为基础，从主络合剂的选择入手，和主盐一起组成基础配方。

对基础配方进行试验，摸索最佳成分比例，寻找能提高镀液性能的氧化剂、添加剂、辅助络合剂等。

确定工艺参数，进行批量试生产，形成工艺文件指导生产。

2 基本原理铁基体上电镀铜有两方面难点：一是铁的钝化难处理，铁在空气、水及各种介质中，由于热力学不稳定性，其表面处于一种相对钝化状态。

基体与镀层结合不牢，是这一钝化现象的宏观表露；二是铁对铜的置换难以解决，由于存在反应：Fe+Cu2+→Cu+Fe2+，铁基金属在溶液中很容易附着上一层结合力较差的置换铜层，然后在这样疏松的铜层上电镀，整个镀层的结合力自然难以保证。

在氰化镀铜液中，络合剂是氰化钠，溶液中以[Cu（CN）2]-、[Cu（CN）3]2-、[Cu（CN）4]3-形式存在，由于CN-具有很强的络合能力及还原性，溶液中铜基本上是以络合物的形式存在，即使有少量的铜离子也是以一价铜离子存在。

所以溶液中不会发生Cu2+的置换反应，加上CN-的强力去污和活化能力，这样镀层结合力很容易得到保证。

试验主要针对这两点，加强活化，确保以活化的状态进入镀液来避免钝化的产生。

使用合适的络合剂对Cu2+充分络合，形成电位较低的络合物，避免置换的发生，利用辅助络合剂对极少的游离的Cu2+进行辅助络合，从而使结合力得到了保证。

3 基础配方及试验条件通过查阅相关资料[1～3]结合试验经验得出基础配如表1所示。

这种配方比例及条件存在着结合力、稳定性差等问题需进一步改进。

4 基础配方反映出的问题及解决方法4.1 结合力差由于无氰镀铜溶液中普遍存在Cu2+，钢铁零件进入槽液时，电镀未开始就附着上一层置换的结合力差的薄铜层，然后再在这层结合力差的铜层上电沉积电镀层，整个镀层结合力不好。

基于无氰镀银铜棒的制备工艺及拉拔摘要：本文通过无氰镀银工艺、镀银铜棒的拉拔以及镀银铜线制备的结合，对无氰镀银铜棒的制备工艺及拉拔进行简要的分析。

关键词：无氰电镀银；铜棒；拉拔；制备工艺一、无氰镀银工艺1.镀液成份对镀层微观形貌的影响（1）硝酸银含量硝酸银作为烟酸镀银体系中的主盐，在电荷的作用下硝酸银分解出的银离子的数量直接影响镀层的质量。

镀液中由于银离子的加入使镀液的分散力和电荷的沉积速度受到影响。

当加入少量硝酸银时，镀液中存在少量银离子，相应和配位剂相结合的银离子也减小，在阴极上沉积的银的数量也变小，导致镀层覆盖不完整；相应的硝酸银的含量增加，在阴极上沉积的数量增加，可以获得较好的镀层。

当硝酸银过量加入时，银镀层的银离子含量得到增加，镀液中电荷运动加快，导致结晶出的银镀层晶粒粗大。

（2）烟酸含量烟酸作为本镀银体系中的主配位剂，在电荷的作用下分解出的离子的数量对镀层质量有很大的影响。

镀液中由于配位离子的加入使镀液的稳定性和电荷的沉积速度受到影响。

当加入少量烟酸时，镀液中形成的配位银离子减少，在阴极上吸附的配位离子的数量也变小，导致镀层覆盖不均匀；相应的烟酸的含量继续增加，在阴极上吸附的配位离子的数量增加，溶液的导电性加强，可以获得较好的镀层。

（3）碳酸钾含量碳酸钾作为本镀银体系中的导电盐，在电荷的作用下分解出的离子的数量对镀层质量有间接的影响。

镀液中由于导电盐的加入使镀液的导电性受到影响。

当加入少量导电盐时，镀液中形成的离子数量减小，阴极上吸附的配位离子的过程中变得更加容易致使阴极极化降低，导致镀层粗糙；相应的碳酸钾的含量继续增加，阴极上吸附的配位离子的过程中变得缓慢，可以获得较好的镀层。

2.工艺条件对镀层微观形貌的影响（1）温度镀液温度是镀层质量重要影响因素之一。

镀液温度通过双重作用来影响镀层的好坏。

当镀液温度很低时，镀液中各离子的扩散速度均缓慢，但阴极极化程度高，致使镀层覆盖不均匀；当温度过高时，镀液中各离子的扩散速度加快，然而其阴极极化降低，致使镀层疏松失去光泽。

Q235无氰化镀铜工艺研究摘要：建立了以硫酸铜为主盐、次磷酸钠为还原剂并添加其它混合络合剂为主要镀液组成的碱性还原镀铜体系，优化了其工艺配方，并探讨了各因素对沉积速度的影响规律。

关键词：Q235 化学镀铜工艺研究目前，我国对于钢铁基体的镀覆，除部分出口产品及高档产品采用镍底镀层外，绝大多数厂家仍采用氰化镀铜及其闪镀。

氰化物是一种极其剧毒的化学药品，排放含氰废水会严重污染江河和大气，还可能毒害牲畜、水生物，甚至毒害微生物，从而破坏水质的自净化过程。

按规定，允许排放废水的含氰量不应超过一千万分之一，饮用水允许含量不应超过一亿分之一[1]。

另外剧毒的氰化物对操作工人的健康危害也很大，长期接触会造成慢性中毒病症。

随着对环保认识的不断深入，电镀行业中的落后工艺将被淘汰，开发环保型、铁铜界面结合力强的镀层新工艺以取代氰化镀铜，是我国电镀行业迫切需要解决的关键问题之一[2]。

本文介绍一种在钢铁基体上替代氰化镀铜的清洁工艺，其设备简单，成本低廉，无污染，具有一定的推广应用价值。

一、氰化镀铜的替代方法铜具有良好的导电性及导热性，质软且容易抛光，易于加工。

铜镀层是防止渗碳、渗氮的优良镀层，在特定的情况下，镀铜钢铁件可用来代替铜零件，以节约有色金属。

铜与铁之间的电极电位差较大，置换反应速度较快，铜离子不易沉积在铁基体表面上，另外置换镀铜层较薄，一般只有几个纳米，不能满足后续处理要求，因此在钢铁上直接镀铜有一定困难[7-10]。

长期以来一直采用剧毒的氰化镀铜或氰化预镀铜工艺，随着工艺水平的不断发展和进步，目前取代氰化镀铜主要有两种途径，即酸性电镀铜和无公害化学镀铜。

二、无公害化学镀铜工艺实验材料和方法、结果1.实验材料和方法镀件：经化学抛光后的Q235钢片；主要化学试剂：硫酸铜，次磷酸钠等。

主要实验仪器：扫描电镜，电子天平，干燥箱，超级恒温水浴锅，托盘天平，玻璃仪器气流烘干器。

采用称重法测量镀层厚度。

采用涂膏法测定镀铜层的孔隙率[13-15]。

无氰镀铜工艺流程无氰镀铜工艺流程是一种常用的金属表面处理工艺，它可以在铜制品表面形成一层均匀、致密、具有良好附着力的铜镀层，起到美观、防腐和增强导电性能的作用。

下面将详细介绍无氰镀铜工艺的流程。

一、工艺准备1. 准备所需设备和材料，包括镀铜槽、电源、阳极、阴极、镀铜液、清洗液等。

2. 对待镀铜的工件进行清洗和表面处理，去除杂质和油脂，保证工件表面干净、光滑。

二、工艺流程1. 清洗工艺（1）将待镀铜工件放入清洗槽中，使用适量的清洗剂进行清洗。

清洗剂的选择和使用应根据工件的材质和表面情况进行合理搭配。

（2）清洗完毕后，将工件取出，用清水冲洗干净，确保清洗剂残留物被完全清除。

2. 酸洗工艺（1）将清洗干净的工件放入酸洗槽中，使用适量的酸洗液进行酸洗。

酸洗液可以去除工件表面的氧化层和锈蚀物，提高镀铜效果。

（2）酸洗时间应控制在一定范围内，过长的酸洗时间可能导致材料的腐蚀和损坏。

3. 激活工艺（1）将酸洗后的工件放入激活槽中，使用适量的激活液进行激活处理。

激活液可以使工件表面形成一层活性金属，有利于镀铜液的吸附和均匀镀铜。

（2）激活时间应根据工件的材质和表面情况进行合理控制，过长的激活时间可能导致镀铜液的吸附不均匀。

4. 镀铜工艺（1）将激活后的工件放入镀铜槽中，连接阳极和阴极，设置合适的电流密度和镀铜时间。

（2）启动电源，使镀铜液中的铜离子在电场作用下被还原成金属铜，沉积在工件表面形成一层铜镀层。

（3）镀铜时间应根据要求和工件的大小进行合理控制，过长的镀铜时间可能导致镀层厚度过大或镀层不均匀。

5. 清洗工艺（1）将镀铜工件取出，用清水冲洗干净，去除镀铜液残留物，防止对下一道工序造成影响。

（2）清洗完毕后，进行表面处理，如抛光、打磨等，以提高工件的外观质量。

6. 检验工艺（1）对镀铜工件进行质量检验，包括外观检查、厚度测量、附着力测试等，确保镀铜层的质量符合要求。

（2）若镀铜层存在问题，可进行修复或重新镀铜处理。

BF无氰碱性镀铜的工艺研究(草稿）巴菲尔化学：榆伟（松华）中国计量学院材料工程学院：卫国英一、简介众所周知，剧毒的氰化镀铜溶液无论对钢铁件还是锌合金压铸件只有在通电的情况下才会有铜沉积出来，即无置换铜沉积，结合力好，因此得到广泛应用。

而酸性镀铜会产生结合力很差的置换铜，故不能作为底层电镀。

普通的焦磷酸镀铜，虽然铜可与焦磷酸根络合，但焦磷酸盐络合铜的稳定常数不大，镀液抗置换能力不强，也会有置换铜析出。

这是使用焦磷酸镀铜厂家很难解决的技术问题。

巴菲尔化学与中国计量学院联合研发的BF无氰碱铜电镀液是由改性聚合磷酸盐作络合剂,和用改性聚合磷酸盐络合剂为原料合成的铜盐组成。

通过Hull槽打片和中试生产线生产实验证明，该镀液具有与基材结合力好、镀厚能力强、镀液稳定、维护方便等优点，可以在钢铁零件上直接电镀。

二、设计正交实验确定基础配方及工艺条件无论是配方的配比，还是温度和PH值的研究都要做大量的实验。

这项工作既要求扎实的专业基础，又要求缜密的工作作风，否则得不出正确结果。

为减少劳动强度和节约时间，采用设计正交实验的方法，实践证明是可行的，既快速又经济。

该实验用267毫升Hull槽打片，条件为电流1安培,镀液铜盐含量70g/L,无油空气搅拌，时间10分钟，片材采用0.5×70×100的A3钢片,600#水磨砂纸打磨抛光。

在此条件下再对温度、PH值、络合剂含量进行三因素三水平即L9（34）正交实验和分析。

通过正交实验分析，可以得出最佳温度55℃，最佳PH值9.0,最佳络合剂含量500ml/L。

三、Hull槽实验确定电流密度围由于BF无氰碱铜电镀液的电流密度围很宽泛，我们在基础配方和工艺参数确定后，再通过Hull打片确定最佳电流密度围。

基础配方铜盐含量70g/L,络合剂含量500ml/L。

基础工艺参数设为温度55℃，PH值9.0,无油空气搅拌，电流1A,时间10分钟。

片材采用0.5×70×100的A3钢片,600#水磨砂纸打磨抛光。

钢铁件无氰碱性镀铜的配方及工艺研究摘要：利用霍尔槽技术，对钢铁基件无氰碱性镀铜的配方及工艺进行了研究。

结果表明，在实验的条件下，最佳电镀液的配方和工艺条件为：碱式碳酸铜（56-64g/L）、主络合剂G（236-248g/L）、辅助络合剂Z（29.2-30.0g/L）、PH=7.0-9.0、NaHCO3(12.8g/L)，TB-4:TB-3:TB-Mu=1:1:2、表面活性剂A（1.0-3.0 mL/L）表面活性剂B（1.0-2.0 mL/L）、电流密度（0.01-1.02 A.dm-2），并采用空气搅拌的方式。

该配方工艺设计合理，配制简单，镀层性能良好，有一定的推广和应用价值。

关键词：钢铁基件；无氰电镀铜；络合剂；光亮剂；添加剂；电流密度.长期以来,钢铁基件上镀铜一直采用含氰电镀液镀铜。

由于氰化物剧毒,随着环境问题日益被关注, 氰化物镀铜工艺以受到严格的限制。

2002年6月2日，经国务院批准的国家经贸委会要求必须彻底淘汰含氰电镀，情节严重者要依法追究主要人员责任，其力度之大前所未有。

然而，目前电镀业的形势不容乐观。

当一部分厂家未能找到有效的替代氰化镀铜技术而继续维持氰化镀铜。

其三废已经成为严重危害环境的污染源。

近几年来，乡镇工业发展较快，再加之港、澳、台及国外电镀厂移至我国沿海地区，珠三角一带正成为电镀生产的主要集散地。

[1]本工作以茂名汉山锁业集团的锁件为钢铁件基体，系统研究了无氰碱性镀铜的配方及工艺条件，取得了比较好的效果。

镀层与基体金属间的结合力、平整性、光亮度和抗氧化性等主要性能良好。

镀液的配制简单，组成合理，维护方便，具有一定的维护和应用价值。

1.实验部分1.1仪器设备和药品：1.1.1仪器仪器设备的名称规格或型号生产或代理商霍尔槽 250ml 广州华瑞科学器材公司钥匙片广东茂名汉山锁厂提供整流机 HWY-ⅢA型深圳蓝雅仕达电子电器科技有限公司空气搅拌机广东省台山市先科科学仪器厂霍尔槽试片 100*65mm2广州华瑞科学器材公司磷铜阳极试片 70*63mm2广州华瑞科学器材公司马福炉上海松达电炉修理厂1.1.2药品主要药品有：酸性除油剂（汉山锁厂）、主络合剂G、辅助络合剂Z、TB-4、TB-3、TB-MU、碱式碳酸铜、KOH、盐酸、NaHCO、柠檬酸、表面活性剂A、表3面活性剂B1.2实验方法1.2.1 霍尔槽试验法测定分散能力[2]：电流强度：0.5～3A试验时间：10～15min把阴极试验结果部位分成10个小格,则每个为10*10mm2霍尔槽测定分散能力的阴极试样图形测出1～8号方格中心部位镀层的厚度δ1～δ8，根据下式计算其分散能力：T=（δ1/δ8）*100%式中δi——2～8方格中任选方格的镀层的厚度；δ1——1号方格中镀层的厚度。

电镀加工：碱性无氰镀铜现代电镀网4月5日讯：近年来，研究、开发碱性无氰镀铜来替代有毒的氰化镀铜，已有较多的报道，有的镀液已在生产上应用，取得了一定的成果，目前的工艺虽不能完全取代，但根据清洁生产的要求，最终必须要无氰，因此不断的完善和发展现行的无氰镀铜工艺，是当务之急。

碱性无氰镀铜，采用的是二价铜离子的基础液，可与Cu2+络合的络合剂，除上节所述的焦磷酸镀铜外大致还有如下几种与相应的工艺：一、有机胺作络合剂如乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等一类多乙烯多胺类的化合物实例：乙二胺镀铜。

二、缩二脲作络合剂实例：倪步高等，曾在“材料保护”杂志上发表过“缩二脲无氰碱性镀铜”，研究报告认定这类镀液稳定性较好，配槽成本低，可以在钢铁上直接电镀。

配方：12硫酸铜(CuS04·5H20)15g／L～25g／L 30g／L～50g／L 缩二脲30g/L～40g／L40g／L～50 g/L1Ⅱ氢氧化钠(NaOH)30g/L～50g／L 60g／L～80g/L甘油8ML～10ML8ML～10ml硝酸钾(KN0，)40g／L～50g/L柠檬酸钠30g／L～40g/L温度室温室温阴极电流密度／A·dm-2 0．5～1．5 冲击3～4正常2～3时间／min0．5～2．0至需要厚度电源波形单相半波配方l适用预镀铜，配方2可用于预镀也可用于加厚镀铜。

镀液配制时需用热的碱液(pH值l2—13)来溶解缩二脲，再将溶解后的硫酸铜，用稀的氢氧化钠调到pH值8～9，生成氢氧化铜沉淀，用水清洗沉淀数次以除去硫酸根，然后将沉淀用缩二脲溶解，最后加入其他原料。

三、有机膦酸镀铜有机膦酸类络合剂中，磷原子之间是通过有机基团耦合连接的，因此相对稳定，如羟基乙叉二膦酸(HEDP)、乙二胺四甲叉膦酸(DMP)、氨三甲叉膦酸(ATMP)等。

实例：南京大学配位化学研究所庄瑞舫教授研制的CuR-1型添加剂的HEDP直接镀铜新工艺，生产厂实践结果表明，无需预镀工序就可获得结合力良好的细致的半光亮镀层，镀液成分简单稳定，操作维护方便，镀液覆盖能力优于氰化镀铜，加入CuR-1型的添加剂后，克服了原HEDP镀铜工艺的允许阴极电流密度范围(Dk)较窄的缺点。

无氰镀铜工艺配方为了消除氰化镀铜带来的环境污染，实现清洁生产，本文介绍了一种无氰碱性镀铜镀液。

该工艺借鉴了国外先进技术，并在此基础上进行了创新。

该无氰镀铜工艺配方主要包括铜盐、络合剂、缓冲剂、导电盐和其他添加剂。

其中，铜盐是主要的电镀物质，提供了铜离子供沉积。

络合剂的作用是稳定铜离子，防止其水解，常用的络合剂有有机羧酸、氨基酸、氨羧酸等。

缓冲剂用于调节镀液的PH值，保持镀液的稳定性。

导电盐提高镀液的导电性，有利于电镀过程的进行。

添加剂则是一些辅助成分，如稳定剂、光亮剂、润湿剂等，用以改善镀层的外观和性能。

在无氰镀铜工艺中，络合剂的选择尤为重要。

由于无氰镀铜工艺中没有氰化物的络合作用，需要选择具有较强络合能力的络合剂，以保证铜离子的稳定性。

常用的络合剂有柠檬酸盐、酒石酸盐、乙二胺四乙酸盐等。

这些络合剂可以与铜离子形成稳定的络合物，降低铜离子的水解倾向，从而提高镀层的质量。

除了络合剂，无氰镀铜工艺还需要加入适量的表面活性剂。

表面活性剂可以降低溶液的表面张力，增加镀层与基体的润湿性，有利于电沉积的进行。

同时，表面活性剂还可以在镀层表面形成一层润滑膜，降低摩擦系数，提高镀层的耐磨性和抗腐蚀性。

为了保证无氰镀铜工艺的稳定性和可操作性，还需要对镀液进行适当的维护和管理。

例如，定期检查镀液的成分和浓度，根据需要进行调整和补充；保持镀液的清洁和过滤，防止杂质和沉淀的产生；控制镀液的温度和PH值，保证电镀过程的顺利进行。

总的来说，无氰镀铜工艺配方主要包括铜盐、络合剂、缓冲剂、导电盐和其他添加剂。

这些成分的选择和配比对于获得高质量的铜镀层至关重要。

通过不断的试验和研究，可以进一步优化无氰镀铜工艺配方，提高镀层的性能和外观，满足不同领域的需求。

RC-CU200无氰碱性镀铜工艺工艺特点：CU200是我公司引进国外技术最新研制开发的新一代无氰镀铜新工艺，其特点如下：1.无需氰化钠，很适用于钢铁件、黄铜件、铝合金、锌合金工件作底层电镀，结合力强2.镀液稳定可靠，寿命长3.镀液活性强，阴极极化电位大，镀层可加厚，光亮度高，无脆性4.废水处理容易，只需加沉淀剂就可以除去有机物，可达标排放。

溶液组成及操作条件：原材料及操作条件挂镀滚镀纯水600(500-650)毫升/升660(475-625)毫升/升RC-CU200A300(250-350)毫升/升250(200-300)毫升/升RC-CU200B100(80-120)毫升/升90(80-100)毫升/升pH值9.5(9.5-10)9.5(9.5-10)温度50(40-60)℃50(40-60)℃Dk(A·dm-2)1(0.5-1.5)0.6(0.1-0.9) SA:SK 1.5:1 1.5:1阳极轧制高纯铜板轧制高纯铜板时间2－10分钟20－30分钟搅拌阴极移动或空气搅拌(视情况)阴极移动或空气搅拌(视情况)过滤连续过滤连续过滤镀液配制(挂镀，以100L为例)5.镀槽中加入60L去离子水，加人30L200A溶液(内含铜900g)，搅拌。

6.用50%KOH溶液调pH值，控制溶液pH值9.5。

7.加入200B光亮剂10L，搅拌，加去离子水达工作体积，搅拌均匀。

8.加热至工作温度，试镀。

镀液的控制与维护9.200A电镀浓缩液为基础基质提供铜。

在电镀过程中，沉积的铜由阳极侵蚀补充。

带出的复杂药剂由添加200B补充。

一般只在新配槽或镀液功能竭尽时才能添加200A。

镀液中铜含量，挂镀一般维持在8~10g/L，滚镀维持在6~8g/L。

在生产过程中由于镀液的带出损耗和电极过程的损失，可根据化学分析进行补充，每缺少铜lg/L，可补充200A33mL/L。

10.200B补充液中含复杂药剂，它的添加可作为带出的补充和因电化学作用而消耗的量，过少将会引起结合力下降，轻微过量将不会引起什么不良影第1页共2页响。