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铝芯模电铸铜中镀锌工艺的应用范文

时间:2022-10-21 08:32:28

铝芯模电铸铜中镀锌工艺的应用

《电镀与环保杂志》2016年第4期

0前言

我公司有一零件,其两侧凹槽要求镀铜层厚度达1.5mm。零件加工采用电铸铜工艺,即机械加→→→→工铝芯模电铸铜外形修整溶解铝芯模修理及抛光→镀银。传统的电铸铜工艺方法为除油→浸锌(两次)→镀氰化铜→镀光亮铜。浸锌后电铸产品鼓包、分层,产品后续加工易开裂,质量得不到保障。为了解决此项工艺难题,查阅了很多电镀书籍及相关资料,凡是铝件镀铜都是采用浸锌工艺,没有采用电镀锌工艺的。是否能用我厂较常用的微氰碱性镀锌工艺取代浸锌工艺。为了得到答案,进行了相关实验研究,摸索出电流的合适范围,终于使铝芯模能均匀地镀上锌层,电铸产品的合格率为100%。

1铝合金镀锌

1.1材料

工件为2A12-T3(T4)铝合金棒。

1.2工艺流程

碱蚀除油冷水清洗浸亮冷水清洗→→→微氰碱性镀锌冷水清洗氰化物镀铜冷水清洗→硫酸活化→水洗→光亮镀铜

2主要工序说明

2.1碱蚀除油

氢氧化钠80~100g/L,80~100℃,5~15s。

2.2出光

硝酸250~300mL/L,重铬酸钾5~10g/L,室温,5~15s。

2.3微氰碱性镀锌

氧化锌8~15g/L,氢氧化钠100~150g/L,氰化钠8~15g/L,DE-81添加剂(电镀级)4~6mL/L,ZBD-81光亮剂(电镀级)4~6mL/L,1.5~2.5A/dm2,10~35℃,60s。

2.4氰化物镀铜

氰化亚铜25~30g/L,氰化钠(游离)7~15g/L,氢氧化钠20~25g/L,酒石酸钾钠50~70g/L,1~2A/dm2,45~50℃,5~10min,阳极采用紫铜板。

2.5光亮镀铜

硫酸铜150~220g/L,硫酸50~70g/L,氯离子60~120mg/L,开缸剂KCU-920MU5~10mL/L,填平剂KCU-920A0.35~0.85mL/L,光亮剂KCU-920B0.25~0.50mL/L,1.5~3.5A/dm2,10~35℃,1周,阳极采用磷的质量分数为0.1%~0.3%的磷铜板,S阴∶S阳=1∶2。

2.6操作要点

(1)铝合金工件必须带电入槽,防止溶解。对于较轻的零件,工件下端吊重物,防止其在溶液中处于悬浮状态。

(2)零件吊挂材料由传统的铜丝改为不锈钢丝。这是因为用铜线绑零件,铜在酸性溶液中会慢慢反应,在长时间的电镀过程中铜线溶解,零件很容易脱落,造成中途断电。如此反复,很容易引起镀层结合不牢固、分层,导致零件报废。

(3)在镀锌时,如果电流不合适,有些地方会镀不上锌。由于铝是两性金属,既能与酸反应又能与碱反应,没有镀上锌的地方再镀氰化铜和光亮铜时,铝会不停地反应而产生氢气,氢气泡黏附在电极表面,造成该处绝缘,使金属离子不能在氢气泡的周围放电。随着镀层的增厚,氢气泡夹杂在镀铜层中形成空洞,产生鼓包、分层,需要中途反复退镀,否则会造成零件报废。

(4)电铸铜时,零件摆放位置很有讲究,为了保证零件两侧凹槽厚度的均匀度,这两条凹槽要正对阳极,而且要经常换方向。对于凹凸不平或者有深孔的复杂零件,除了电流的边缘效应外,还由于凹凸两处与阳极的距离不同,使它们彼此间的电阻也不同,因而电流密度在凹凸处的分布也不相同。凸处与阳极距离近,电阻小,电流密度就大,镀层就厚;反之,凹处的镀层薄,镀层的沉积速率很慢,而且更重要的是电流不能大。

3经济效益

(1)提高了生产效率,减轻了劳动强度,降低了人工成本。从除油到镀锌、镀氰化铜,只需5min。而浸锌工艺,生产准备时间长,从除油到浸锌、镀氰化铜,需300min,如果镀光亮铜起泡的话,往往需要一天的时间来反复退镀。

(2)提高了产品的合格率,质量得到了保证。镀锌工艺的产品合格率达到100%,而浸锌工艺,对温度要求比较严格(18~25℃),要求零件每一个部位均匀地浸上一层薄锌,一次性浸锌合格率只有10%。原来采用浸锌工艺,一天最多下槽电镀3个铝芯模,经过一星期镀光亮铜,脱模溶解掉铝芯模后,发现两侧凹槽内壁起泡,至少要报废2个,合格率最多只有30%,有时会全部凹槽内壁起泡、报废,损失费用约2400元/个。采用镀锌工艺后,每次都镀8个,而且全部合格。

(3)用电量和辅助材料消耗大大降低,节约费用约2400元/个。

4结束语

本工艺近期已在多批产品的生产中使用,工艺技术稳定,满足电铸类产品加工质量要求。

作者:吕频 单位:桂林长海发展有限责任公司

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