由于無氰鍍銅工藝不夠成熟,存在著產品不太穩定、結合力不理想、對前處理要求高、廢水處理困難等缺點,在實際應用中仍然不能大范圍的取代氰化鍍銅工藝。故而氰化鍍銅仍大量應用于打底電鍍工藝中,如用于鋼鐵、鋅合金、鋁合金、銅合金、鎂合金、鎳合金和鉛合金等金屬及合金上。
1.銅鍍層結晶細致,光亮及均勻。
2.電流密度范圍寬闊,覆蓋能力極佳。
3.有機或無機雜質容忍度高,易于控制。
4.適用于鋼鐵、銅、青銅等不同基體的工件,尤為適合于鋅合金壓鑄件。
5.鍍液可用氰化鉀或氰化鈉配制,效果同樣理想。
鍍液組成及操作條件
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名稱 |
氰化銅(CuCN) |
50-70克/升 |
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氰化鈉(NaCN) |
70-95克/升 |
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氫氧化鈉(NaOH) |
1-3克/升 |
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溫 度 |
45-60℃ |
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電流密度 |
0.5-5 A/平方分米 |
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陽極 |
無氧電解銅 |
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攪拌方法 |
陰極搖擺 |
組成原料的功用
氰化銅(CuCN)
氰化銅是供給鍍液銅離子的來源。鍍液中銅離子含量應在37-50克/升。如銅金屬含量在35克/升以下,所用的電流密度(在陰極搖擺方法)不能超越3安培/平方分米。相反的,當采用高電流密度時,金屬含量也要提高。總括來說,電流密度與鍍液中的適當金屬含量,攪拌程度,游離氰化鉀含量,溫度和光亮劑含量等有相互關連。
氰化鈉(NaCN)
鍍液中的游離氰化鈉與銅含量的相互關系。當銅含量為37-50克/升,游離氰化鈉應在15-20克/升之間。所以當游離氰化鈉在10克/升以下,低電流密度區會起云霧,當游離氰化鈉在20克/升以上,陰極電流效率降低,同時陰極會有大量氣體產生。所以游離氰離子的*佳值隨金屬銅量而定。例如金屬銅含量為35克/升,而需要用低電流密度時,游離氰化鈉應為12克/升左右。
氫氧化鈉(NaOH)
氫氧化鈉可提高鍍液的導電性。如工件為鋅合金鑄件時,氫氧化鈉宜保持在1-3克/升,以免堿度太高而侵蝕鋅合金。如工件全部是鋼鐵件時,氫氧化鈉濃度可調升至10-30克/升。
鍍液中的主要成分要定期分析并調整至如下范圍:
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名 稱 |
金屬銅 |
35-50克/升 |
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游離氰化鈉 |
15-20克/升 |
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氫氧化鈉 |
1-3克/升 |
雜質的影響和檢測與解決方法
異金屬雜質的來源
⑴來源
①由于小量鉛的存在(0.015~0.03g/L)能使鍍層容易光亮,所以有的電鍍企業不科學地自配光亮劑,以鉛鹽配制氰化物鍍銅光亮劑,而且含量高,事實在前期使用時、達到了一定的效果,但長時間的使用這種添加劑,槽液中的鉛也逐步增加,當超過0.08g/L時,就會使鍍層粗糙,產生脆性。
②鋅合金壓鑄件電鍍,工件掉入鍍槽內、長時間未能澇出,腐蝕溶解。而鉛的成本低于鋅、所以鋅合金壓鑄件內常會有鉛的存在,這樣就會造成鍍液中、即有鉛雜質、又有鋅雜質。鋅雜質在鍍液中高于0.1g/L時,會使鍍層色暗,有條紋出現,高到一定量時鍍層會變成黃銅色。
⑵.鉛、鋅雜質的去除
當鍍液中有、鉛(Pb2+)和鋅(Zn2+)時,可根椐Pb2+和Zn2+都能與S2-生成難溶的硫化物沉淀的原理來處理鍍液。Pb2++Na2S→PbS↓(黑色)+2Na+ Zn2++Na2S→ZnS↓(白色)+2Na+用Na2S處理氰化物鍍液應注意的一點,當鍍液中游離氰(NaCN)含量偏低時,鍍液中的銅也能與Na2S反應,形成黑色的硫化物沉淀,所以在處理鍍液前、有必要先檢驗一下鍍液中是否含鉛(Pb2+)、鋅(Zn2+)雜質。
檢測方法;在一支干凈的試管內、注入10ml待處理的鍍液,加熱到60℃左右,加入10%NaCN 2ml,搖勻后再加入5%Na2S 2ml,此時若有黑色的沉淀出現、即是硫化鉛,說明鍍液中有(Pb2+)鉛雜質。沉淀物是白色的、是(Zn2+)鋅雜質,沒有鉛雜質。沉淀物是灰黑色的、那就是鍍液中鉛、鋅二種異金屬雜質并存。
⑶解決方法
①鍍液加溫至60℃左右,會加快沉淀反應,有利于異金屬雜質沉降和過濾。
②如果游離氰不足的、要先補氰化鈉(NaCN)到工藝要求范圍,否則鍍液中的部分銅會形成硫化亞銅沉淀,然后在攪拌下緩緩加入0.2~0.4g/L(Na2S)。
③連續攪拌20~30分鐘后,加入1~3g∕L活性炭,再攪拌20~30分鐘后、靜置、翻缸過濾,清潔鍍槽,調整鍍液后、即可電鍍。
④鋅雜質、或少量的鉛雜質可用義烏都得益生產的ZS氰化物鍍銅鋅雜質容忍劑解決無需停產處理,省時、省力、降低生產成本,提高生產率。
碳酸鹽的去除
碳酸鹽是如何產生的,在導電鹽的一段中以提到,不再多說了。
處理方法有二種。
⑴冷卻法;原理是碳酸鹽(Na2CO3)的溶解度隨溫度的變化而變化,溫度降低碳酸鹽的溶解度也降低。在冬天可以利用自然條件來降低溶液溫度,將鍍液置于室外,讓它過夜冷卻結晶、第二天抽取清液入鍍槽,除去結晶即可生產,但在較南方地區就無法進行,因為降溫要求在0℃左右,有冷凍機可用冷凍機處理。冷卻法在去除碳酸鈉的同時,也會損失一些金屬鹽。這種方法對于去除溶解度較大的碳酸鉀效果就較差了。
⑵化學沉淀法;一般采用氫氧化鈣來沉淀,其產生如下反應。Ca(0H)2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOH每0.7g氫氧化鈣可去除1g碳酸鹽,處理前先加溫、控制溫度60~70℃,在攪拌下緩緩加入計算量的氫氧化鈣。(少于60g∕l的碳酸鹽存在對鍍液有一定的好處,所以要控制好用量。)再攪拌30分鐘后,待反應完全后,靜止、沉淀、翻缸過濾、清槽。也可用質量較優的塊狀石灰、化成水溶液來處理。注意;此方法處理碳酸鹽會使鍍液PH升高,如超出工藝規范可用酒石酸來中和,或用不溶解陽極電解。
鉻雜質的去除
⑴六價鉻對氰化物鍍銅危害極大,鍍液中有少量的鉻離子存在,就會使鍍層不均、發暗,量稍多能使鍍層結合不牢,產生條紋、氣泡、脫皮等現象,嚴重時、能使陰極電流效率明顯下降,鍍層有脆性或不上鍍層。
⑵去除六價鉻,可用還原劑把六價鉻還原成三價鉻,使其沉淀,常用保險粉為還原劑, 每克保險粉能去除1克鉻雜質。首先將鍍液加溫到60℃左右,在攪拌的情況下加入固體保險粉0.2~0.4g/l,繼續攪拌20~30分鐘,此時六價鉻以還原成三價鉻、產生沉淀,注意;要趁熱過濾。
氰化物鍍銅槽的大處理
⑴任何一種電鍍溶液使用時間長了,由于原料、添加劑、等等原因,都會使溶液產生出有機雜質,氰化物鍍銅槽也不會例外。由于氰化物鍍銅溶液有一定的去油能力,所以、有的單位放松了前處理(除油)的質量,這樣就使鍍液中油污存在。小量的油污和有機雜質會使鍍層產生針孔、(吊鍍有的復雜零件底部漏鍍),嚴重時、會影響鍍層質量,使鍍層出現起泡、脫皮、結合力差的現象。鍍鎳、鍍酸銅等溶液處理時,用雙氧水+活性炭來處理有機雜質,但氰化物鍍銅溶液不能用雙氧水這樣來處理,因為氧化劑會使氰化物分解,所以只能用活性炭來處理有機雜質。