铝芯模电铸铜中镀锌工艺的应用范文

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《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