一種無氰鍍銀的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無氰鍍銀的方法，包括如下工藝過程和步驟：1）打磨，2）丙酮除油，3）化學(xué)弱浸蝕，4）鍍銀溶液配制，5）脈沖電鍍。該方法電沉積快速，鍍銀層光亮且與基體結(jié)合良好，可廣泛用于電子工業(yè)中作為導(dǎo)電及可焊性鍍層。
【專利說明】一種無氰鍍銀的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無氰鍍銀的方法，屬于材料表面工程，電鍍領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]純銀為銀白色，具有面心立方晶格，是一種可煅、可塑的貴金屬。銀的延展性僅次于金，在所有金屬中居第二位。銀具有良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，在所有的金屬中，以銀的導(dǎo)電性能最好。除此之外，銀還具有許多優(yōu)良的物理特性，如具有高的反光性，其反射率高達(dá)95%，其焊接性也極為良好。另外，金屬銀還具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，與水和大氣中的氧均不起作用，在大多數(shù)有機(jī)酸、強(qiáng)堿及鹽溶液中也具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性?；阢y的這些優(yōu)良特性，電鍍銀在電鍍生產(chǎn)中占有十分重要的地位。
[0003]鍍銀溶液有氰化鍍銀液和無氰鍍銀液。氰化鍍銀溶液主要由銀氰配鹽和游離氰化物組成，鍍液穩(wěn)定可靠、電流效率高、有良好的分散能力和覆蓋能力、鍍層結(jié)晶細(xì)致有光澤。但由于氰化物鍍銀液劇毒，具有污染環(huán)境、危害生產(chǎn)者的健康以及廢液處理成本較高等缺點(diǎn)，所以人們希望用其他電鍍工藝來取代氰化物電鍍銀工藝。長期以來國內(nèi)外科學(xué)工作者對(duì)無氰鍍銀工藝進(jìn)行了大量廣泛而深入的研究，但至今仍沒有大的突破，目前在實(shí)際生產(chǎn)中仍主要采用氰化物鍍液。因此，研制一種無毒、穩(wěn)定、鍍液和鍍層性能均良好的無氰鍍銀工藝，是意義深遠(yuǎn)而又迫在眉睫的。
[0004]在基于安全、廢水易處理和環(huán)境保護(hù)的前提下，從上世紀(jì)六十年代起，經(jīng)過國內(nèi)外學(xué)者的努力嘗試，主要提出了兩類不同的銀化合物:(I)無機(jī)絡(luò)合物如硫代硫酸鹽、亞硝酸鹽、碘化物、焦磷酸鹽、三偏磷酸鹽等 ；(2)有機(jī)絡(luò)合物如乳酸、乙內(nèi)酰脲、硫脲等，極大地促進(jìn)了無氰鍍銀工藝的研究進(jìn)展。近幾十年來，無氰鍍銀雖然己有很多研究，但始終存在若干問題，無法真正替代氰化鍍銀。綜合考察各種無氰鍍銀工藝，其問題歸納主要如下:
(I)鍍層性能總體達(dá)不到商業(yè)要求，如鍍層光亮度不夠，與基體結(jié)合力不好或鍍層夾雜有機(jī)物導(dǎo)致純度不高、電導(dǎo)率下降等，尤其是工程性鍍銀，比起裝飾性鍍銀有更多的要求。例如鍍層結(jié)晶不如氰化物細(xì)膩平滑；或者鍍層純度不夠，鍍層中夾雜有機(jī)物，導(dǎo)致硬度過高、電導(dǎo)率下降等；還有焊接性能下降等問題。
[0005](2)鍍液穩(wěn)定性差，對(duì)其它金屬雜質(zhì)比較敏感，導(dǎo)致電鍍周期短，增加了成本，許多無氰鍍銀鍍液的穩(wěn)定性都存在問題，無論是堿性鍍液還是酸性鍍液或是中性鍍液，不同程度地存在鍍液穩(wěn)定性問題，給管理和操作帶來不便，同時(shí)使成本也有所增加。
[0006](3)工藝性能不能滿足生產(chǎn)需要，鍍液分散能力差，陰極工作電流密度低，陽極容易鈍化，使得在應(yīng)用中受到一定限制。
[0007]脈沖電鍍:使電鍍回路周期性地接通和斷開，或者在固定直流上再疊加某一波形脈沖的電鍍方法。與普通電鍍相比，這種方法具有鍍層平整致密、附著性好，電流效率高、環(huán)保性能好等優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種無氰鍍銀的方法，是一種無毒無污染的無氰鍍銀工藝，并且在較快的電沉積速度下獲得具有良好性能的鍍銀層。[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種無氰鍍銀的方法，包括如下工藝過程和步驟:
I)打磨(機(jī)械拋光):機(jī)械拋光的目的是為了消除金屬制品表面的細(xì)微不平、氧化皮面和各種宏觀缺陷，以提高表面平整度的一種機(jī)械處理方法。采用砂紙打磨的方法。砂紙型號(hào)的打磨順序依次為600# — 1000# — 2000#,并在金相試樣拋光機(jī)上拋光，使表面具有鏡
面光澤。
[0010]2)丙酮除油:有機(jī)溶劑除油是利用有機(jī)溶劑能溶解油脂的物理性質(zhì)將制品表面油污出去的過程。其特點(diǎn)是能除去各類油脂，除油速度快，除特殊情況以外一般不腐蝕被處理的金屬。
[0011]3)化學(xué)浸蝕(弱浸蝕):銅制件的弱浸蝕主要是用于電鍍前的表面活化，以提高鍍層的結(jié)合力。對(duì)于銅制件常用的弱浸蝕方法分為化學(xué)弱浸蝕和陽極弱浸蝕，本發(fā)明中選用體積比為1:1的鹽酸水溶液進(jìn)行酸洗。
[0012]4)鍍銀溶液配制:
稱取需要量的丁二酰亞胺80-100g/L、四硼酸鈉10-40g/L，聚乙二醇0.2g/L，苯駢三氮唑0.02g/L, SeO20.06g/L，溶于總體積2/5~3/5蒸餾水中，攪拌使其溶解；將計(jì)算量的硝酸銀40-70g/L用少量蒸餾水溶解后，在攪拌的狀態(tài)下加入到上述溶液中；用氨水調(diào)節(jié)pH至9-10，機(jī)械攪拌，溫度20-40°C。
[0013]本發(fā)明所用各種試劑均為分析純,鍍液用蒸懼水配制，陰極為IOmmXlOmmXlmm的純銅片，陽極使用純度99.99%的純銀板。該工藝配方具有操作簡單易行，電流密度大，電沉積速度快，鍍層質(zhì)量好等一系列優(yōu)點(diǎn)。
[0014]5)脈沖電鍍，雙向脈沖電鍍，周期Ι-lOms，占空比40%_60%。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明利用丁二酰亞胺對(duì)銀較強(qiáng)的絡(luò)合能力、銀電沉積時(shí)極化較大、鍍液較穩(wěn)定、使用范圍較寬等一系列優(yōu)點(diǎn)，加一脈沖條件研制出一種簡單快速的鍍銀方法。該方法電沉積快速，鍍銀層光亮且與基體結(jié)合良好，可廣泛用于電子工業(yè)中作為導(dǎo)電及可焊性鍍層。
[0016]【具體實(shí)施方式】:
本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于下:
實(shí)施例1
按要求配置200ml鍍液,鍍液成分為:
AgNO3 40g/L ;丁二酰亞胺 100g/L ；Na2B4O7.IOH2O 40g/L，聚乙二醇 0.2g/L，苯駢三氮唑 0.02g/L, SeO20.06g/L,
用電子秤按量稱取以上物質(zhì)，在燒杯中溶解，使溶液體積不大于燒杯額定體積的四分之三，將配置的鍍液用磁力攪拌器攪拌至沉淀溶解，用氨水調(diào)節(jié)PH至9，鍍液呈透明淡黃色，靜置一個(gè)小時(shí)。然后在5A/dm2的電流密度條件下實(shí)施直流電鍍，機(jī)械攪拌，電鍍時(shí)間60s，鍛液溫度保持30 C。電鍛完成后取出，用蒸懼水清洗后并用冷風(fēng)供干。
[0017]將表面獲得Ag鍍層的銅片試樣進(jìn)行硬度、耐蝕性和電化學(xué)測(cè)試。
[0018]實(shí)施例2按要求配置200ml鍍液,鍍液成分為:
AgNO3 50g/L;丁二酰亞胺 90g/L ;Na2B407.IOH2O 30g/L，聚乙二醇 0.2g/L，苯駢三氮唑0.02g/L, SeO20.06g/L,
用電子秤按量稱取以上物質(zhì)，在燒杯中溶解，使溶液體積不大于燒杯額定體積的四分之三，將配置的鍍液用磁力攪拌器攪拌至沉淀溶解，用氨水調(diào)節(jié)PH至9，鍍液呈透明淡黃色，靜置一個(gè)小時(shí)。然后在5A/dm2的電流密度條件下實(shí)施直流電鍍，機(jī)械攪拌，電鍍時(shí)間60s，鍛液溫度保持30 C。電鍛完成后取出，用蒸懼水清洗后并用冷風(fēng)供干。
[0019]將表面獲得Ag鍍層的銅片試樣進(jìn)行硬度、耐蝕性和電化學(xué)測(cè)試。
[0020]實(shí)施例3 按要求配置200ml鍍液,鍍液成分為:
AgNO3 60g/L;丁二酰亞胺 80g/L ;Na2B407.IOH2O 10g/L，聚乙二醇 0.2g/L，苯駢三氮唑0.02g/L, SeO20.06g/L,
用電子秤按量稱取以上物質(zhì)，在燒杯中溶解，使溶液體積不大于燒杯額定體積的四分之三，將配置的鍍液用磁力攪拌器攪拌至沉淀溶解，用氨水調(diào)節(jié)PH至9，鍍液呈透明淡黃色，靜置一個(gè)小時(shí)。然后在5A/dm2的電流密度條件下實(shí)施直流電鍍，機(jī)械攪拌，電鍍時(shí)間60s，鍛液溫度保持30 C。電鍛完成后取出，用蒸懼水清洗后并用冷風(fēng)供干。
[0021]將表面獲得Ag鍍層的銅片試樣進(jìn)行硬度、耐蝕性和電化學(xué)測(cè)試。
[0022]實(shí)施例4
按要求配置200ml鍍液,鍍液成分為:
AgNO3 70g/L ;丁二酰亞胺 100g/L ；Na2B4O7.IOH2O 50g/L，聚乙二醇 0.2g/L，苯駢三氮唑 0.02g/L, SeO20.06g/L,
用電子秤按量稱取以上物質(zhì)，在燒杯中溶解，使溶液體積不大于燒杯額定體積的四分之三，將配置的鍍液用磁力攪拌器攪拌至沉淀溶解，用氨水調(diào)節(jié)PH至9，鍍液呈透明淡黃色，靜置一個(gè)小時(shí)。然后在5A/dm2的電流密度條件下實(shí)施直流電鍍，機(jī)械攪拌，電鍍時(shí)間60s，鍛液溫度保持30 C。電鍛完成后取出，用蒸懼水清洗后并用冷風(fēng)供干。
[0023]將表面獲得Ag鍍層的銅片試樣進(jìn)行硬度、耐蝕性和電化學(xué)測(cè)試。
[0024]實(shí)施例5
按要求配置200ml鍍液,鍍液成分為:
AgNO3 40g/L ;丁二酰亞胺 100g/L ；Na2B4O7.IOH2O 40g/L，聚乙二醇 0.2g/L，苯駢三氮唑 0.02g/L, SeO20.06g/L,
用電子秤按量稱取以上物質(zhì)，在燒杯中溶解，使溶液體積不大于燒杯額定體積的四分之三，將配置的鍍液用磁力攪拌器攪拌至沉淀溶解，用氨水調(diào)節(jié)PH至9，鍍液呈透明淡黃色，靜置一個(gè)小時(shí)。然后在ΙΟΑ/dm2的電流密度條件下實(shí)施雙向脈沖電鍍，機(jī)械攪拌，周期5ms,占空比50%，電鍍時(shí)間60s，鍍液溫度保持30°C。電鍍完成后取出，用蒸餾水清洗后并用冷風(fēng)烘干。
[0025]將表面獲得Ag鍍層的銅片試樣進(jìn)行硬度、耐蝕性和電化學(xué)測(cè)試。
[0026]實(shí)施例6
按要求配置200ml鍍液,鍍液成分為:
AgNO3 50g/L;丁二酰亞胺 90g/L ;Na2B407.IOH2O 30g/L，聚乙二醇 0.2g/L，苯駢三氮唑0.02g/L, SeO20.06g/L,
用電子秤按量稱取以上物質(zhì)，在燒杯中溶解，使溶液體積不大于燒杯額定體積的四分之三，將配置的鍍液用磁力攪拌器攪拌至沉淀溶解，用氨水調(diào)節(jié)PH至9，鍍液呈透明淡黃色，靜置一個(gè)小時(shí)。然后在ΙΟΑ/dm2的電流密度條件下實(shí)施雙向脈沖電鍍，機(jī)械攪拌，周期Ims,占空比60%，電鍍時(shí)間60s，鍍液溫度保持30°C。電鍍完成后取出，用蒸餾水清洗后并用冷風(fēng)烘干。
[0027]將表面獲得Ag鍍層的銅片試樣進(jìn)行硬度、耐蝕性和電化學(xué)測(cè)試。
[0028]實(shí)施例7
按要求配置200ml鍍液,鍍液成分為:
AgNO3 60g/L ;丁二酰亞胺 100g/L ；Na2B4O7.IOH2O 30g/L，聚乙二醇 0.2g/L，苯駢三氮唑 0.02g/L, SeO20.06g/L,
用電子秤按量稱取以上物質(zhì)，在燒杯中溶解，使溶液體積不大于燒杯額定體積的四分之三，將配置的鍍液用磁力攪拌器攪拌至沉淀溶解，用氨水調(diào)節(jié)PH至9，鍍液呈透明淡黃色，靜置一個(gè)小時(shí)。然后在ΙΟΑ/dm2的電流密度條件下實(shí)施雙向脈沖電鍍，機(jī)械攪拌，周期IOms,占空比40%，電鍍時(shí)間60s，鍍液溫度保持30°C。電鍍完成后取出，用蒸餾水清洗后并用冷風(fēng)烘干。
[0029]將表面獲得Ag鍍層的銅片試樣進(jìn)行硬度、耐蝕性和電化學(xué)測(cè)試。
[0030]通過實(shí)驗(yàn)獲得的Ag鍍層均呈光亮的銀白色，金屬光澤，鍍層均一，無起皮，脫落，鍍層性能測(cè)試結(jié)果如下表:
【權(quán)利要求】
1.一種無氰鍍銀的方法，其特征在于，包括如下工藝過程和步驟: A.機(jī)械拋光:采用砂紙打磨的方法，砂紙型號(hào)的打磨順序依次為600# — 1000# — 2000#，并在金相試樣拋光機(jī)上拋光，使表面具有鏡面光澤； B.丙酮除油，除去各類油脂；然后化學(xué)弱浸蝕； C.鍍銀溶液配制:稱取需要量的丁二酰亞胺80-100g/L、四硼酸鈉10-40g/L，聚乙二醇.0.2g/L，苯駢三氮唑0.02g/L, SeO20.06g/L，溶于總體積2/5~3/5蒸餾水中，攪拌使其溶解；將計(jì)算量的硝酸銀40-70g/L用少量蒸餾水溶解后，在攪拌的狀態(tài)下加入到上述溶液中； D.用氨水調(diào)節(jié)鍍銀溶液pH至9-10，機(jī)械攪拌，溫度20-40°C； E.雙向脈沖電鍍，周期1-1Oms，占空比40%-60%。
【文檔編號(hào)】C25D5/18GK103540970SQ201310471133
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】鐘慶東, 牟童, 顧帥帥, 紀(jì)丹, 勒霞文 申請(qǐng)人:上海大學(xué)