焦磷酸鹽鍍銅清潔生產(chǎn)技術(shù)

焦磷酸鹽鍍銅清潔生產(chǎn)推薦技術(shù)技術(shù)說明焦磷酸鹽鍍液穩(wěn)定、成分簡單、腐蝕性小、呈弱堿性、無毒、電流效率高、分散能力和覆蓋能力較好，而且鍍層結(jié)晶細致，并能獲得較厚的銅鍍層。電鍍過程中無刺激性氣體逸出，可減少通風設(shè)備。但對于鋼鐵件一般要進行預浸或預鍍處理，也可以采用焦磷酸鹽直接鍍銅工藝。但該鍍液溶液配制時成本較高，廢水處理時可采用生成焦磷酸銅沉淀的方法進行回收。①原理焦磷酸鹽鍍銅的鍍液主要是由焦磷酸銅、焦磷酸鉀及一些輔助絡合劑和光亮劑組成的。在溶液中以焦磷酸鉀為主絡合劑，二價銅以[Cu(P2O7)2]6-形式存在。電解過程中陽極表面聲稱氧化膜能使陽極鈍化，因此在生產(chǎn)過程中要加入一些輔助絡合劑以防止鈍化，如酒石酸鹽、檸檬酸鹽、氨三乙酸鹽、草酸鹽等。②工藝規(guī)范成分及工藝參數(shù)配方1配方2配方3焦磷酸銅（g/L）70~10070~9050~60焦磷酸鉀（g/L）300~400300~380350~400檸檬酸銨（g/L）15~20酒石酸鈉鉀（g/L）25~30氨三乙酸（g/L）20~30氨水（25%）（ml/L）2~3二氧化硒（g/L）0.008~0.020.008~0.020.008~0.022-巰基苯并咪唑（g/L）0.02~0.040.002~0.0042-巰基苯并噻唑（g/L）0.002~0.004pH值8~8.88~8.88.4~8.8溫度（℃）20~5030~5030~40電流密度（A/dm2）2~41.5~30.5~1陰極移動（次/min）25~3025~30滾鍍③溶液成分的作用和影響焦磷酸銅：是鍍銅液中提供銅離子的主鹽。光亮鍍液中的金屬鹽以銅計，應控制在25~35g/L，一般鍍液中可以控制在20~25g/L之間。在光亮鍍液中，如果銅含量過低，不但鍍層的光亮整平性差，而且允許工作電流密度范圍狹小。若銅含量過高，焦磷酸鉀含量也要相應增加，從而增加新配液費用和零件電鍍時帶來的損失，成本高。焦磷酸鉀：是鍍銅液中的主絡合劑，其作用是使絡合物穩(wěn)定，防止沉淀，改善鍍層結(jié)晶，提高鍍液分散能力和覆蓋能力，促使陽極溶解。超過絡和量的焦磷酸鉀呈游離狀態(tài)。在焦磷酸鍍銅溶液中，一般控制總焦磷酸鹽根（P2O74-）與金屬（Cu2+）的比值，應保持在（7~8）：1之間。低于7：1時，陽極溶解性差，鍍層結(jié)晶較粗糙，高于8.5：1時，陰極電流效率下降。檸檬酸鹽、酒石酸鹽、氨三乙酸和銨鹽：這幾種鹽類是鍍銅液中的輔助絡合劑，都能與銅生成絡合劑，其作用是改善鍍液分散能力，促使陽極溶解，防止產(chǎn)生銅粉，還可增加電流密度，增強鍍液的緩沖作用和提高鍍層的光亮度。其中以檸檬酸效果最好，若用酒石酸鹽或氨三乙酸代替檸檬酸鹽，鍍層的整平性和光亮度稍差。加入銨鹽可以改變外觀，當銨離子過低時，鍍層粗糙、色澤變暗，若濃度過高，鍍層呈暗紅色，有脆性。在采用較高溫度的鍍液中，由于氨容易揮發(fā)，應經(jīng)常調(diào)整，加入量為1~3ml/L。光亮劑：可用于焦磷酸鹽鍍銅溶液的光亮劑有2-巰基苯并咪唑和2-巰基苯并噻唑，其中2-巰基苯并咪唑效果較好，不但能使鍍層光亮，并具有一些整平作用，還能提高工作電流密度，可以和2-巰基苯并噻唑并用。含量低時光亮度較好，但整平性較差，含量高則相反，并易于從溶液中析出，采用中等濃度較好。加入二氧化硒可以降低鍍層的內(nèi)應力和獲得更好的光亮度，含量少時達不到應有效果，過多則形成暗紅色霧狀鍍層。用雙氧水處理鍍液時二氧化硒也被氧化，處理后應重新調(diào)整其含量。④工藝條件的影響pH值：在焦磷酸鹽鍍銅溶液中，pH值的高低直接影響到鍍層質(zhì)量和鍍液的穩(wěn)定性。當pH值過低時，零件的深凹處發(fā)暗，鍍層易生毛刺，鍍液中的焦磷酸鉀也易于水解成正磷酸鹽。如pH值過高，鍍層的光亮范圍窄小，色澤暗紅，結(jié)晶粗糙疏松，允許工作電流密度降低，鍍液的分散能力降低，陰極電流效率降低。一般情況下pH值應控制在8.0~9.0之間。當pH值低時，用氫氧化鉀調(diào)整，若溶液中同時缺少銨鹽，可用氨水調(diào)整。當pH值高時，可用酒石酸、焦磷酸鹽、檸檬酸調(diào)整，在含有硝酸鹽的鍍液中，也可用適量的硝酸來調(diào)整。在可能情況下，應避免使用磷酸，以免造成磷酸的積累。溫度：提高溫度可以增大電流密度。但溫度過高，鍍液中氨易揮發(fā)使鍍層粗糙，溫度低時分散能力較好，但鍍層易燒焦。光亮性鍍液操作溫度控制在40~45℃為宜，普通鍍液中操作溫度可低一些，如30~40℃。電源：焦磷酸鹽鍍銅對電源有一定的要求。使用平滑的直流電源時，鍍?nèi)〉腻儗影l(fā)暗且較粗糙。采用周期換向電流或間歇電流才能獲得細致光亮的銅鍍層。間歇電鍍的周期為電鍍2~8s、間歇1~2s。攪拌：攪拌鍍液不僅能增加鍍層光亮度，還能增大陰極工作電流。常用的攪拌是陰極移動，陰極移動的速度對鍍層光亮度和電流密度有較大影響。在光亮性鍍液中，陰極移動速度可采用25~30次/min，行程100mm。普通鍍銅工藝在15~25次/min之間比較適宜。陽極：陽極應選用堅實、結(jié)晶細致的電解銅板，在壓延加工后再用。陽極和陰極面積比為2：1，陽極電流密度過大，其表面會生成淺棕色的鈍化膜。適用范圍（替代的落后技術(shù)）硫酸鹽光亮鍍銅溶液是在普通鍍液的成分中加入了適當?shù)奶砑觿?，改善了鍍液的分散能力，并能直接鍍?nèi)∪饬恋腻儗?，省去了繁重的機械拋光工序。主要環(huán)境、經(jīng)濟指標酸性硫酸鹽