塑料电镀基础知识培训

塑料电镀基础知识培训塑料电镀概述：塑料电镀件的特点：塑料件电镀后，既保持了制品重量轻，抗蚀性好的特点，又赋予其金属的导电性，耐磨性,装饰件等特点.它不仅可用于装饰品，还可用于某些具有特殊要求的零部件.塑料电镀件的性能:塑料电镀件与金属零件相比，有许多优越性.重量轻塑料的密度为0.9-2.2g/cm3,最轻的塑料是聚丙烯，密度为0.9-0.91g/cm3,比水还轻.耐蚀性好塑料件本身抗蚀性能比金属强,电镀后仍比金属强.易成型塑料件易成型，一般形状的零件生产速度比金属快10倍以上.生产装饰性塑料电镀件时,只要模具的表面粗糙度适宜，成型的塑料件可获得光滑的平面，电镀前无需抛光，即可获得高装饰性外观.塑料电镀件的主要性能：塑料电镀件的主要性能是指塑料与金属的结合力，塑料电镀件的机械强度，耐热性能，抗蚀性能，生产性能等五个方面.⑴.结合力结合力的大小，与塑料本身的物料、化学性能有关.不同种类的塑料与金属镀层之间的结合力相差很大.目前用作装饰性塑料电镀件,主要是ABS塑料，其次是改性聚丙乙烯和聚丙烯.⑵.抗蚀性能：塑料电镀件因镀层组合以及镀层厚度的不同，其抗蚀性能有很大差别.塑料电镀件的抗蚀性之所以比具有同样镀层的金属件高，是因为塑料电镀件的腐蚀不同于金属件的腐蚀.首先，塑料电镀件是按阳极保护机理进行腐蚀的.轻者，因铜镀层的腐蚀镀层出现铜绿或暗褐色斑点.可能弓【起局部镀层鼓泡或起皮;重者，由于铜镀层完全被腐蚀，导致铜镀层溶解,镀层全部脱落.因此，对于要求抗蚀性能很高的塑料电镀件，应采用双层镍加微孔铬镀层.其次，塑料与金属镀层不可能形成原电池，即使出现腐蚀斑点,也不可能向深度延伸，仅作横向扩展.⑶.耐热性：塑料电镀件的耐热性能，主要取决于塑料本身的耐热能力，以及金属镀层的结合强度.其次,也与金属镀层的耐热性能有关.不同种类的塑料，其耐热性能各不才目同.任何一种塑料电镀后，其耐热能力都将有不同程度的提高.如下表:ABS塑料的耐热性能和变形温席塑料名称热变形温度（°C）镀层厚度（呻）耐热性能提高率（%）电镀前电镀后ABS85.598.6Cu30Ni5Cr0.215.2⑷.机械强度：塑料电镀件的机械强度与塑料的种类密切相关.一般情况下，塑料件电镀后,其刚性均有所提高.⑸.生产性能：金属件的制作，一般要经过冲压、车、钳、刨、磨等繁杂的机械加工工序。而塑料件只需成型，其生产效率比金属件快10倍以上，可节省大量的机械加工工时及机械加工设备。另外，塑料密度小，比金属件成型省力、方便。一.金属与塑料结合的机理及影响因素：金属与塑料结合的机理⑴.机械结合论:目前,人们对于塑料与金属镀层间结合的机理主要有两种观点:一是机械结合,另一种是机械结合兼化学结合,而以机械结合为主.机械结合论认为,ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）塑料经过化学粗化后，其B组分（丁二烯）被溶解掉，形成许多燕尾形的显微凹坑（即锁扣），化学镀时，沉积出的金属微粒将填满这些凹坑，产生”铆接”效果，形成机械锁扣.因而,也把机械结合论称为锁扣论.⑵.机械-化学结合论：机械-化学结合论认为,塑料在化学粗化时由于溶液（有机或无机）的蚀刻溶解作用，在塑料表层一成许多微小的凹坑、孔洞或沟槽。镀层深入凹坑、孔洞或沟槽开成机械锁扣。同时，化学粗化也增强了塑料表面的化学活性，氧化生成亲水基团，使镀层与塑料结合在一起，并具有一定的结合强度。对塑料件进行电镀，虽然对塑料电镀的各个环节均不可粗心大意，但关键是掌握好粗化工艺。可以说，塑料电镀的成败，关键在于化学粗化的好坏。影响镀层结合力的主要因素⑴.塑料种类为了保证镀层与塑料基体的结合力，在选择塑料时应当考虑：塑料的尺寸稳定性要好，塑料表面的硬度要适中，抗拉强度不得小于2000N/cm2，塑料热变形温度越高越好，选择适当的合成工艺，塑料的成型性好，以保证材料的均匀性，采用具有良好电镀性能的电镀级塑料等等。⑵.塑料电镀件的造型设计塑料电镀件的造型设计，应尽量减少锐边、尖角及锯齿形，不宜有盲孔，尽量减少深凹、突出部分，应有足够的壁厚，尽量减少大面积的平直表面,不宜采用长方形、V形槽.若塑料电镀件需要螺纹时，应采用米制粗螺纹，孔深大于螺纹30%,还应设计有足够的装挂位置，应易于脱模等等.⑶.塑压模具的设计与制造在设计塑料电镀件用的模具时，应当考虑到电镀加工过程中的各项要求,例如装挂位置、零件的电流分布等.还应考虑到塑料零件的成型过程中，使模具温度控制在一定的范围内，即应在模具上设计适当的冷却系统.⑷.塑料零件的成型工艺塑料零件的成型工艺，主要包括注射机的选择、成型树脂溶化温度、注射压力、注射速度、模具表面温度、脱模等,这些因素对镀层结合力都有很大影响.塑料种类不同，成型工艺则不同，成型工艺则不同.因此，在成型时应严格执行工艺规范，否则不能电镀.⑸.塑料零件的表面预处理塑料电镀件的表面预处理工序，主要有化学粗化、敏化、活化、化学镀等，这些工序对镀层结合力的影响都很大.特别是化学粗化，是镀前处理的关键工序.⑹.金属镀层的结构与厚度镀层的结合力与它的结构有关，其原因有两个方面:第一，不同的金属镀层所具有的应力大小不一样.因此，对金属镀层的结构要求是:应力越小越好,韧性越大越好，中间镀层（或起始镀层）与塑料应有十分接近的热膨胀系数，良好的韧性,以及足够的厚度.三、化学镀前的准备化学镀前的准备，是指在塑料零件表面上，用一定的加工方法（通常用化学粗化、敏化、活化），使之密布一层具有催化活性的金属微粒的全过程.除油（碱性除油）不耐碱液的塑料（如玻璃纤维增强塑料,酚醛塑料等），不能采用碱性除油.粗化粗化是塑料电镀中最关键的工序，对塑料镀层结合力的影响最大.⑴.粗化的目的.增大金属镀层与塑料零件表面的接触面粗化后，塑料零件表面呈微观粗糙不平的状态,从面增大了镀层与塑料的接触面..塑料零件变成亲水体粗化后，使塑料表面的聚合分子断链，由长链变成短链，并在断链处形成无数亲水极性基团，使塑料零件由憎水体变成亲水体，有利于粗化后各道工序的顺利进行.粗化的最终目的是提高镀层与塑料的结合力.⑵.粗化的种类.机械粗化机械粗化可用砂纸打磨、滚磨、气喷、水喷、蒸汽喷磨料等方法其中喷砂、砂纸打磨和滚磨法应用较广..有机溶剂粗化先用有机溶剂对零件表面进行溶胀，然后用化学粗化液进行粗化,可获得最佳粗化效果.、.化学粗化目前国内外塑料电镀行业中95%以上都是采用化学粗化法.因为此法除污垢能力强，粗化速度快，效果好，适用范围广，配制简单，易于维护.粗化液中的三价铬含量,随着使用次数的增加而提高.有人认为，高铬酐型粗化液中，三价铬的含量不应超过22g/L;低铬酐型粗化液进行过试验，结果是三价铬的含量达到56g/L时,溶液仍可继续使用,但粗化速度显著下降.总之，当粗化液中三价铬的含量超过30g/L后，为了保证产品质量，建议停止使用,应更换新的粗化液.⑶.粗化质量的检验塑料电镀件表面粗化质量的检验方法有两种:一种是仪器检验，另一种是目测法.仪器检验方法复杂，不适合生产中使用，这里不予介绍.下面介绍目测法.⑷.目测法是把粗化过的零件洗净，吹干，观察表面绒状的白色薄膜的厚度或均匀程度.观测时，最好将零件表面与入射光构成45。的角度，人的眼睛也应从45。的方向上去观测，并稍微转动零件，通过反射光强弱的变化，来判定粗糙程度。具有最佳粗化度的塑料零件表面，在显微镜下呈海绵状。用肉眼检验时，能明显地看出表面不显光泽而略变暗。⑸.ABS粗化液成分及工作条件.铬酐CrO380-450g/L硫酸H2SO4（密度1.84g/cm3）380-430g/L温度60-68°C时间5-15min（6）.影响粗化效果的几个方面：CrO3的浓度，浓度越高粗化效果会越好，浓度太高，会粗化过度；H2SO4的浓度，其影响同CrO3;温度的影响，温度低于60C时粗化效果很差，60-70C最佳，过高会粗化过度；粗化时间的长短；三价铬的含量，控制在10-15g最佳；粗化液粘度的影响，粗化液用久后，随着B成份的增加，其粘度增大。敏化⑴.敏化目的敏化是使塑料零件表面吸附一层易于氧化的物质（催化膜），例如二价锡离子.在活化处理时，该催化膜作为银或铜的还原剂,使银或铜附着于零件表面.若敏化液中的二价锡离子不发生水解,则塑料零件表面上沉积的二价锡数量与零件在敏化液中的持续时间无关,而与下列因素有关：.与清洗条件有关，过低的清洗压力和流速，不利于水解产物氢离子的扩散,会减缓水解反应速度;过高的压力与流速，又不利于凝胶状物质的形成与附着.•与敏化液的酸度和二价锡离子的含量有关..与塑料本身的组织结构有关..与塑料表面的粗化程度有关.

.与塑料零件本身的形状复杂程度有关..与清洗水水质有关.⑵.敏化液成分及配制方法①.敏化液成分及工作条件二氯化锡SnCI2.2H2O盐酸HCI锡条①.敏化液成分及工作条件二氯化锡SnCI2.2H2O盐酸HCI锡条温度时间SnCI.2HOHCI10-20g/L10-20Ml/L1根室温5-10min⑶.操作与维护.敏化时,要多翻动零件，促使敏化均匀..敏化后，要反复清洗，清洗水流速不宜过大..敏化后零件的颜色，应比未敏化时稍浅.如果敏化效果不好，可活化后再敏化..随着使用次数的增多，溶液逐渐变成白色混浊状，应弃旧更新..敏化液使用后，应密闭放置，以保持溶液的稳定性..操作时，严禁带入其它酸液,以保证敏化效果及延长敏化液使用寿命.敏化处理是一种较为落后的方法，随着电镀技术的发展，这种方法将被淘汰.因为敏化后的零件若稍微清洗不彻底，所得到的化学镀铜层就十分粗糙，颜色也不够红亮，而呈棕黑色.由于铜层的不纯，导致导电率大幅度下降.但这种方法成本低，目前仍为国内外塑料电镀行业所广泛采用.活化⑴活化目的经敏化的零件，浸入贵金属盐（钯、金、银）的溶液中,产生化学反应，在零件表面沉积卫层稀薄的贵金属，这个过程称为活化.当经过活化的表面浸入化学镀液中时，沉积在上面的贵金属颗粒就成为催化中心，使化学镀得以进行.⑵.离子型活化液⑴.硝酸银型.活化液成分及工作条件硝酸银AgNO31.5-2g氨水NH.HO至溶液透明100Ml

温度18-301时间0.5-5min.活化液中各组分的作用，硝酸银是溶液中的主盐。供给银离子，氨水的加入，可以减少银离子在空气中遇光分解的速度，提高活化液的稳定性。.操作与维护在操作过程中，应注意防止将敏化液带入活化液。要不断翻动零件。活化液应避光，溶液中的银粒应及时滤去。重视银的回收。.氯化钯型.活化液成分及工作条件氯化钯FPdCl20.5g/L盐酸HCl10g/LPH值1.5-2.5温度15-251时间0.5-5min.操作与维护基本上与硝酸银型活化液才目同.⑶.胶态钯活化液.配方TOC\o"1-5"\h\z.甲液氯化钯PdCl21g盐酸HCL100M1水200mL氯化亚锡SnC12.2H2O2.53g.乙液盐酸HCL200M1氯化亚锡SnC12.2H2O75g锡酸钠Na2SnO3.3H2O7g.配制方法.甲液的配制把氯化钯充分溶于100mL盐酸和200mL蒸馏水的混合液中，在28±2°C的条件下，加入固体氯化亚锡，并在不断搅拌下反应12min..乙液的配制将计算量的氯化亚锡加入到需要量的盐酸中，不断搅拌至完全溶解后，再加入计算的锡酸钠，此液为一种白色的乳浊液..混合稀释把预先配制好的乙液，在不断搅拌下，缓慢倒入甲液中，并稀释到1L,即为棕褐色的胶态溶液..维护①•为了避免将零件清洗水带入活化液，活化前可将零件在下述溶液中浸渍1-3min.氯化亚锡SnC12.2H2O40g/L

盐酸HCL氯化亚锡SnC12.2H2O40g/L盐酸HCL100mL/L.活化之后应设回收工序.活化一段时间后，发现溶液分层时，可按活化液的实际容量加入10-20g/L氯化亚锡，消除分层现象..当温度低于15°C时，活化效果不好,应加温至要求条件.注意过滤泵内不能有空气，否则钯水易失效。4）钯水活化效果的影响PdCl2含量含量高效果好，控制在30-60ppm最佳；温度温度过低，效果不好；过高影响使用寿命，控制在20-28C最佳；时间的长短；SnCl2的含量，控制在2-3g最佳。过滤泵循环过滤转数，若不够会影溶液内部均匀性；增加摇摆，可减少因有气体而漏镀；六价铬的含量，含量达到一定程度，溶液须报废；盐酸的含量，可维持胶体的稳定。⑷.三种活化液的比较.硝酸银型硝酸银较易购买，一次投入成本低.它与化学镀铜配合，适用于多种塑料的镀前处理，但溶液不够稳定,遇光极易分解发黑..氯化钯型溶液稳定，使用简单，易于调整和维护，对铜和镍均有催化活性，但药品稀少，价格昂贵，不易购买,一次成本高..胶态钯型比上述两种活化液要稳定得多,维护使用方便.对ABS塑料零件可提高镀层结合力，但配制麻烦，一次投资成本高，使用范围较窄.⑸.还原或解胶•还原用硝酸银型或氯化钯型活化液活化及清洗后，必须进行还原处理，其目的是除去镀件表面上残存的活化剂，防止将它们带入化学镀液.用硝酸银型活化液活化后，可在下述溶液中还原：甲醛HCHO（36%-38%）1份（重量比）水9份温度室温时间0.5-1min.解胶用胶态钯活化液活化后的镀件，表面上吸附的是一层胶态钯微粒.这种胶态钯微粒无催化活性，不能成为化学沉积金属的结晶中心，必须将钯粒周围的二价锡离子水解胶层脱去，裸露出具有催化活性的金属钯微粒（见图3-7）.其方法是把经过胶态钯活化液活化后的镀件，放在含氢离子(H+)、氢氧根离子(OH-)等的溶液中，浸渍数秒到1min,此过程称为解胶.(a)未解胶(b)已解胶解胶液成分入工作条件如下：TOC\o"1-5"\h\z配方一氢氧化钠NaOH50g/L水950mL/L温度室温时间0.5-1min配方二盐酸HCL100mL水900mL温度40-45^时间0.5-1min配方一易产生积点，使用较少•配方二成本低，使用方便,效果好，生产中应用最广.⑹.敏化后的工序检验敏化后的零件表面比未敏化的颜色稍浅一些，这是较难判断的.因此,大多数都是在活化后进行自检.活化后的零件表面颜色明显变深.使用硝酸银型活化液活化后的镀件,表面呈浅褐色.否则，应重新敏化、活化.四.化学镀前处理新工艺简介粗化-活化一步法ABS塑料件表面的化学粗化与活化可同时进行.下面介绍铬酸型粗化-活化一步法溶液成分及工作条件：铬酐CrO350-400g/L硫酸H2SO4(密度1.84g/cm3)150-200mL/L硝酸银AgNO35-10g/L温度60-70°C时间25-40min用这种溶液处理后，再在甲醛:水为1:9的混合溶液中，室温下处理1min,即可进行化学镀铜.如果需进行化学镀镍,则可使用下述化学粗化液成分及工作条件：铬酐CrO3150-200g/L硫酸H2SO4（密度1.84g/cm3）150-200mL/L磷酸H3PO4500-600mL/L氯化钯PdCl21-5g/L温度60-70C时间30-60min用这种溶液处理后，再用10-30g/L的次亚磷酸钠溶液处理1min，即可进行化学镀铜或化学镀镍.溶剂-银盐法⑴.溶液的组成及配制.溶液成分及工作条件（体积比）1,2-二氧乙烷5%-30%酒精70%-95%银离子Ag+1-10g/L温度18-23^时间3-20min•配制方法用少量蒸馏水溶解银盐，加少量氨水滴至澄清，加入1.2-二氯乙烷，搅拌均匀,再加入酒精，搅拌均匀.⑵.溶液的作用溶剂1,2-二氯乙烷与塑料接触时，即被吸附到塑料表面上，一面使塑料发生极微弱的选择性溶解，一面浸入到塑料分子中，从而改变了塑料表导牟结构，质量和体积，亦即对塑料表层起了溶胀作用.在溶胀过程中，溶液中的银离子被渗透,附着到溶胀的表层或表面上.在溶剂处理后，塑料表面上的银离子随溶剂的挥发和在下一道干燥工序中，还原成金属银的微粒，成为化学镀铜的结晶中心.⑶.干燥干燥的方法是，把溶剂处理后的零件，自然干燥8-24h，于40-70°C的温度下烘烤30-60min.这是提高镀层附着力的关键工序.⑷.浸蚀或开裂在溶剂处理前，应进行弱浸蚀或溶剂开裂处理，以提高镀层结合力..浸蚀浸蚀液成分及工作条件如下：高锰酸钾KMnO440-50g/L硫酸H2SO4（密度1.84g/cm3）40-60mL/L温度60--75C时间15-20min用上述溶液浸蚀之后，零件表面有一层二氧化锰（MnO）必须在下列溶液中去除：.溶剂开裂溶剂成分及工作条件如下：冰醋酸CH3COOH90%-95%（体积比）氯化亚锡SnCl2.2H2O5-10g/L温度室温时间3-5min⑸.注意事项.溶液中含水量要低..要严格控制工作条件..溶液经过一段时间的连续使用，大约每升溶液处理20dm2后，颜色会逐渐变成棕黑色，溶液底部有许多颗粒存在，此时应过滤，补加药品..在溶胀过程中，应不断翻动零件,促使表面均匀溶胀.溶剂-钯盐法⑴溶液成分及工作条件（体积比）CD-817B10%酒精CH3CH2OH90%二氯化钯PdCl20.2g/L盐酸HCL（密度1.19g/cm3）0.4mL/L温度20°C时间5-10min⑵.配制方法将二氯化钯0.2g溶于一定量的浓盐酸中（一般以0.4mL为宜），加热浓缩至红棕色的溶液，此时pH值应为2.2，最后用计算量的CD-817B与酒精混合液稀释至1L.⑶.溶液的维护与使用溶液的维护与使用基本上与溶剂-银盐法相同.五.化学镀化学镀的目的，是为了在塑料件表面形成一层导电的金属层,从而为塑料电镀创造条件.化学镀铜化学镀铜是在催化剂存在下的氧化还原过程.虽然金属铜本身具有一定的催化作用,但其作用较弱.为了加速反应，生产中多采用金属银作催化剂.化学镀铜液主要由两部分组成:一部分是含有铜盐的溶液;另一部分是含有还原剂的溶液.这两种溶液预先配制，在使用时再将它们混合在一起.通常前者称为甲液，后者称为乙液.（1）.镀液配方及工作条件常用的化学镀铜液成分与工作条件如下：TOC\o"1-5"\h\z甲液硫酸铜CuSO4.5H2O14g/L酒石酸钾钠KnaC4H4O630-50g/L氢氧化催NaOH6-9g/L碳酸钠NaCO34g/L氢化镍NiCl24g/L乙液甲醛(37%)HCHO20mL/L溶液pH值12(2).镀液中各组分的主要作用.硫酸铜镀液主盐.也可用硝酸铜，氯化铜,碳酸铜，酒石酸铜等作为主盐.它们都可供给二价铜离子..酒石酸钾钠镀液络合剂.也可用乙二胺四乙酸，甘油，氨三乙酸，三乙醇胺作络合剂.其作用是使铜呈溶解的络合状态而存在，防止二价铜离子在碱性介质中产生氢氧化铜[Cu(OH)2]沉淀;同时还可以控制溶液中二价铜离子的浓度，使化学镀得以正常进行.另外,还具有缓冲剂的作用,以维持溶液的pH值..氢氧化钠和碳酸钠用甲醛还原铜，在碱性溶液中才具有很强的还原能力，因此氢氧化钠的加入主要是提供还原反应所需要的碱性环境.溶液中加入碳酸钠的目的也是为了保持溶液的pH值,使还原反应得以正常进行..甲醛是一种还原剂.在酸性溶液中的还原能力极弱.在碱性溶液中还原能力很强..氯化镍氯化镍的加入，可促使反应加快进行，使镀层更加光滑，有利于提高镀层结合力.⑶.沉积机理简述零件经过活化处理后，表面上附着一层催化金属(通常是银或钯),当它与化学镀铜液接触时，铜离子优先还原沉积在催化金属微粒的周围，这时已产生了肉眼看不见的不连续的铜层.尽管铜自身的催化活性很弱，但它毕竟还是具有一定的自催化活性,故这些催化中心继续得到铜离子并逐步扩大，由不连续的无数催化中心、变成连续的铜层,最后得到一层可以看见的棕红色铜镀层.⑷.影响镀铜速度的因素..pH值提高溶液的pH值，铜的沉积速度加快，同时也加快了氧化亚铜(Cu2O)生成的反应速度.当pH值＜11时，化学镀铜的速度非常缓慢;当pH值太高，氧化亚铜生成速度加快,溶液内部的沉积速度非常缓慢:当pH值太高，氧化亚铜生成速度加快，溶液内部的沉积速度增大，二价铜离子骤然降低，不仅造成了镀液迅速分解，同时沉积速度也降低.当镀铜开始的瞬间,pH值为12.2时,铜离子被还原到一半以后,pH值下降到10.3;若开始镀铜的pH值为12.8时，铜离子全部被还原后,pH值也只下降到12.4^pH值更高时，镀铜过程中pH值无明显变化.因此，严格控制化学镀铜液的初始pH值，对于整个镀铜过程速度有很大影响..二价铜离子的浓度一般说来，镀铜速度随二价铜离子的增加而提高，但镀铜速度达到一不定值时，将随二价铜离子的增加而降低..甲醛的浓度提高甲醛的浓度,镀铜速度加快.但当甲醛浓度已经很高时，再提高其浓度,对镀铜速度的增加不明显..酒石酸钾钠和二价铜离子的比值当它们的比值小于3时，提高酒石酸钾钠的浓度，可以提高镀铜速度;当它们的比值大于3时，再提高酒石酸钾钠的浓度，对镀铜速度的增加甚微，反而使溶液的稳定性变差，对生产极为不利..溶液的温度液温升高，可提高镀铜速度，但氧化亚铜的生成速度也加快.这时，不仅得到的镀层疏松，粗糙，结合力差，而且将促使溶液自动分解.溶液温度过低，镀铜速度变慢..镍,锌，锑等金属的影响添加镍盐，可得到光滑，结合力好的高质量镀层，但会降低铜的还原速度.化学镀铜液中含有二价锌(Zn2+),三价锑(Sb3+离子时，铜的还原速度也会降低.例如当pH为12.5时，溶液中三价锑的含量为0.02mol/L,这种镀液已不能沉积出铜.溶液中有铅离子存在时,会显著降低溶液的稳定性.添加适量的锑和铋，可使镀铜液更加稳定，所获得的镀层具有良好的韧性.添加少量的钙盐(0.01-0.03mol/L),能显著提高铜的沉积速度,但添加量不宜超过0.06mol/L,否则镀铜将被终止，镀层变暗，导电性差.⑸.化学镀铜液的稳定性.化学镀铜的最大缺点是镀液不稳定.在化学镀铜中,沉积速度与镀液的稳定性是相矛盾的.通常，沉积速度高的化学镀铜液，往往稳定性较差,在短时间内使用后便失效.化学镀铜液不稳定的原因之一，是由于甲醛与二价铜离子发生反应，生成氧化亚铜(CU2O).而氧化亚铜又进一步反应，生成金属铜粒子，不规则地分散在镀液中，成为镀液自然分解的催化中心，造成镀液不稳定.向镀液中添加能络合一价铜的络合剂，如硫脲,2-疏基苯骈噻唑,亚铁氰化钾等，对抑制甲醛与二价铜离子的反应和稳定镀液有一定的效果.这些添加剂的量一般都较少，用量过高会导致镀铜速度显著下降,甚至使反应停止.用空气搅拌或添加双氧水(H2O2),使一价铜氧化成可溶解的二价铜，避免Cu2O的生成，同样可使镀液稳定性提高.另外，降低镀液中铜的浓度，减少装载量(小于2.5dm2/L),定期过滤镀液,都可以提高镀淮的稳定性，延长使用寿命.化学镀镍在装饰性塑料电镀中，为了获得导电底层，除了采用化学镀铜外也采用了镀镍，且化学镀镍液比化学铜液稳定.⑴.镀液成分⑵.镀液中各组份的作用.硫酸镍镀液主盐，供给镍离子.也可以用氯化镍，但因氯化镍比硫酸镍贵，又易结块，操作不便，故常用硫酸镍.•柠檬酸盐柠檬酸钠、醋酸钠等都是络合剂.它与镍离子形成络合物，防止产生氢氧化镍[Ni(OH)2]沉淀，又作缓冲剂防止pH的迅速下降.它能控制镍离子的浓度,使镀镍顺利进行..次亚磷酸钠次亚磷酸钠、硫酸肼、硼氢化合物等都是还原剂.通过催化脱氢的作用，综们能提供活泼的氢原子，把镍离子还原成金属镍..氯化铵氯化铵和氨水是缓冲剂，用于调节镀液的pH值.⑶.沉积机理简介化学镀镍的反应如下:溶液中的次亚磷酸根离子(H2PO2-),在固体催化剂(如钯等)表面上脱氢,并生成次磷酸根离子(HPO32-)和原子氢(吸附在固体催化剂表面)源子氢很活泼，可使镍离了还原成金属镍，而本身则氧化成氢离子.另外，部分的次亚磷酸根离子同样地被氢原子还原成单质磷(P),这个反应是周期的进行的，其反应速度取决于固-液界面上的pH值，只有当固液界面的pH值变得足够低时，反应才会发生.除上述反应外,化学镀镍还会发生析氢的副反应.反应式如下：2H2PO2-+2H2O+Ni2+^Ni+H2t+4H++2HPO32-H2PO2-+〔H-〕fP+H2O+OH-副反应：H2PO2-+H2OfH++HPO32-+H2f从以上可以看出：化学镀镍沉积出的金属镀层，实质上镍和磷的合金，磷的含量在8%-10%.⑷.影响镀镍速度的主要因素.镀液的浓度碱性镀镍液在pH值比较稳定的条件下，镀镍速度与镍离子浓度基本无关,而主要取决于次亚磷酸盐的浓度.当次亚磷酸盐成倍地增加时，镀镍速度也成倍地增加;当次亚磷酸盐浓度过高时，镍的沉积将会在整个镀液内部及催化表面进行，使镀液稳定性降低..镀液的温度提高镀液的温度,镀镍速度加快，但镀液稳定性下降，使用寿命缩短.同时氨的挥发速度加快，对操作刺激性增强，镀液中pH值下降快,需要经常调整，否则会降低镀镍速度.因此，温度太高对镀镍不利..镀液的pH值镀镍速度随pH值的提高而增加，但pH不能过高，否则会降低镀液的稳定性.此外,pH值越高，氨的挥发速度也就越快..负载量与化学镀铜类似，负载量过大，镀镍速度迅速降低.负载量过低，镀镍速度太快，镀镍液稳定性下降;同时，生产性能也差.负载量以低于2.5dm2/L为宜..化学镀镍液的稳定性含次亚磷酸盐的化学镀镍液比较稳定，在镀液配方和工作条件正确时，一般都能长期使用，在镀液本体中没有镍的还原反应发生.化学镀镍液分解时的现象是:镀液颜色由蓝逐渐变成蓝白色，此时镀液中的气泡析出速度由弱变强，可以闻到强烈的氨气味.若镀液变成绿色时，不再析出气泡，氨气味减弱，这时镀液的pH值大约在7以下..化学镀镍与化学镀铜的比较最近，有不少的科学工作者做了大量实验，证实了化学镀镍层比化学镀铜层具有更优越的综合性能.镀铜：铜的性质及铜镀层的用途：铜的性质:外观呈玫瑰红色，有光泽.具有良好的导电性和导热性，广泛应用于电气产品中作导电器件，如电镀中的电源导线,汇流排，接线夹导.铜的原子量为63.54,密度为8.9g/cm3熔点为1083°C,标准电位为+1.34V.铜易溶于硝酸,也易溶于加热的浓硫酸中,在盐酸和稀硫酸中作用较慢.铜在空气中易氧化,表面生成黑色氧化铜(CuO)，失去原来的色泽.受潮湿空气中二氧化碳的作用,生成灰绿色的碱式碳酸铜，俗称”铜绿”.铜镀层的用途:铜镀层常作为钢铁件装饰镀层的底层和其它多层电镀的中间层，以提高基体金属和镀层的结合力，同时也有利于表面镀层入槽初镀时的顺利沉积.镀铜工艺类型：按镀液性质分类，可分为氰化镀铜，硫酸盐镀铜，焦磷酸盐镀铜，柠檬酸盐镀铜等.焦磷酸盐镀铜：焦磷酸盐镀铜的优点是镀液呈碱性，对设备腐蚀不严重，电流效率高，可获得较厚的铜镀层.缺点是成本较高,槽液浓度较高，电阻较大.镀液成份及工作条件：焦磷酸铜CU2P2O732-36g/L焦磷酸钾K4P2O7.3H2O210-240g/LP比10.5-11.5PH9.0-9.4电镀过程中调节PH值用复磷酸温度50±2C阴极电流密度0.5-1.5A/cm2阳极电解铜粒加两层阳极袋搅拌方式空气搅拌镀液中各组份的作用：⑴.焦磷酸铜镀液的主盐，其作用是供给铜离子.⑵.焦磷酸钾镀液的主要络合剂.选择钾盐是因为焦磷酸钾的溶解度大于焦磷酸钠•络合物的结构形式随溶液PH值不同而变化.本工艺使用PH值在8-10，这时当溶液中有过量的焦磷酸根存在时，络合物比较稳定，其络离子形式为[Cu(P2O7)2]6-.⑶PH值PH值是焦磷酸盐镀铜的重要条件之一。PH值过高可用复磷酸调整。硫酸盐镀铜：硫酸盐镀铜成份简单，成本低，电流效率高，沉积速度快，能够在镀液中直接获得镜面光亮的铜镀层.1.镀液成分及工作条件：硫酸铜CUSO4-5H2O180-240g/L硫酸H2SO4(68-72g/L)45-90g/L氯离子CL-400-100g/L添加剂开缸剂5-10ml/L添加剂主光剂0.3-0.8ml/L添加剂走位水0.5ml/L阴极电流密度1-6A/dm2阳极电流密度0.2-2.5A/dm2电压3-9C温度20-45C(20-26C)阳极(0.05%-0.3%)含磷铜阳极袋三层阳极袋2.镀液中各组份的作用：⑴.硫酸铜镀液主盐，供给金属铜离子（CU2+）.其含量应严格控制在工艺范围之内.过高硫酸铜易析出结晶;过低，镀层光亮度下降，电流密度范围窄.⑵.硫酸起导电作用，同时可使镀层细致，硫酸含量太低,阳极可能溶解下来一价铜离子，水解生成氯化亚铜（俗称铜粉）造成镀层起砂.硫酸含量高，可稳定铜液，但镀层光亮度低.⑶.氯离子过多过少的氯离子都会影响镀层的光泽及整平性.最佳浓度范围60-90mg/L.氯离子过少会出现树枝状条纹，过多时影响低电流区光亮度及整平性.⑷.开缸剂主光剂走位水开缸剂：不足时会使镀层高中电位出现条纹状，过多时低电位区会产生云雾，消耗量：40-60ml/kAH；主光剂：含量过多时镀层会出现条纹状，低电位发雾，消耗量：40-80ml/kAH；走位水：含量不足时会影响光亮度，镀层容易烧焦，过多时会影响低电位填平及发暗，消耗量：50-100ml/kAH。⑸.温度温度对镀铜溶液影响较大，温度过低，硫酸铜容易析出结晶,溶液温度过高，光亮剂消耗量大.镀液的配制：⑴将计算量的硫酸铜用纯净水溶解,（水为槽体积的三分之二，温度最好在50-60°C）加入少量化学纯的硫酸（加量为配量的十分之一）.⑵.加入0.5-1ml3%的双氧水，搅拌30min,再加入3-5g/L,继续搅拌1小时.

⑶.静置过滤，然后加入剩余量的硫酸，加水至规定体积，搅拌均匀，加入计算量的添加剂及氯离子，加水至规定体积，搅拌均匀，低电流密度电解数小时后试镀.配制镀液时注意事项：⑴.溶解硫酸铜时，加硫酸的作用是防止硫酸铜水解.但不能加多.因加入硫酸后，硫酸铜的溶解度降低，硫酸含量越高,硫酸铜溶解度越低.⑵.硫酸加入时要特别小心，在搅拌下慢慢加入，因为硫酸与水作用放出大量的热，加得过急,会引起局部溶液沸腾飞溅烧伤皮肤.⑶.硫酸铜溶解后，必须经双氧水及活性碳处理.操作注意事项：⑴.为防止”铜粉”落入槽液弓【起镀层起砂，阳极需用含磷0.1%-0.3%的铜板，同时需用涤纶绒布做成阳极袋,将阳极装好.⑵).光亮剂的补加原则是少加，勤加.⑶.本工艺要求用阴极移动或空气搅拌.⑷.光亮镀铜后，在进行后续镀层前，必须进行除膜及活化处理，否则会造成后续镀层结合力不良，特别是镀镍未经除膜及活化处理，经常出现镀镍层起泡剥皮.镀镍一、镍的性质和镍层的用途镍是银白色微黄的金属，具有铁磁性，密度8.9g/cm3,熔点为1453°C，金属镍易溶于稀硝酸，难溶于盐酸和硫酸，在硝酸中处于钝化状态。镍镀层的孔隙率高，只有当镀层的厚度超过25微米时才基本上无孔。镀镍层主要用于防护性和功能性两方面。二、镀镍的典型工艺TOC\o"1-5"\h\z硫酸镍250-350g/L氯化镍30-60g/L硼酸35-50g/L添加剂适量操作条件阴极电流密度阳极电流密度温度PH值2-10A/dm21-4A/dm2操作条件阴极电流密度阳极电流密度温度PH值2-10A/dm21-4A/dm250-60C3.5-4.5空气搅拌1-2立方米/平方英尺溶液表面三、镀液成分和工艺规范的影响镍盐硫酸镍和氯化镍是供给镍离子的盐。硫酸镍的含量范围较大，大致在100-350g/L之间。低浓度的镀液其覆盖能力较好，镀层的结晶较细致，容易抛光，但是阴极电流效率较低，允许的阴极电流密度范围提上限值较小。含量在300g/L左右的高浓度的镀液，镀层色泽均匀，允许采用较高的电流密度，沉积速度快。氯化镍作阳极活化剂。一方面氯离子可以活化阳极，另方面，镍离子可以补充溶液中镍的浓度。缓冲剂硼酸是最常用的缓冲剂，在镀镍溶液中具有稳定PH值的作用。在镀镍过程中，镀液的PH值必需保持在一定的范围内，一般为3.8〜5.6.PH值过低,H+易于放电,降低镀镍的电流效率，镀层容易产生针孔.PH值过高，镀液混浊，阴极周围的金属离子会以金属氢氧化物的形式夹入镀层中，使镀层的机械性能恶化，外观粗糙.硼酸添加量为30〜35g/L,低于20g/L时，缓冲作用较弱,PH值不够稳定,并易产生针孔，当含量达到31g/L以上时,才有显著作用，但不能过高，因为硼酸在常温下的溶解度约40g/L左右.硼酸除了具有缓冲PH值效果外,还有使镀层结晶细致、不易烧焦。若采用高电流密度时，应该采用硼酸含量较高（40g/L）的镀液。四、多层镀镍若产品耐腐蚀要求高，镀镍则采用多层镀镍：半光镍-光镍-封口镍-光铬。双层镍双层镍即半光亮镍/光亮镍。其镀镍工艺是首先在在基体上沉积一层半光亮、整平性好、含硫量很低、柱状组织的镍层，然后再镀上一层含硫量较高的、层状组织的全光亮镍层。最好控制：半光亮镍厚度：光亮镍厚度=3:2。双层镍耐蚀机理：两层镍的含硫量不同，使它们的电极电位不同，含硫量高的光亮镍电位较负，含硫高的半光亮镍电位较正，当腐蚀介质通过铬层的孔隙或裂纹腐蚀光亮镍层，并穿透光亮镍层到达半光镍层时，两层镍组成腐蚀微电池，光亮镍层优先腐蚀，这样腐蚀的方向由纵向转为横向发展，半光镍层受到保护，从而保护了基体。三层镍三层镍即是半光亮镍/光亮镍/镍复合层（镍封闭）。其镀镍工艺是在双层镍上镀一层镍复合层，也就是在镀镍溶液中沉积一层由镍和不溶于水的、不导电的固体微粒的镀层，它减少镍镀层的孔隙。经镍封闭电镀后镀铬，可使铬层形成很多微孔，叫微孔铬。微孔铬耐蚀机理：由于在镍封闭镀层上镀铬时，由于非金属固体微粒不导电，微粒上无铬层沉积，从而使得铬镀层为微孔型的。微孔铬能提高耐腐蚀性能，因为微孔数目多且均匀，因而每个微孔处腐蚀电流将远远小于常规镀铬粗裂纹下镍层的腐蚀电流，使镍层腐蚀速度减缓，而且向横向发展，从而保护了基体。镀铬一、性质及铭镀层的用途铭的性质铭是一种微带蓝色的银白色金属，原子量为52.01,密度为7.1g/cm3,熔点为1800-1900°C.铭在空气中极易钝化，表面生成一层极薄的钝化膜,因此铭在大气中能长久的保持原来的光泽，显示出贵金属的性质.铭镀层的用途防护装饰性镀铭及耐耐磨铬（硬铭）二、镀铭工艺铭酐260-290g/L硫酸06-0.9g/L三价铭1-2g/L添加剂适量三、镀液成份和工艺规范的影响铭酐浓度的影响镀液的铭酐浓度可在50-400g/L范围内变化，随铭酐的浓度的升高，镀液电导率提高，覆盖能力亦有所提高,而阴极电流效率降低.加入某些添加剂后，浓度的影响变为次要位置.当CrO3/SO42-=100时电流效率最高CrO3/SO42-=95（即硫酸略高）则铭层的光亮度和致密性好，但电流效率和覆盖能力下降;CrO3/SO42->100（即硫酸略少），覆盖能力较好，但光亮度降低，镀层发花粗糙.硫酸浓度的影响在镀铭中硫酸起催化作用,溶解碱式铭酸盐胶膜，使铭能顺利析出,硫酸浓度对铭层质量影响很大，重要的是铭酐和硫酸的比值而不是绝对含量.三价铭的影响铭酐和硫酸是镀铭的必要条件，还要有一定量的三价铭存在才能充份条件.低铭镀铭液应含有三价铭0.5-1.5g/L,中等浓度镀液需2-5g/L,高浓度镀铭液需4-7g/L.三价铭低，沉积速度慢，镀层较软，覆盖能力差;三价铭高,镀层乌暗粗糙、光亮度差，光亮电流密度范围小.当三价铭过高时，可用大阳极小阴极电解.生产中S阳:S阴=2:1则可保持三价铭含量基本稳定.前处理常见故障及消除方法故障现象可能原因纠正办法镀件粗化后产生裂纹粗化液选用不当镀件内应力偏大根据塑料选用粗化液镀件进行回火处理镀件全部未沉上镍铯水缸失效化学镍混入其它重金属更换铯水重新开化学镍缸

局部字符、肓孔、筋骨未沉上镍粗化不良铯水浓度过低零件相互接触解胶过度或不足加强粗化调整铯水浓度零件不能相互接触调整解胶含量镀层起泡、剥层结合力差粗化不良胶件内应力大粗化过度加强粗化胶个进行回火处理减短粗化进间沉镶速度太慢镍盐过低PH值过低次钠过低柠钠过高温度过低补加镍盐调整PH值补加次钠调整柠钠升高温度局部不亲水粗化及除油不佳更换新粗化及除油镀件表面有皱纹、溶接缝，单面导的起泡注模不光洁注塑条件不适汉塑料里含有水份模具研究和镀铬选择适当注塑条件加强烘料粗化后表面有一层疏松层，略带黄色用指甲能划痕干后呈粉白色粗化过度，树脂相结构破坏缩短粗化时间，适当降低粗化温度改变粗化配方化学镀不反应或仅有部分沉积镀液PH值过低、温度过低、浓度过低、稳定剂过多钯水失效适当调整镀液参数新配钯水化学镍局部不沉积，且在固定位置塑料本身有应力对应力部位粗化不够改变注塑条件并回火消应力加强粗化镍层粘附不牢用指甲能划去粗化过度或不足控制粗化工序，使粗化合格化学镍层上有黑色粉末沉镍的温度、PH、镍盐及次钠的浓度过高，引起镀液分解过滤泵内有空气过滤沉镍后再分析调整溶液注意过滤泵中不能有气体酸桐镀液的故障及处理参考故障现象可能原因纠正办法结合力不好镀前活化不好导电接触不良加强镀前活化处理检查并纠正光亮剂剂不足CI-偏高或不足3.镀液温度高1.用霍尔槽试样，适当补加化验调整，偏高可用硫酸银或氧化亚铜处理降温分析调整对症处理补加阳极镀层光亮度不足硫酸含量偏高或硫酸铜偏低镀液有杂质污染阳极面积不够1.光亮剂不足1.适当补加低dk处光亮度2.镀液温度偏高2.降温不足3.DK不够大3.加大Dk4.镀液有杂质污染4.对症处理镀层出现白雾1.光亮剂过量1.分析处理2.光亮剂不足2.用霍尔槽调整1.前处理不良1.加强前处理镀层粗糙有针孔2.镀液中有铜粉或一价铜2.加双氧水3.CI—不足3.加计算量盐酸4.镀液内有杂质4.对症处理出现光亮树枝1.CI—偏低1.加计算量盐酸条纹镀层2.光亮剂过量2.调整之镀层边缘有毛1.镀液温度偏低1.适当升温剌或烧焦2.硫酸铜浓度偏低2.适量补充3.Dk过大3.适当降低Dk出现麻沙状镀层1.润湿剂过量或不足1.霍尔槽小试调整2.光亮剂失调2.用霍尔槽调整镀层呈桔皮状1.前处理不良1.加强前处理2.光亮剂过量2.用霍尔槽调整1.CI—偏低1.加入计算量盐酸整平性不良2.硫酸含量偏高2.调整3.光亮剂失调3.用霍尔槽调整一般光亮镀镍故障处理方法故障现象可能原因纠正方法1.低电位漏镀或走位差a）光亮剂过多b）柔软剂不足a）将PH调低至3.0-3.5后电解消耗b）添加适量柔软剂2.低电位起雾整平度差a）光亮剂不足b）有机分解物多c）PH位太高或太低a）适当补加光亮剂切双用氧水活性炭处理c）调整至工艺范围3.低电位发黑，发灰a）镀液中有铜，锌等杂质等b）光亮剂过量a）加入适量TPP除杂剂或低电流电解b）将PH值调至3.0-3.5后电解消耗4.镀层有针孔a）缺少润湿剂b）金属基体有缺陷或前处理不良6硼酸含量及温度太低d）有机杂质过多a）补加62A润湿剂b）加强前处理c）分析硼酸浓度，将镀液加温⑴用双氧水活性炭处理5.镀层粗糙有毛刺a）镀液中有悬浮微粒b）镀液受阳极泥渣污染c）铁离子在高PH下形成氢氧化物沉淀附在镀层中a）连续过滤b）检查阳极袋有否破损，将镀液彻底过滤c）调整PH至5.5加入QF除铁粉;防止铁工件掉入槽中.6.镀层发花a）十二烷基硫酸钠不足或溶解不当或本身质量有问题b）硼酸不足,PH值太高，c）分解产物多d）前处理不良a）检查十二烷基硫酸钠质量，如质量没问题应正确溶解并适当补充.b）补充硼酸调整PH值.6用双氧水活性炭处理d）加强前处理7.镀铬后发花a）镀液中糖精量太多b）镀镍后搁量时间太长，镍层钝化a）电解处理，停加糖精，补充次级光亮剂b）缩短搁置时间或用10%的硫酸电解活化处理8.镀层有条纹a）镀液中锌杂质过量b）镀液浓度太低c）PH值太低,DK太大d）有机杂质污染3）加入TPP除杂剂b）提高硫酸镍含量c）调整到工艺规范d）对症处理9.镀层易烧焦a）主盐浓度太低b）镀液温度太低a）分析成份后补充切提高温度至55-60OC

c）硼酸含量不足,PH高d）润湿剂过量c）补充硼酸调整PH值⑴采用活性炭吸附10.镀层脆性大a）光亮剂过量b）有机杂质污染c）金属杂质过高d）六价铬污染a）调整PH值3.0—3.5电解消耗b）用活性炭双氧水处理6加入TPP除杂剂d）用保险粉处理11.阴极电流效率低a）主盐浓度不足b）PH值过低c）阳极钝化阳极面积不够d）镀液被氧化剂污染a）提高主盐浓度b）调整工艺范围c）提高氦离子含量，增加阳极面积d）对症处理镀铬中常见故障及消除方法故障现象可能原因纠正方法深镀能力差硫酸含量高三价铬含量高镀液温度过