[发明专利]钢铁件无氰电镀铜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢铁件电镀铜的方法。

背景技术

铜-镍-铬，铜-镍-仿金或铜-多层镍-铬电镀工艺是应用面十分广泛的电镀工艺组合。酸性硫酸盐镀铜现今已发展得相当成熟，但它不适用于在铁基上电镀铜，原因是钢铁件一旦进入酸性镀液瞬间便发生置换反应，产生孔隙多、组织疏松的置换铜层。钢铁件的上述处理工艺组合中的底层铜普遍采用氰化镀铜获得，电镀工艺使用氰化物电解液已有一百多年的历史。氰化镀铜工艺，这是因为氰化镀铜液具有一些良好的性能，如可以直接在铁基或锌基工件上镀覆，并能得到有良好结合力的电沉积铜层；镀层的厚度分布均匀；镀液的分散能力较好等。但也存在严重的缺点，最大的问题是氰化物的毒性，其中的氰化亚铜、氰化钠和氰化钾都是剧毒物质，需要小心使用，以防对空气和水源造成污染。因此，生产工人要轮休，废水废气要严格处理，于是造成生产成本的增加。并且氰化物在镀液中也会自然氧化和在电极上氧化，消耗快、成本高。因此有必要将氰化镀铜作为底层的工艺革新。

发明内容

本发明的目的是为了解决氰化物易对空气和水源造成污染及氰化物在镀液中会自然氧化和在电极上氧化，消耗快、成本高的问题，而提供一种钢铁件无氰电镀铜的方法。

钢铁件无氰电镀铜的方法按以下步骤实现：一、将钢铁件浸入温度为50～80℃、浓度为40～60毫升/升的化学除油液中，浸泡时间为5～15min，取出后做为阴极插入温度为40～60℃、浓度为40～60克/升的电解除油液中，以不锈钢为阳极，在电流密度为1.0～3.0A/dm²的条件下对阴极进行电解除油1～5min，去离子水清冼后再在室温条件下浸入体积百分比为5％～10％的盐酸中，浸泡时间为10～60s；二、将经步骤一处理过的钢铁件用去离子水清冼后，在温度为15～35℃条件下浸入无氰浸铜液中20～1200s，调节pH值为2.5～8.0；三、将经步骤二处理过的钢铁件用去离子水清冼后作为阴极插入酸性硫酸铜电镀液中，以磷铜作为阳极，在温度为20～30℃、阴极电流密度为2.0～4.0A/dm²的条件下对阴极进行电镀铜10～50min，即得电镀铜的钢铁件；其中步骤二中无氰浸铜液由络合剂、铜离子和水配成，络合剂的浓度为10～200克/升、二价铜离子的浓度为0.5～30克/升；步骤三中酸性硫酸铜电镀液由硫酸铜、硫酸、氯离子、添加剂和水配成，硫酸铜的浓度为210克/升、硫酸的浓度为50克/升、氯离子的浓度为50毫克/升、添加剂的浓度为2.0毫升/升，步骤二中络合剂为乙二胺四乙酸、三乙基四胺六乙酸、羟基乙叉二膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、氨基三甲叉膦酸、焦磷酸、酒石酸、柠檬酸、葡萄糖酸及其钠盐、钾盐或胺盐、硫脲中的二种以上混合而成。

本发明方法制得的产物在烘箱或高温炉加热到250℃，保温1小时，然后取出在室温的冷水中冷却，用肉眼或4N倍放大镜观察，镀层不剥落，不起泡，结合力好。

本发明方法使用的电镀液中的溶质不易氧化，消耗减少，从而降低成本，与现有技术相比成本降低20％～30％。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式钢铁件无氰电镀铜的方法按以下步骤实现：一、将钢铁件浸入温度为50～80℃、浓度为40～60毫升/升的化学除油液中，浸泡时间为5～15min，取出后做为阴极插入温度为40～60℃、浓度为40～60克/升的电解除油液中，以不锈钢为阳极，在电流密度为1.0～3.0A/dm²的条件下对阴极进行电解除油1～5min，去离子水清冼后再在室温条件下浸入体积百分比为5％～10％的盐酸中，浸泡时间为10～60s；二、将经步骤一处理过的钢铁件用去离子水清冼后，在温度为15～35℃条件下浸入无氰浸铜液中20～1200s，调节pH值为2.5～8.0；三、将经步骤二处理过的钢铁件用去离子水清冼后作为阴极插入酸性硫酸铜电镀液中，以磷铜作为阳极，在温度为20～30℃、阴极电流密度为2.0～4.0A/dm²的条件下对阴极进行电镀铜10～50min，即得电镀铜的钢铁件；其中步骤二中无氰浸铜液由络合剂、铜离子和水配成，络合剂的浓度为10～200克/升、二价铜离子的浓度为0.5～30克/升；步骤三中酸性硫酸铜电镀液由硫酸铜、硫酸、氯离子、添加剂和水配成，硫酸铜的浓度为210克/升、硫酸的浓度为50克/升、氯离子的浓度为50毫克/升、添加剂的浓度为2.0毫升/升。