[发明专利]一种锌合金压铸件无氰碱性镀铜电镀液及其制备方法和电镀方法

说明书

本发明公开了一种锌合金压铸件无氰碱性镀铜电镀液及其制备方法和电镀方法，该电镀液包括如下组分：主盐5‑50 g/L、复配吸附剂5‑30 g/L、络合组合物200‑400g/L；通过加入复配吸附剂在阴极表面改变双电层中铜离子浓度，能有效降低阴极界面铜离子电位，抑制铜离子放电析出，在碱性镀液中完全抑制“锌铜置换反应”，与络合组合物的络合作用协同增效，产生1+1大于2的效果，改变双电层中铜离子浓度，有效降低铜离子电位，使铜离子放电更加困难，在碱性镀液中完全抑制“锌铜置换反应”，克服了锌合金压铸件无氰镀铜结合力差、容易鼓泡技术难题，镀层结晶光亮细致，结合力牢固。

技术领域

本发明属于电镀技术领域，具体涉及一种锌合金压铸件无氰碱性镀铜电镀液及其制备方法和电镀方法。

背景技术

锌合金压铸件是两性金属，电极电位较负，常含有3％左右的铝，化学稳定性较差。在前处理过程中又不进行浸锌处理，置换反应驱动力大更难抑制，对无氰镀铜工艺要求更高，已成为电镀行业全面取代氰化镀铜的最大瓶颈。为获得良好的镀层结合力，目前国内外锌合金压铸件上直接镀铜均采用碱性剧毒氰化镀铜工艺(因为氰化物在金属电沉积过程中，是最好的络合剂)。但氰化物剧毒，0.2克即可瞬间致命，在生产、储运、使用各环节中稍有不慎，其后果不堪设想。严重污染环境和危及人类身体健康，并给社会带来巨大安全隐患。我国在二十世纪七十年代，曾掀起过淘汰剧毒氰化电镀的高潮，也取得一些成果，但基本上是镀锌工艺。而在镀铜领域乏善可陈，酸铜有置换铜层问题，大多数无氰碱铜因工艺不过关而逐渐自行淘汰、淡出业界。致使我国八十、九十年代后剧毒氰化电镀回潮。不仅中国，目前国际上发达国家也仍沿用传统的剧毒氰化工艺，因此无氰镀铜技术的开发迫切，但也是一个技术难题。

目前研究报道比较典型的无氰镀铜体系有碱性焦磷酸盐镀铜、氨基磺酸盐镀铜、柠檬酸盐镀铜、有机膦酸盐镀铜、有机羧酸盐镀铜等。均利用非氰络合剂与铜络合，抑制“锌铜置换反应”，由此克服锌合金压铸件无氰镀铜结合力差、容易鼓包等技术难题。如CN106521574 公开了一种适用于宽pH和宽电流密度范围的无氰镀铜电镀液，以氨基甲叉二磷酸和肌醇六磷酸钠为铜复合配位剂，焦磷酸盐为辅助添加剂，发挥了各自的优点，形成了互补。CN110923757公开了一种无氰碱铜电镀液，将柠檬酸盐与辅助络合剂有机胺化合物和多羟基羧酸化合物联合使用，电镀过程中不会有铜粉析出，镀层细致、均匀、镀层结合力好。但从实际应用上来看，这种以络合的形式抑制“锌铜置换反应”，由于非氰络合剂的络合能力无法与氰化物相媲美，镀层结合力无法满足实际生产使用要求，无法进行大规模工业应用。而且锌合金的电位比铁更负，置换铜驱动力更大，对络合剂络合能力要求更高，仅使用非氰络合剂难以满足工艺要求。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种锌合金压铸件无氰碱性镀铜电镀液，通过加入复配吸附剂氟化物和葫芦脲吸附在阴极表面改变双电层中铜离子浓度，能有效降低阴极界面铜离子电位，抑制铜离子放电析出，在碱性镀液中完全抑制“锌铜置换反应”，与络合组合物的络合作用协同增效，产生1+1大于2的效果，改变双电层中铜离子浓度，有效降低铜离子电位，使铜离子放电更加困难，在碱性镀液中完全抑制“锌铜置换反应”，克服了锌合金压铸件无氰镀铜结合力差、容易鼓泡技术难题，镀层结晶光亮细致，结合力牢固。硝酸钾的加入有效提高了电流密度范围，减少镀层烧焦。解决大多无氰碱铜电流开不大镀铜速度慢技术难题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种锌合金压铸件无氰碱性镀铜电镀液，包括如下组分：铜盐 5-50g/L、复配吸附剂5-30g/L、络合组合物200-400g/L。

所述的复配吸附剂为氟化物与葫芦脲的混合物，其在电镀液中的含量为氟化物5-15g/L、葫芦脲5-15g/L。

所述氟化物为氟化钾或氟化钠。

所述铜盐为碱式碳酸铜、焦磷酸铜、氢氧化铜、硫酸铜。