CN102605400B - 钢带连续镀铜 - Google Patents
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Abstract
钢带连续镀铜采用氰化镀铜工艺进行电镀。主要包括前处理过程和电镀铜过程。前处理主要包括化学除油、电解除油、水洗、活化、水洗等；电镀过程主要包括预镀铜、主镀铜、回收、水洗等。在钢带连续镀铜中，各个工艺槽采用密闭式的梯形槽；回收方式采用雾化喷淋的方式进行回收。在镀铜过程中通过过滤机的循环过滤加速电沉积速度；电镀中使用的光亮剂是以***盐为主光亮剂的无机光亮剂或者其他无机光亮剂，这样可避免在后续镀铜钢带焊接工作中出现“脱焊”现象。钢带连续镀铜快速高效，可以获得整平致密的镀层。
Description
技术领域
本发明涉及碱性镀铜的技术领域，具体是钢带连续镀铜。
背景技术
随着我国工业的发展，尤其是汽车等行业的飞速发展，对铜及铜制品的需求量日益增加。但是我国是一个贫铜国家，铜主要依赖进口，加上国际上铜价格上升很快，给我国汽车等产业带来较大成本压力。经过论证和实践证明，在汽车，家电等行业，钢材镀铜制品代替铜制品是可行的，甚至在某些方面的性能反而比铜更好些。镀铜钢带主要用来生产帮迪管，普遍应用在汽车油管、地板加热管、空调管等方面。以铁代铜不但是经济问题，还能大量减少碳排放。所以说钢带镀铜具有良好的社会效益和经济效益。利用氰化镀铜，可以得到致密、平整、结合力良好的镀层，所以钢带连续镀铜采用氰化镀铜工艺。
发明内容
钢带连续镀铜，主要包括前处理过程和电镀铜过程。前处理主要包括化学除油、电解除油、水洗、活化、水洗等；电镀过程主要包括预镀铜、主镀铜、回收、水洗等。在钢带连续镀铜中，各个工艺槽采用密闭式的梯形槽；回收方式采用雾化喷淋的方式进行回收。在镀铜过程中通过过滤机的循环过滤加速电沉积速度；电镀中使用的光亮剂是以***盐为主光亮剂的无机光亮剂或者其他无机光亮剂，这样可避免在后续镀铜钢带焊接工作中出现“脱焊”现象。
具体实施方式
本发明提供的钢带连续镀铜，主要包括前处理过程和电镀铜过程。所述的前处理过程包括热水洗、除油、水洗和活化、水洗过程。其中除油处理采用化学除油与阴-阳极联合除油相互结合的方式。
其中，热水洗采用70～80℃的热水清洗20～30s。
其中，除油处理包括化学除油与电解除油，电解除油为阴-阳极联合除油。首先，进行化学除油，时间为1～3min，然后进行电解除油，电解除油时，首先阴极除油1min，然后阳极除油15s。
所述的化学除油中，除油液由强碱、硅酸盐、磷酸盐和碳酸盐组成，除油液温度为60～80℃。电解除油液为活性碱，碱液温度为60～80℃，电流密度为8～10A/dm2。
其中，活化处理中，活化液中的侵蚀剂为盐酸，浓度20g/L，溶液温度为35±5℃，阴极电流密度为7～10A/dm2，侵蚀时间为20～30s。
其中，除油后的水洗和活化后的水洗均采用浓度为600ppm以下的低氯离子水或者纯水，进行清洗，清洗水温为30～40℃。
根据发明提供钢带连续镀铜，其中电镀过程包括预镀铜和连续主镀铜。预镀铜镀液主要由氰化亚铜、***和碳酸钠组成，电镀时阴极电流密度为0.5～1A/dm2，温度为40～50℃，电镀时间为1～2min。连续主镀铜的镀液主要由氰化亚铜、***和氢氧化钠组成，电镀时阴极电流密度为0.2～2A/dm2，温度为55～65℃，电镀时间根据镀层的厚度来选择。在电镀过程中，采用***盐为主光亮剂的无机光亮剂或者其他无机光亮剂。
实施例1
该实施例用于说明本发明提供的钢带连续镀铜的方法。
(一)前处理
(1).热水洗：将300mm宽的钢带完全浸入到70～80℃的热水中，清洗20～30s。
(2).化学除油：将步骤(1)处理后的钢带浸入到由强碱、硅酸盐、磷酸盐和碳酸盐组成的除油液中，除油液温度为60～80℃，除油时间为2min。
(3).电解除油：将步骤(2)处理后的钢带浸入到电解除油液中，碱液温度为60～80℃，电流密度为8～10A/dm2，首先阴极除油1min，然后阳极除油15s。
除油后用浓度为600ppm以下的低氯离子水或者纯水，进行清洗。
(4).活化：将步骤(2)处理后的钢带浸入到活化液中，活化液的侵蚀剂为盐酸，浓度20g/L，溶液温度为35±5℃，阴极电流密度为7～10A/dm2，侵蚀时间为25s。侵蚀后用浓度为600ppm以下的低氯离子水或者纯水，进行清洗。
(二)电镀铜
(5).预镀铜：将步骤(4)得到的钢带浸入到由氰化亚铜、***和碳酸钠组成的镀液中，进行电镀2min。电镀时阴极电流密度为1A/dm2，温度为50℃。
(6).连续主镀铜：将步骤(5)得到的钢带浸入到由氰化亚铜、***和氢氧化钠组成的镀液中，电镀时阴极电流密度为1A/dm2，温度为55℃，电镀时间30min。电镀后制得的镀铜钢带记做1#。
实施例1中使用的工艺槽为密闭式的梯形槽
实施例2
该实施例用于说明本发明提供的钢带连续镀铜的方法。
按照实施例1的方法对300mm宽的钢带进行电镀，实施例2中使用的工艺槽为开放式镀槽，其余的与实施例1的条件相同。电镀后制得的镀铜钢带记做2#。
实施例3
该实施例用于说明本发明提供的钢带连续镀铜的方法。
按照实施例1的方法对300mm宽的钢带进行电镀，不同的是，不进行电解除油，其余的与实施例1的条件相同。电镀后制得的镀铜钢带记做3#。
实施例4
该实施例用于说明本发明提供的钢带连续镀铜的方法。
按照实施例1的方法对300mm宽的钢带进行电镀，不同的是，在进行电镀时，不进行预镀铜，其余的与实施例1的条件相同。电镀后制得的镀铜钢带记做4#。
实施例5
该实施例用于说明本发明提供的钢带连续镀铜的方法。
按照实施例1的方法对300mm宽的钢带进行电镀，不同的是，在进行电镀时，使用***盐为主光亮剂的无机光亮剂或者其他无机光亮剂。其余的与实施例1的条件相同。电镀后制得的镀铜钢带记做5#。
实施例6
该实施例用于说明本发明提供的钢带连续镀铜的方法。
按照实施例1的方法对300mm宽的钢带进行电镀，不同的是，在进行电镀时，使用有机光亮剂。其余的与实施例1的条件相同。电镀后制得的镀铜钢带记做6#。
注：实施例1-4中均没有使用光亮剂。
镀层性能测试
按照下述方法对实施例1-3得到的电镀产品进行高温烘烤、附着力测试和耐冷热冲击性能的测试，并对镀件的外观进行目测，结果如表1所示。
(一).高温烘烤：将各个镀件在180℃下烘烤30min，然后自然冷却到室温，观察有无起泡现象。
(二).附着力测试
测试标准：ISO 2409
测试方法：使用刀片在镀层表面划出边长为1mm的栅格。确保划痕都切割至镀铜钢带的基体。沿着划痕的两个方向各用刷子刷5次。把胶带粘在表面上，用指尖将胶带擦紧，确保与镀层的良好接触，在5min时从胶带的自由端以60°的角度在0.5-1s内将胶带有规则的揭去。
等级划分
0级：切口的边缘完全平滑，格子的方块都没有剥落；
1级：剥落部分的面积不大于与表面接触的胶带面积的5％；
2级：剥落部分的面积大于5％，而不超过15％；
3级：剥落部分的面积大于15％，而不超过35％；
4级：剥落部分的面积大于35％，而不超过65％；
5级：剥落部分的面积大于65％。
接受标准：0级和1级接受。
(三).温度冲击
测试方法：将镀件在-40℃和85℃每个温度下各放置45min，为一个周期，转换时间小于10s，共27个周期，测试完后在室温下恢复2h。然后观察样品状况。
接受标准：产品表面镀层无开裂，气泡，脱落的现象。
(四).观察外表：观察工件表面是否光滑。
(五).厚度测定：使用磁性测厚仪测量镀层厚度。
(六).孔隙率测定
测定方法：贴滤纸法。将浸有测试溶液的润湿纸贴于经预处理的被测试闰上，滤纸上的试液渗入孔隙中与中间镀层或基体金属作用，生成具有物征颜色的斑点在滤纸上显示。然后以滤纸上有色斑色的多少来评定镀层孔隙率。
另外对1#-6#进行焊接试验，观察是否出现脱焊现象。
表1
从表1中可以看出，本发明在钢带连续电镀中，通过使用化学除油、阴-阳极联合除油相结合进行处理，增加预镀铜工序，可以增强镀层的结合力，确保工件外观。通过使用密闭式梯形槽可以提高电沉积速率。在钢带连续镀铜中，使用无机光亮剂可以避免工件焊接时出现的“脱焊现象”。
Claims (1)
1.钢带连续镀铜采用氰化镀铜工艺进行电镀，主要包括前处理过程和电镀铜过程，前处理主要包括化学除油、电解除油、水洗、活化、水洗；电镀过程主要包括预镀铜、主镀铜、回收、水洗，其特征在于：在钢带连续镀铜中的工艺槽采用密闭式的带有观察窗的梯形工艺槽；在钢带连续镀铜中采用雾化喷淋的方式对钢带上的残余镀液进行回收；
具体电镀工艺流程如下：
(1)前处理过程中的化学除油液主要有强碱、硅酸盐、磷酸盐和碳酸盐组成，除油液温度为60～80℃；
(2)前处理过程中电解除油液为活性碱，碱液温度为60～80℃，电流密度为8～10A/dm2；
(3)前处理过程中电解除油采用阴-阳极联合除油，其中阴极除油时间长，阳极除油时间短；
(4)前处理过程中活化液中的侵蚀剂为盐酸，浓度20g/L，溶液温度为35±5℃，阴极电流密度为7～10A/dm2，侵蚀时间为20～30s；
(5)电镀铜中采用依次排列的1个预镀槽，5个镀槽，1个回收槽和1个清洗槽；
(6)在钢带连续镀铜中镀槽内镀液通过过滤机的循环过滤，进行搅拌，加速电沉积速度；
(7)电镀铜中预镀铜镀液主要由氰化亚铜、***和碳酸钠组成，电镀时阴极电流密度为0.5～1A/dm2，温度为40～50℃，电镀时间为1～2min；
(8)主镀铜采用多工位连续电镀的方式，镀液主要由氰化亚铜、***和氢氧化钠组成，电镀时阴极电流密度为0.2～2A/dm2，温度为55～65℃，电镀时间根据镀层的厚度来选择；
(9)各过程中的清洗水洗采用浓度为600ppm以下的低氯离子水或者纯水；
(10)电镀中使用的光亮剂是以***盐为主光亮剂的无机光亮剂。
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