CN104789999B - 一种铁件直接电镀酸铜溶液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种铁件直接电镀酸铜溶液，含有提供二价铜离子的基础溶液，还含有络合剂、缓蚀剂和还原剂；所述络合剂选自酒石酸、柠檬酸、羟基乙叉二膦酸、乙二胺四甲叉膦酸中的一种或多种；所述缓蚀剂选自硫脲和/或烯丙基硫脲；所述还原剂选自甲醛和/或乙醛酸。本发明提供的铁件直接电镀酸铜溶液不含预镀铜采用的有害物质氰化物，同时省去了预镀铜工序，可对铁件直接电镀铜，在铁件表面得到结合力好、光亮致密的铜镀层；而且，相比光亮酸性镀铜溶液中高浓度硫酸易腐蚀铁基体，本发明提供的铁件直接电镀酸铜溶液存在缓蚀剂，可对铁件形成良好的保护，不对铁件造成显著的腐蚀，不影响工件的尺寸精度。
Description
技术领域
本发明属于电镀领域，具体地涉及一种铁件直接电镀铜溶液。
背景技术
一般地，于含硫酸铜（CuSO4·5H2O）160~220g/L、硫酸（H2SO498%）60~80g/L、盐酸（HCl36%）30~120mg/L的溶液中可获得光亮、整平性好的铜镀层，也称光亮酸性镀铜。
由于光亮酸性镀铜溶液中含硫酸（H2SO498%）较高，较高的酸度对铁基体的腐蚀较大；在酸性条件下铜离子易被置换，在铁基体表面产生置换铜层，置换铜层与铁基体的结合力极差，因此不经预镀不能在光亮酸性铜溶液中获得合格的铜镀层。
铁件电镀光亮酸铜前必须经过含氰碱性镀铜溶液进行预镀铜，除了增加一道工序带来的繁琐外，更重要的是，氰化物（含氰离子CN-）是剧毒的物质，对作业工人与作业环境来说危害极大。
取消电镀工艺过程中使用的氰化物、简化工艺过程是铁件铜镀技术发展的大趋势。中国专利CN200810143145.1公开了一种无氰预镀铜溶液，由以下物质组成：
a、硫酸铜、碱式碳酸铜或硝酸铜中的一种30~60g/L；
b、甲叉二膦酸、１－羟基乙叉1.1二膦酸、１－羟基丁叉1.1二膦酸中的一种或二种复合物120~160g/L；
c、甲氨二甲叉膦酸、六甲叉二胺四甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸中的一种或二种复合物2~5g/L；
d、柠檬酸钾、柠檬酸胺或酒石酸钾钠中的一种6~12g/L；
ｅ、聚乙烯亚胺烷基盐或脂肪胺乙氧基磺化物0.02~0.05g/L。
该组成虽能实现无氰化预镀铜，但对于铁件镀铜来说增加一道预镀铜工序，延迟了镀铜周期，降低了镀铜效率。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术对铁件电镀必须用有害物质氰化物预处理带来的健康及工序繁琐的问题，提供一种不含对人体和环境有害物质、可以在铁基表面获得结合力好、光亮致密的铜镀层的铁件直接电镀酸铜溶液。
本发明提供的一种铁件直接电镀酸铜溶液，包含提供二价铜离子的基础溶液，还包括络合剂、缓蚀剂、还原剂。
所述络合剂选自酒石酸、柠檬酸、羟基乙叉二膦酸、乙二胺四甲叉膦酸中的一种或多种。
所述缓蚀剂选自硫脲和/或烯丙基硫脲。
所述还原剂选自甲醛和/或乙醛酸。
优选地，所述基础溶液组分包括硫酸铜、硫酸和盐酸。
优选地，所述基础溶液组分重量体积浓度为：
硫酸铜100~180g/L
硫酸40~60g/L
盐酸100~150mg/L
优选地，所述络合剂各物质单一或多种组合时的重量体积浓度为
酒石酸0~20g/L；柠檬酸0~20g/L；羟基乙叉二膦酸40~100g/L；
乙二胺四甲叉膦酸0~20g/L。
优选地，所述缓蚀剂各物质单一或多种组合时的重量体积浓度为
硫脲1~50mg/L；烯丙基硫脲1~10mg/L；
优选地，所述还原剂各物质单一或多种组合时的重量体积浓度为
甲醛0~20g/L；乙醛酸10~50g/L。
按上述组成配制的本发明酸铜溶液，无需预镀铜工序即可直接处理需镀铜的铁件。在温度15~30℃及适当搅拌条件下，施加1~10A/dm2电流密度，可于铁基体表面得到结合力好、光亮致密的铜镀层。
本发明提供的铁件直接电镀酸铜溶液不含预镀铜采用的有害物质氰化物，同时省去了预镀铜工序，可对铁件直接电镀铜，在铁件表面得到结合力好、光亮致密的铜镀层；而且，相比光亮酸性镀铜溶液中高浓度硫酸易腐蚀铁基体，本发明提供的铁件直接电镀酸铜溶液存在缓蚀剂，可对铁件形成良好的保护，不对铁件造成显著的腐蚀，不影响工件的尺寸精度。
具体实施方式
结合实例对本发明做进一步描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明涉及的铁件直接电镀酸铜溶液的制备步骤如下：
先配制好含二价铜离子的基础溶液，再依次添加络合剂、缓蚀剂、还原剂，搅拌均匀。
实施例1
基础溶液组分重量体积浓度为：
硫酸铜100g/L
硫酸40g/L
盐酸100mg/L
络合剂重量体积浓度为：
乙二胺四甲叉膦酸15g/L
缓蚀剂的重量体积浓度为：
硫脲10mg/L
还原剂的重量体积浓度为：
乙醛酸20g/L
实施例2
基础溶液组分重量体积浓度为：
硫酸铜120g/L
硫酸50g/L
盐酸120mg/L
络合剂重量体积浓度为：
羟基乙叉二膦酸80g/L
乙二胺四甲叉膦酸12g/L
缓蚀剂的重量体积浓度为：
硫脲10mg/L
还原剂的重量体积浓度为：
甲醛5g/L
实施例3
基础溶液组分重量体积浓度为：
硫酸铜150g/L
硫酸60g/L
盐酸130mg/L
络合剂重量体积浓度为：
酒石酸20g/L柠檬酸;10g/L,羟基乙叉二膦酸80g/L
缓蚀剂的重量体积浓度为：
硫脲30mg/L
烯丙基硫脲6mg/L；
还原剂的重量体积浓度为：
甲醛10g/L
乙醛酸20g/L
实施例4
基础溶液组分重量体积浓度为：
硫酸铜180g/L
硫酸60g/L
盐酸150mg/L
络合剂重量体积浓度为：
酒石酸15g/L,柠檬酸10g/L,羟基乙叉二膦酸100g/L
乙二胺四甲叉膦酸8g/L
缓蚀剂的重量体积浓度为：
硫脲40mg/L,烯丙基硫脲8mg/L
还原剂的重量体积浓度为：
甲醛15g/L
乙醛酸30g/L
按上述实施例组成配制的酸铜溶液，无需预镀铜工序即可直接处理需镀铜的铁件。在温度15~30℃及适当搅拌条件下，施加1~10A/dm2电流密度，可于铁基体表面得到结合力好、光亮致密的铜镀层。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种铁件直接电镀酸铜溶液，该酸铜溶液含有提供二价铜离子的基础溶液，其特征在于，该酸铜溶液还含有络合剂、缓蚀剂和还原剂；
所述络合剂选自酒石酸、柠檬酸、羟基乙叉二膦酸、乙二胺四甲叉膦酸中的一种或多种；
所述缓蚀剂选自硫脲和/或烯丙基硫脲；
所述还原剂选自甲醛和/或乙醛酸；
所述基础溶液组分包括硫酸铜、硫酸、及盐酸；
所述基础溶液组分重量体积浓度为：
硫酸铜100～180g/L；
硫酸40～60g/L；
盐酸100～150mg/L；
所述络合剂各物质单一或多种组合时的重量体积浓度为：
所述缓蚀剂各物质单一或多种组合时的重量体积浓度为：
硫脲1～50mg/L；
烯丙基硫脲1～10mg/L；
所述还原剂各物质单一或多种组合时的重量体积浓度：
甲醛0～20g/L；
乙醛酸10～50g/L。
2.如权利要求1所述的铁件直接电镀酸铜溶液，其特征在于，
所述基础溶液组分重量体积浓度为：
硫酸铜100g/L；
硫酸40g/L；
盐酸100mg/L；
所述络合剂重量体积浓度为：
乙二胺四甲叉膦酸15g/L；
所述缓蚀剂的重量体积浓度为：
硫脲10mg/L；
所述还原剂的重量体积浓度为：
乙醛酸20g/L。
3.如权利要求1所述的铁件直接电镀酸铜溶液，其特征在于，所述基础溶液组分重量体积浓度为：
硫酸铜120g/L；
硫酸50g/L；
盐酸120mg/L；
所述络合剂重量体积浓度为：
羟基乙叉二膦酸80g/L；
乙二胺四甲叉膦酸12g/L；
所述缓蚀剂的重量体积浓度为：
硫脲10mg/L；
所述还原剂的重量体积浓度为：
甲醛5g/L。
4.如权利要求1所述的铁件直接电镀酸铜溶液，其特征在于，所述基础溶液组分重量体积浓度为：
硫酸铜150g/L；
硫酸60g/L；
盐酸130mg/L；
所述络合剂重量体积浓度为：
酒石酸20g/L；
柠檬酸10g/L；
羟基乙叉二膦酸80g/L；
所述缓蚀剂的重量体积浓度为：
硫脲30mg/L；
烯丙基硫脲6mg/L；
所述还原剂的重量体积浓度为：
甲醛10g/L；
乙醛酸20g/L。
5.如权利要求1所述的铁件直接电镀酸铜溶液，其特征在于，所述基础溶液组分重量体积浓度为：
硫酸铜180g/L；
硫酸60g/L；
盐酸150mg/L；
所述络合剂重量体积浓度为：
所述缓蚀剂的重量体积浓度为：
硫脲40mg/L；
烯丙基硫脲8mg/L；
所述还原剂的重量体积浓度为：
甲醛15g/L；
乙醛酸30g/L。
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