一种无氰碱性镀铜电镀液的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明设及一种无氯碱性锻铜电锻液，属于电锻领域。
【背景技术】
[0002] 铜是一种有金属光泽、易于机械加工同时具有良好电导性和延展性的软金属；因 此铜被广泛用于汽车、建材、电锻预锻、电路忍片技术等防护装饰锻层中。
[0003] 传统的碱性锻铜液为氯化锻铜，其均锻能力和覆盖能力强，锻层结晶细致易维护； 但电解液稳定性差，且含有大量剧毒的氯化物，严重危害大气环境和操作人员健康。根据工 艺的需要和绿色生产的需求，无氯碱性锻铜工艺应运而生。铁合金作为应用广泛的金属合 金材料，具有轻质、高强、耐腐蚀、设计性佳等优异的综合力学性能，在航空、船舶、化工、电 子等行业得到高度重视;但也存在表面装饰单调、光泽性较差等缺点。
[0004] 目前，国内外对铁合金表面处理方法主要有涂漆、胶衣喷锻、化学锻等几种。运些 方法虽可得到多种色彩的表面，但由于结合性差、成本较高，使其应用受到一定的限制。
[0005] 因此有必要设计一种无氯碱性锻铜电锻液，W解决上述问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种可减少环境污染、降低生产 成本、提高稳定性的无氯碱性锻铜电锻液。
[0007] 本发明是按如下方法实现的：
[000引本发明提供一种无氯碱性锻铜电锻液，它的配方组分包括化S化· 5也0 25~30g/ L、K0H 90~100g/L、K2C03 30~50g/LW及无氯碱性锻铜添加剂110~130mL/L。
[0009] 进一步地，所述无氯碱性锻铜添加剂的消耗量为400-800mL/KAH。
[0010] 进一步地，所述无氯碱性锻铜电锻液的工作溫度为40-60°C。
[0011] 进一步地，所述无氯碱性锻铜电锻液的工作pH值为9.0-10.5。
[0012] 进一步地，采用所述无氯碱性锻铜电锻液工作的阴极电流密度为0.5~4AAlm2。
[0013] 进一步地，所述无氯碱性锻铜电锻液的配方组分包括CuS〇4 · 5出0 25g/L、K0H 95g/L、K2C〇3 40g/LW及无氯碱性锻铜添加剂120mL/L。
[0014] 本发明具有W下有益效果：
[0015] 所述无氯碱性锻铜电锻液的配方组分包括CuS〇4 · 5出0 25~30g/L、K0H 90~ 100g/L、K2〇)3 30~50g/LW及无氯碱性锻铜添加剂110~130mL/L。本发明提供的无氯碱性 锻铜电锻液电锻时，既具有玫瑰金色的光泽，又具有轻质、高强等特点，并进一步提高了材 料的耐磨性能及耐老化性能，为铁合金材料的装饰开辟了新途径。同时其稳定性高，生产成 本较低，也不使用氯化物，可W有效减少环境污染。
【具体实施方式】
[0016] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的 范围。
[0017] 本发明实施例提供一种无氯碱性锻铜电锻液，它的配方组分包括CuS〇4 · 5此0 25 ~30g/L、K0H 90~100g/L、K2C〇3 30~50g/LW及无氯碱性锻铜添加剂110~130mL/L。其中， 所述无氯碱性锻铜添加剂的消耗量为400-800mL/KAH。
[0018] 在本较佳实施例中，所述无氯碱性锻铜电锻液的配方组分包括化S〇4 · 5此0 25g/ L、K0H 95g/L、K2C〇3 40g/LW及无氯碱性锻铜添加剂120血/L。
[0019] 所述无氯碱性锻铜电锻液使用的最佳环境为:所述无氯碱性锻铜电锻液的工作溫 度为40-60°C。所述无氯碱性锻铜电锻液的工作pH值为9.0-10.5。采用所述无氯碱性锻铜电 锻液工作的阴极电流密度为0.5~4A/血2。
[0020] 所述无氯碱性锻铜电锻液的配制如下：
[0021] (1)在锻液中加水至总体积的30%，按量加入无氯碱性锻铜添加剂揽拌均匀。
[0022] (2)按量加入CuS〇4 · 5出0揽拌均匀。
[0023] (3)在另一容器中将90~lOOg/L的K0H用3倍K0H重量的水溶解，冷却到60°CW下后 用来调整锻液pH值至7.0~8.0。
[0024] (4)按量加入Κ2〇)3揽拌均匀。
[0025] (5)补水至规定体积即可。
[00%] (6)锻件锻前必须用pH值9.0~11 .ONaOH溶液预浸。
[0027] (7) pH值高时用添加剂调整，pH值低时用30 % K0H溶液调整。
[0028] (8)小电流电解数小时，即可试锻。
[0029] 所述无氯碱性锻铜电锻液的配方如下表所示：
[0030]
[0032] 附:无氯碱性锻铜添加剂消耗量:400-800mL/KAH。
[0033] 具体的进行电锻时：
[0034] 取厚度为2mm的经布轮抛光成镜面的TC4铁合金片6 X 10cm作为阴极试片。赫尔槽 放在恒溫水浴槽(40~60°C)中，W电解铜为阳极，在恒定的电流密度下进行试验。锻片的前 处理工艺为:碱液除油^热水漂洗^自来水冲洗^酸洗活化^自来水冲洗^蒸馈水冲洗^ 铁合金无氯碱铜电锻^自来水冲洗^吹干^性能测试。
[0035] 无氯碱性锻铜中用到的铜盐有:硫酸铜(CuS化）、碱式碳酸铜（Cu2(OH)2〇)3)、硝酸 铜(化(M)3)2)、乙酸铜(Cu(C出C00)2)、氯化铜(化C12)等。其中，硫酸铜和碱式碳酸铜较为常 见，也容易获得，而硝酸铜、醋酸铜、氯化铜容易带来大量硝酸根离子、乙酸根离子、氯离子 对锻液产生影响，如果是在长时间生产后锻液需要维护，可W选择运样的铜盐来补足锻液 成分，但电锻开缸则不适宜使用运类盐。碱式碳酸铜是无氯碱铜常用盐，其含有碳酸根可W 作为良好电锻电解质成分，但其溶解性较差。铁合金为合金材料，为了使锻层呈现完美的玫 瑰金色色泽，同时获得水溶性较好的锻液，本发明最终采用化S〇4 · 5出0作为主要铜盐。
[0036] 由下表可知：在发明中CuS〇4 · 5此0浓度在25~30g/L范围内对锻层外观色泽达到 最佳。化S〇4 · 5出0浓度高于40g/L时，配制锻液时出现白色不溶物而锻液稳定性差，同时锻 层还容易发生置换和起皮。铜离子浓度低于lOg/L时，锻层低区烧焦，表层粗糖，黑色粉末状 比较严重。另外，铜离子浓度较低时，整个阴极片上由于析氨严重而出现气泡，电流效率偏 低。随着锻液中铜离子浓度升高，析氨减缓，只在近阴极区析氨，远阴极区不析氨，电流效率 提局。
[0037] 下表为不同浓度的化S〇4 · 5出0对锻层色泽、外观的影响：
[00；3 引
[0039] 附：了 = 50。(：；化=24/血2;抑=9.5;1 = 3111111
[0040] 其次，在锻液中加入导电盐，可W增强锻液的导电性，改善铜沉积质量。无氯碱性 锻铜工艺中常用到的导电盐有:碳酸钟化2〇)3)、硫酸钟、碳酸钢和硫酸钢等。其中，钟盐导电 性优于钢盐，溶解性也更强;而碳酸根有助于调节锻液的酸碱稳定性，同时与其他金属杂质 反应提高锻液的稳定性。因此，本发明最终采用碳酸钟化2〇)3)作为导电盐。
[0041] 由下表可知:在本体系中K2CO3浓度在30~50g/L范围内对锻层外观色泽达到最佳。 配制锻液时，Κ2〇)3浓度为0~70g/L的锻液都呈澄清蓝色透明溶液，但K2CO3浓度为80g/L时 锻液底部有少量白色不溶物析出，同时锻层色泽变淡。实验发现，当锻液中K2CO