一种宽幅不锈钢带单面镀铜的方法及电镀槽的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种宽幅不锈钢带单面镀铜的方法及电镀槽，该方法是将基底不锈钢带的预镀面除油后活化；在活化过的基底不锈钢带预镀面上先镀预镀镍，再镀暗镍，最后在碱性无氰镀液中镀铜；将镀铜后的不锈钢带钝化、烘干后，即得；镀铜采用的是改进的电镀槽，所述电镀槽是在电镀槽的传动入口和出口处的两槽壁上分别密封安装了至少两根传动转辊，该装置能保证槽子液位、防止不锈钢带的镀层刮伤，特别适用于宽幅带状不锈钢带连续单面镀铜；本发明方法安全环保、低成本、能高速将宽幅不锈钢带连续单面镀铜；该方法制得的单面不锈钢带镀层表面均匀光亮、致密，耐蚀性强，镀层导电率高，耐冲压性能优良，满足电子、军工的需求，可工业化生产。
【专利说明】—种宽幅不锈钢带单面镀铜的方法及电镀槽
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种宽幅不锈钢带单面镀铜的方法及电镀槽，属于金属电镀领域。
【背景技术】
[0002]单面覆铜不锈钢材料由于其光亮、硬度高、耐蚀性强、铜层导电性好等特点，将被广泛应用于电子信息材料、装饰材料和军工材料产业。对镀铜工艺，国内外都进行了比较多的研究。目前主要镀铜方式有:氰化镀铜、焦磷酸盐镀铜、硫酸盐镀铜、乙二胺镀铜、氟硼酸镀铜、柠檬酸-酒石酸镀铜、HEDP镀铜和氨基磺酸镀铜体系等。氰化物镀铜结晶细致、结合力好、镀液均镀性、整平性、稳定性也非常好，但是氰化物有剧毒，废液难处理，对环境污染严重。光亮焦磷酸盐镀铜结晶细致，具有良好的分散能力和覆盖能力，但它的成本高，会发生磷酸盐积累，使沉积速度下降，污水治理困难。柠檬酸-酒石酸镀铜体系也少量用于生产，但结合力不理想，镀液成本高，易生霉。其他几种工艺都因为存在不同的缺陷，未应用于大规模生产。
[0003]目前对镀铜体系的研究所采用的基底以普通碳钢为主，而对不锈钢表面镀铜的研究还十分少。不锈钢由于其化学成分与普通碳钢有较大的差别，并且不锈钢表面极易生成致密的氧化膜，电镀过程中受到影响，导致镀层起皮等问题。不锈钢中的铬等元素渗透到铜镀液中，易引起镀液中毒。
[0004]专利CN101545126A公开了一种用于高铬钢表面镀层制备方法，包括脱脂、冷清洗、弱腐蚀、弱腐蚀+镀镍、冷清洗、镀铜锡合金、冷清洗、钝化、冷热清洗、浸钥。主要为了提高油套管接头的抗粘着性能，实现油套管接头上卸扣完整性。该专利主要针对于挂镀工艺，并不适合于不锈钢带单面连续镀铜。
[0005]单面覆铜不锈钢材料由于其光亮、硬度高、耐蚀性强、铜层导电性好等特点，将被广泛应用于电子信息材料、装饰材料和军工材料产业。对镀铜工艺，国内外都进行了比较多的研究。目前对镀铜体系的研究所采用的基底`以普通碳钢为主，而对不锈钢表面镀铜的研究还十分少。宽幅不锈钢带连续电镀存在着电流分布不均，影响着镀层厚度的均匀性、耐蚀性和美观问题。因此，必须使用新的方法来解决宽幅不锈钢带单面连续覆铜存在的问题。
【发明内容】
[0006]本发明针对现有技术中的金属镀铜工艺，存在镀液含毒害物质，废液难处理，对环境污染严重，成本高，铜镀层结合效果不佳，特别是不锈钢镀铜时镀层起皮、镀液极易中毒，且耗时长，不能连续生产等缺陷，目的在于提供一种安全环保、低成本、能高速将宽幅不锈钢带连续单面镀铜的方法，该方法制得的单面不锈钢带镀层表面均匀光亮、致密，耐蚀性强，镀层导电率高，耐冲压性能优良，满足电子、军工的需求，可工业化生产。
[0007]本发明的另一个目的在于提供一种在不锈钢带镀铜过程中能保证槽子液位、防止不锈钢带的镀层刮伤，特别适用于宽幅带状不锈钢带连续单面镀铜的电镀槽。
[0008]本发明提供了一种宽幅不锈钢带单面镀铜的方法，该方法是将基底不锈钢带的预镀面除油后活化；在活化过的基底不锈钢带预镀面上先镀预镀镍，再镀暗镍，最后在设有多级滚动壁密封装置的电镀槽中镀铜，所述电镀槽在传动入口和出口处的两槽壁上分别密封安装了至少两根传动转辊；电镀时，在所述电镀槽中装有碱性无氰镀液，调节电流密度为
2~8A/dm2，不锈钢带以预镀面朝向所述电镀槽槽底设置的电极，从两个平行的传动转辊之间密封传送，平行于槽底穿过镀槽，进行单面镀铜；将镀铜后的不锈钢带钝化、烘干后，即得;
[0009]其中，每升碱性无氰镀液中包括以下组分:硫酸铜40~80g ;氢氧化钾10~50g ；羧酸钾盐10~50g ;络合剂6~60g ;分散剂6~60g ;光亮剂0.8~8g。
[0010]所述的电流密度优选为2~6A/dm2。
[0011]所述的络合剂为酒石酸钾、缩二脲、丙三醇、羟基乙叉二膦酸或EDTA中的一种或几种和柠檬酸钾的复配物。
[0012]所述的络合剂中柠檬酸钾的质量百分数为25~50%。
[0013]所述的光亮剂为萘二磺酸、糖精、胱氨酸、乙酰硫脲或丙烯基硫脲中的一种或几种和硫代硫酸钠的复配物。
[0014]所述的光亮剂中硫代硫酸钠的质量百分数为16~50%。
[0015]所述的分散剂为聚乙二醇、聚乙烯亚胺、聚二硫二乙烷磺酸钠中的一种或几种。
[0016]所述的碱性无氰镀液pH为8.0~10.0。
[0017]所述的镀铜温度为45~70°C，时间为I~20min。
·[0018]所述的活化是将基底不锈钢带先用2~20wt%的硫酸，在温度为15~35°C下，浸泡0.5~IOmin ;再用2~20wt%的盐酸，在15~35°C下，以基底不锈钢带作为阴极，惰性电极为阳极，在电流密度为0.1~5A/dm2下电解0.5~8min。
[0019]所述的预镀镍电镀条件为:电镀液:每升电镀液包括30~300g氯化镍和30~300mL的浓盐酸；pH ( 1，温度为15~35°C，阳极为纯镍块；在电流密度为0.5~5A/dm2下电锻0.5~8min。
[0020]所述的镀暗镍电镀条件为:电镀液:每升电镀液包括180~300g硫酸镍、15~50g氯化镍和15~50g硼酸；pH为2.8~4.8，温度为40~65°C，阳极为纯镍块；在电流密度为0.5~6A/dm2下电镀0.5~IOmin。
[0021]所述基底不锈钢带是厚度为0.05~1mm，宽度为10~1200mm的2系列不锈钢带、3系列不锈钢带或4系列不锈钢带。
[0022]所述的基底不锈钢带优选为201不锈钢带、304不锈钢带或430不锈钢带。
[0023]所述除油是在45~65°C下，先用除油粉和洗涤剂洗涤0.5~5min ;再在电解液中，在电流密度为I~5A/dm2下，以不锈钢带作为阴极,惰性电极为阳极，电解0.5~IOmin,再以不锈钢带作为阳极，惰性电极为阴极，电解0.5~IOmin ;其中，每升电解液中包括氢氧化钠30~100g、碳酸钠20~80g和磷酸三钠20~80g。
[0024]所述钝化是将镀铜完成的不锈钢带在25~40°C下，用浓度为3~10g/L的苯并三氮唑浸泡0.5~5min。
[0025]本发明方法制得的宽幅单面镀铜不锈钢带，基底不锈钢带一单表面依次镀覆有镀镍层和铜镀层；所述铜镀层厚度为0.5~15 μ m，表面粗糙度为Ra < 0.1 μ m ;所述镍镀层包括预镀镍层和暗镍层，镍镀层厚度为0.1~4μ m。[0026]本发明还提供了一种用于宽幅不锈钢带单面镀铜的电镀槽，所述的电镀槽在电镀槽的传动入口和出口处的两槽壁上分别密封安装了至少2根传动转辊。
[0027]所述的传动转辊由橡胶轴套包裹金属轴芯构成。
[0028]优选的电镀槽在电镀槽的传动入口和出口处的两槽壁上分别密封安装了 4根传动转棍。[0029]所述的传动转辊与传动转辊之间平行且密封接触。
[0030]所述的传动转辊与槽壁之间密封接触。
[0031]所述的电镀槽电镀时，金属带材从两个平行的传动转辊之间密封传送，平行于槽底穿过镀槽。
[0032]本发明的宽幅不锈钢带单面镀铜的方法包括以下步骤:
[0033](I)化学除油
[0034]用除油粉和洗涤剂在45~65°C下，洗涤0.5~5min ；
[0035]其中，每升洗涤水中含除油粉40~100g和洗涤剂0.1~IOmL ；
[0036](2)电解除油
[0037]电解液:每升电镀液中包括氢氧化钠30~100g，碳酸钠20~80g和磷酸三钠20~80g ;温度为45~65°C，电流密度为I~5A/dm2 ；
[0038]先将化学除油后的基底不锈钢带作为阴极，惰性电极为阳极，电解0.5~IOmin ；再将基底不锈钢带作为阳极，惰性电极为阴极，电解0.5~IOmin ；
[0039](3)化学活化
[0040]用浓度质量百分浓度为2~20%的硫酸，在15~35°C下浸泡0.5~IOmin ；
[0041](4)电解活化
[0042]电解液为质量百分比浓度为2~20%的盐酸，以活化后的基底不锈钢带作为阴极，惰性电极为阳极，温度为15~35°C ;在电流密度为0.1~5A/dm2下电解0.5~8min ；
[0043](5)预镀镍
[0044]电镀液:每升电镀液中包括30~300g氯化镍和30~300mL浓盐酸；pH小于1，采用纯镍块作为阳极，温度为15~35°C ;在电流密度为0.5~5A/dm2下电镀0.5~8min ；
[0045](6)镀暗镍
[0046]电镀液:每升电镀液包括180~300g硫酸镍，15~50g氯化镍和15~50g硼酸；pH为2.8~4.8，采用纯镍块为阳极，温度为40~65°C ;在电流密度为0.5~6A/dm2下电镀 0.5 ~IOmin ；
[0047](7)碱性无氰高速镀铜
[0048]采用附图1所示电镀槽进行电镀，
[0049]电镀液:每升碱性无氰镀液中包括硫酸铜40~80g,氢氧化钾10~50g,羧酸钾盐10~50g,络合剂6~60g,分散剂6~60g,光亮剂0.8~8g ；pH为8.0~10.0，采用高纯铜块作为阳极，温度为45~70°C，在电流密度为2~8A/dm2下电镀I~20min ；
[0050]所述的络合剂为酒石酸钾、缩二脲、丙三醇、羟基乙叉二膦酸或EDTA中的一种或几种和柠檬酸钾的复配物，所述复配物中柠檬酸钾的质量百分数为25~50% ；
[0051]所述的分散剂为聚乙二醇、聚乙烯亚胺、聚二硫二乙烷磺酸钠中的一种或几种；
[0052]所述的光亮剂为萘二磺酸、糖精、胱氨酸、乙酰硫脲或丙烯基硫脲中的一种或几种和硫代硫酸钠的复配物，所述复配物中硫代硫酸钠的质量百分数为16~50% ；
[0053](8)钝化
[0054]将镀铜后的不锈钢带在浓度为3~10g/L的苯并三氮唑中，在25~40°C下，浸泡0.5 ~5min ；
[0055](9)热处理
[0056]在80~260°C的保护气氛炉中烘烤2~60min ；
[0057]上述两个工艺步骤间用去离子水清洗干净。
[0058]本发明的技术原理和有益效果:本发明方法先将不锈钢带的预镀面清除干净，活化，镀上0.1~4 μ m厚度的镍层，即先镀预镀镍层，预镀镍层与活化的不锈钢带表面结合良好，能隔离空气与不锈钢带表面接触，防止再次形成氧化膜；再进一步镀上暗镍，弥补了预镀镍层不致密的缺陷，进一步提高镀层结合力，同时也防止不锈钢表面铁、铬等元素溶解渗透到下一工序的镀铜溶液中；本发明的镀铜过程中采用通过反复试验研制得到的无氰高速镀铜镀液，该镀液采用高效复配络合剂，大大增强了对铜离子的络合效果，并且结合了分散剂的分散作用，将络合的铜离子更好地分散在镀液中，有效地防止呈碱性的镀液体系中在高电流密度下过量游离的铜离子易产生沉淀的问题，实现了在高电流密度下的电镀，用本发明的镀液镀铜时电流密度最高可达到8A/dm2，最佳电流密度为2~6A/dm2，电镀时间大大缩短，达到了高速镀铜，而现有技术中碱性镀铜体系电流密度均很小，一般不超过2A/dm2 ；本发明电镀液选用的都是廉价的原料，这些原料组分复配后达到很好的效果，避免了使用氰化物、焦磷酸盐等有毒，污染环境的镀液，电镀液中还添加了复配的光亮剂，增加了镀层亮度，使镀层表面光亮，降低表面粗糙度，使粗糙度Ra控制在0.1ym以内；本发明还对镀铜结合使用的电解槽装置进行了改进，在电解槽的传动方向安装了多级滚动壁密封装置，将传统金属带材与橡胶密封条之间的滑动摩擦转换成了金属带材与传动转辊之间的滚动摩擦，避免了划伤，还减少了金属带材的拉应力；同时，多级滚动密封装置辊子在生产过程中不停转动，若有杂质吸附其上，可以将杂质处于镀槽外侧时清除，保持生产的清洁稳定；该装置实现了连续操作，特别适合宽幅金属带材的连续单面电镀；综上所述，本发明方法制得的单面不锈钢带镀层表面均匀光亮、致密，耐蚀性强，镀层导电率高，耐冲压性能优良，满足电子、军工的需求，可工业化生产。【专利附图】
【附图说明】
[0059]【图1】是设有多级滚动壁密封装置的电镀槽主截面图:1为金属带材；2为传动转辊；3为槽壁；4为电镀槽；5为电极。
[0060]【图2】是设有多级滚动壁密封装置的电镀槽A视图:1为金属带材；8为橡胶轴套；7为金属轴芯；3为镀壁。
[0061]【图3】是设有多级滚动密封装置中传动转辊剖面图:1为金属带材；8为橡胶轴套；7为金属轴芯。
[0062]【图4】是设有多级滚动密封装置中转辊侧面图:8为橡胶轴套；7为金属轴芯。
[0063]【图5】是本发明的方法制得的单面镀铜不锈钢带:10为镀铜层；11为暗镍层；12为预镀镍层；13为基底不锈钢带。【具体实施方式】
[0064]以下实施例旨在说明本发明，而不是对本发明保护范围的进一步限定。
[0065]实施例1
[0066]采用卧式传动的方式，电镀靠下的一面，以430不锈钢带为基材，厚度为0.25mm,宽度为600mm，采用下述工艺，对其进行处理。
[0067](I)化学除油
[0068]工艺条件为:每升洗涤水中包含除油粉60g，洗涤剂5mL;温度为55°C，时间为3min ;用热水洗干净；
[0069](2)电解除油
[0070]工艺条件为:电解液:每升电解液包括氢氧化钠60g，碳酸钠40g，磷酸三钠30g ；温度为55°C，电流密度为3A/dm2 ；
[0071]先将不锈钢带作为阴极，惰性电极为阳极，电解除油5min ;再将不锈钢带作为阳极，惰性电极为阴极，除油5min ;先用热水洗干净，再用清水冲洗干净；
[0072](3)化学活化
[0073]工艺条件为:10wt %的硫酸，温度为25°C，浸泡时间为5min ；
[0074]用清水冲洗干净；
[0075](4)电解活化
[0076]工艺条件为:电解液:10wt%的盐酸；温度为25°C，将不锈钢带作为阴极，惰性电极为阳极；在电流密度为3A/dm2下电解4min ；
[0077]电解后，用清水冲洗干净；
[0078](5)预镀镍
[0079]工艺条件为:电镀液:每升电镀液包括氯化镍120g，浓盐酸180mL ;pH小于1，温度为25°C,采用纯镍块作为阳极；在电流密度为3A/dm2下电镀Imin ；
[0080]电镀完成后，用清水冲洗干净；
[0081](6)镀暗镍
[0082]工艺条件为:电镀液:每升电镀液包括硫酸镍240g，氯化镍35g，硼酸30g ；pH为4.3，温度为50°C，采用纯镍块为阳极；在电流密度为3A/dm2下电镀5min ；
[0083]电镀完成后，用清水冲洗干净；
[0084]( 7)碱性无氰高速镀铜
[0085]采用图1所示电镀槽进行电镀，
[0086]工艺条件为:电镀液:每升电镀液包括硫酸铜60g ;氢氧化钾30g ;羧酸钾盐30g ；酒石酸钾、缩二脲和柠檬酸钠按质量比1:1:1复配，取30g ;聚乙二醇和聚乙烯亚胺钠按质量比1:1复配，取25g ;萘二磺酸、糖精和硫代硫酸钠按质量比1:1:1复配，取4g ；pH为8.8，温度为55°C，采用高纯铜块作为阳极；在电流密度为3A/dm2下电镀5min ；
[0087]电镀完成后，用清水冲洗干净；
[0088](8)钝化
[0089]工艺条件为:苯骈三氮唑5g/L，温度为30°C，时间为2min ；
[0090]先用热水洗，再用清水冲洗干净；
[0091](9)热处理[0092]在180°C的氮气保护炉中烘烤lOmin。
[0093]对所制备的单面镀铜不锈钢带表面观察，发现表面光亮、无污点、无鼓泡、无划线等现象。
[0094]用粗超度测试仪对所制备的单面镀铜不锈钢带表面进行测试，结果显示其表面粗糙镀为Ra≤0.1 μ m。
[0095]用百格法对制备的单面镀铜不锈钢带进行测试，镀层无脱落。
[0096]制得的不锈钢带进行中性盐雾试验，24小时无锈点。
[0097]实施例2
[0098]米用卧式传动的方式，电镀靠下的一面，以201不锈钢带为基材,厚度为0.15mm,宽度为120mm，采用下述工艺，对其进行处理。
[0099](1)化学除油
[0100]工艺条件为:每升洗涤水中包含除油粉60g，洗涤剂5mL;温度为55°C，时间为3min ；
[0101]用热水洗干净；
[0102](2)电解除油
[0103]工艺条件为:电解液:每升电解液包括氢氧化钠60g，碳酸钠40g，磷酸三钠30g ；温度为50°C，电流密度为3A/dm2 ；
[0104]先将不锈钢带作为阴极，惰性电极为阳极，电解除油5min ;再将不锈钢带作为阳极，惰性电极为阴极，除油5min ；
[0105]先用热水洗干净，再用清水冲洗干净；
[0106](3)化学活化
[0107]工艺条件为:10wt%的硫酸，温度为25°C，浸泡时间为5min ；
[0108]用清水冲洗干净；
[0109](4)电解活化
[0110]工艺条件为:电解液:10wt%的盐酸；温度为25°C，将不锈钢带作为阴极，惰性电极为阳极；在电流密度为3A/dm2下电解4min ；
[0111]电解完成后，用清水冲洗干净；
[0112](5)预镀镍
[0113]工艺条件为:电镀液:每升电镀液包括:氯化镍100g，浓盐酸180mL ；pH小于1，温度为20°C,采用纯镍块作为阳极；在电流密度为lA/dm2下电镀2min ；
[0114]电镀完成后，用清水冲洗干净；
[0115](6)镀暗镍
[0116]工艺条件为:电镀液:每升电镀液包括硫酸镍200g，氯化镍45g，硼酸30g ；pH为4.3，温度为50°C，采用纯镍块为阳极；在电流密度为3A/dm2下电镀5min ；
[0117]电镀完成后，用清水冲洗干净；
[0118](7)碱性无氰高速镀铜
[0119]采用图1所示电镀槽进行电镀，
[0120]工艺条件为:电镀液:每升电镀液包括硫酸铜50g，氢氧化钾20g，羧酸钾盐40g，酒石酸钾、EDTA和柠檬酸钠按质量比1:0.5:1复配，取12.5g，聚乙二醇、聚二硫二乙烷磺酸钠按质量比1.5:1复配，取12g，胱氨酸、糖精和硫代硫酸钠按质量比0.5:1:1复配，取2.5g ;pH为8.0，温度为55°C，采用高纯铜块作为阳极；在电流密度为3A/dm2下电镀5min ；
[0121]电镀完成后，用清水冲洗干净；
[0122](8)钝化
[0123]工艺条件为:苯骈三氮唑5g/L，温度为30°C，时间为2min ；
[0124]先用热水洗，再用清水冲洗干净；
[0125](9)热处理
[0126]在180°C的氮气保护炉中烘烤lOmin。
[0127]对所制备的单面镀铜不锈钢带表面观察，发现表面无污点、无鼓泡、无划线等现象。
[0128]用百格法对制备的单面镀铜不锈钢带进行测试，镀层无脱落。
[0129]制得的材料进行中性盐雾试验，24小时无锈点。
[0130]实施例3
[0131]采用卧式传动的方式，电镀靠下的一面，以304不锈钢带为基材，厚度为0.2_，宽度为200mm，采用下述工艺，对其进行处理。
[0132](I)化学除油
[0133]工艺条件为:每升洗涤水中包含除油粉80g，洗涤剂5mL;温度为55°C，时间为3min ;用热水洗干净。
[0134](2)电解除油
[0135]工艺条件为:电解液:每升电解液包括氢氧化钠60g，碳酸钠40g，磷酸三钠30g ；温度为65°C，电流密度为3A/dm2 ；
[0136]先将不锈钢带作为阴极，惰性电极为阳极，电解除油5min ;再将不锈钢带作为阳极，惰性电极为阴极，除油5min ;先用热水洗干净，再用清水冲洗干净；
[0137](3)化学活化
[0138]工艺条件为:10wt%的硫酸，温度为25°C，浸泡时间为5min ；
[0139]用清水冲洗干净；
[0140](4)电解活化
[0141]工艺条件为:电解液为15wt%的盐酸，温度为25°C，将不锈钢带作为阴极，惰性电极为阳极，在电流密度为2A/dm2下电解6min,
[0142]电解完成后，用清水冲洗干净；
[0143](5)预镀镍
[0144]工艺条件为:电镀液:每升电镀液包括氯化镍80g，浓盐酸180mL ;pH小于1，温度为25°C,采用纯镍块作为阳极；在电流密度为4A/dm2下电镀Imin ；
[0145]电镀完成后，用清水冲洗干净；
[0146](6)镀暗镍
[0147]工艺条件为:电镀液，每升电镀液包括硫酸镍240g，氯化镍35g，硼酸40g ;pH为3，温度为50°C，采用纯镍块为阳极；在电流密度为3A/dm2下电镀5min ；
[0148]用清水冲洗干净；
[0149](7)碱性无氰高速镀铜[0150]采用图1所示电镀槽进行电镀，
[0151]工艺条件为:电镀液:每升电镀液包括硫酸铜60g，氢氧化钾40g，羧酸钾盐20g，缩二脲、丙三醇和柠檬酸钠按质量比2:0.5:1复配，取45g，聚乙二醇和聚乙烯亚胺钠按质量比1:1复配，取45g，萘二磺酸、乙酰硫脲和硫代硫酸钠按质量比1:0.5:1复配，取6g ;温度为55°C，pH为10，采用高纯铜块作为阳极；在电流密度为3A/dm2下电镀5min ；
[0152]电镀完成后，用清水冲洗干净；
[0153](8)钝化
[0154]工艺条件为:苯骈三氮唑5g/L,温度为30°C,时间为2min ；
[0155]先用热水洗，再用清水冲洗干净；
[0156](9)热处理
[0157]在180°C的氮气保护炉中烘烤lOmin。
[0158]对所制备的单面镀铜不锈钢带表面观察，发现表面无污点、无鼓泡、无划线等现象。
[0159]用百格法对制备的单面镀铜不锈钢带进行测试，镀层无脱落。
[0160]制得的材料进行中性盐雾试验，24小时无锈点。
[0161]实施例4
[0162]以430不锈钢为基材，采用立式传动的方式一面贴胶，另一面电镀，厚度为
0.25mm，宽度为120mm，采用下述工艺，对其进行处理。
[0163](I)化学除油
[0164]工艺条件为:每升洗涤水中包含除油粉60g，洗涤剂5mL;温度为45°C，时间为4min ；
[0165]用热水洗干净；
[0166](2)电解除油
[0167]工艺条件为:电解液:每升电解液包括氢氧化钠30g，碳酸钠30g，磷酸三钠30g ；温度为45°C，电流密度为3A/dm2 ；
[0168]先将不锈钢带作为阴极，惰性电极为阳极，电解除油6min ;再将不锈钢带作为阳极，惰性电极为阴极，除油6min ;用热水洗干净，再用清水冲洗干净；
[0169](3)化学活化
[0170]工艺条件为:10wt%的硫酸，温度为25°C，浸泡时间为5min ；
[0171]用清水冲洗干净；
[0172](4)电解活化
[0173]工艺条件为:电解液为5wt%的盐酸，温度为25°C，将不锈钢带作为阴极，惰性电极为阳极；在电流密度为3A/dm2下电解7min ；
[0174]电解完成后，用清水冲洗干净；
[0175](5)预镀镍
[0176]工艺条件为:电镀液:每升电镀液包括氯化镍200g，浓盐酸180mL ;pH小于1，温度为25°C,采用纯镍块作为阳极；在电流密度为3A/dm2下电镀0.8min ；
[0177]电镀完成后，用清水冲洗干净。
[0178](6)镀暗镍[0179]工艺条件为:电镀液:每升电镀液包括硫酸镍200g，氯化镍40g，硼酸30g ；pH为4.3，温度为50°C，采用纯镍块为阳极；在电流密度为3A/dm2下电镀3min ；
[0180]用清水冲洗干净；
[0181](7)碱性无氰高速镀铜
[0182]采用图1所示电镀槽进行电镀，
[0183]工艺条件为:电镀液:电镀液包括硫酸铜60g ;氢氧化钾30g ;羧酸钾盐30g ;缩二脲、羟基乙叉二膦酸和柠檬酸钠按质量比2:1:1复配，取18g，聚乙二醇和聚乙烯亚胺钠按质量比1:1复配，取12.5g，胱氨酸、丙烯基硫脲和硫代硫酸钠按质量比2:2:1复配，取
4.5g ;温度为55°C，pH为8.8，采用高纯铜块作为阳极；在电流密度为5A/dm2下电镀4min ；
[0184]电镀完成后，用清水冲洗干净；
[0185](8)钝化
[0186]工艺条件为:苯骈三氮唑5g/L,温度为30°C,时间为2min ；
[0187]先用热水洗，再用清水冲洗干净；
[0188](9)热处理
[0189]在180°C的氮气保护炉中烘烤lOmin。
[0190]对所制备的单面镀铜不锈钢带表面观察，发现表面光亮、无污点、无鼓泡、无划线等现象。
[0191]用粗超度测试仪对所制备的单面镀铜不锈钢带表面进行测试，结果显示其表面粗糙镀为Ra≤0.1 μ m。
[0192]用百格法对制备的单面镀铜不锈钢带进行测试，镀层无脱落。
[0193]制得的材料进行中性盐雾试验，24小时无锈点。
【权利要求】
1.一种宽幅不锈钢带单面镀铜的方法，其特征在于，将基底不锈钢带的预镀面除油后活化；在活化过的基底不锈钢带预镀面上先镀预镀镍，再镀暗镍，最后在设有多级滚动壁密封装置的电镀槽中镀铜，所述电镀槽在传动入口和出口处的两槽壁上分别密封安装了至少两根传动转辊；电镀时，在所述电镀槽中装有碱性无氰镀液，调节电流密度为2~8A/dm2，不锈钢带以预镀面朝向所述电镀槽槽底设置的电极，从两个平行的传动转辊之间密封传送，平行于槽底穿过镀槽，进行单面镀铜；将镀铜后的不锈钢带钝化、烘干后，即得； 其中，每升碱性无氰镀液中包括以下组分:硫酸铜40~80g ;氢氧化钾10~50g ;羧酸钾盐10~50g ;络合剂6~60g ;分散剂6~60g ;光亮剂0.8~8g。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的电流密度为2~6A/dm2。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的络合剂为酒石酸钾、缩二脲、丙三醇、羟基乙叉二膦酸或EDTA中的一种或几种和柠檬酸钾的复配物。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的络合剂中柠檬酸钾的质量百分数为25~50%ο
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的光亮剂为萘二磺酸、糖精、胱氨酸、乙酰硫脲或丙烯基硫脲中的一种或几种和硫代硫酸钠的复配物。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的光亮剂中硫代硫酸钠的质量百分数为16~50%。
7.如权利要求1 所述的方法，其特征在于，所述的分散剂为聚乙二醇、聚乙烯亚胺、聚二硫二乙烷磺酸钠中的一种或几种。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的碱性无氰镀液pH为8.0~10.0。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的镀铜温度为45~70°C，时间为I~20mino
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的活化是将基底不锈钢带先用2~20wt%的硫酸，在温度为15~35°C下，浸泡0.5~IOmin ;再用2~20wt%的盐酸，在15~35°C下，以基底不锈钢带作为阴极，惰性电极为阳极，在电流密度为0.1~5A/dm2下电解0.5 ~8min。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的预镀镍电镀条件为:电镀液:每升电镀液包括30~300g氯化镍和30~300mL的浓盐酸；pH ( 1，温度为15~35°C，阳极为纯镍块；在电流密度为0.5~5A/dm2下电镀0.5~8min。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的镀暗镍电镀条件为:电镀液:每升电镀液包括180~300g硫酸镍、15~50g氯化镍和15~50g硼酸；pH为2.8~4.8，温度为40~65°C，阳极为纯镍块；在电流密度为0.5~6A/dm2下电镀0.5~lOmin。
13.一种用于宽幅不锈钢带单面镀铜的电镀槽，其特征在于，在电镀槽的传动入口和出口处的两槽壁上分别密封安装了至少2根传动转辊。
14.如权利要求13所述的电镀槽，其特征在于，所述的传动转辊由橡胶轴套包裹金属轴芯构成。
15.如权利要求13所述的电镀槽，其特征在于，在电镀槽的传动入口和出口处的两槽壁上分别密封安装了 4根传动转辊。
【文档编号】C25D5/36GK103668374SQ201310704063
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】潘勇, 朱岭, 刘小铷, 尹业文, 向阳, 刘建洪 申请人:株洲永盛电池材料有限公司