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怎么改善滚镀铜的均匀性
- 2018-11-26-

  在生产中经常可以发现,滚镀件的镀层均匀性即零件高区与低区的镀层厚度不同较大,比方滚镀某针状或片状零件,高区镀层厚度9~10um,而低区或许只有4~5um。尽管挂镀受金属效应的影响镀层均匀性也会有不同,但不会像滚镀铜这么悬殊,为什么呢?依据法拉第定律,阴极所堆积金属的量与经过的电流成正比。这样的话,假如不考虑电流效率的影响,阴极不同部位所堆积金属量的多少,决定于各部位所经过电流的巨细。某部位经过的电流大,堆积的金属就多,镀层就厚,反之镀层就薄。因此,阴极外表不同部位镀层的厚薄即镀层均匀性,决定于各部位所经过电流的量,即电流在阴极外表的散布是否均匀。影响电流在阴极外表散布的要素可用下式表述。

  滚镀的镀层均匀性比挂镀差,则说滚镀溶液的涣散才能比挂镀差,则相应深镀才能也较差,所以我们经常可以见到滚镀件不只高低区镀层厚度不同较大,深凹部位(特别深孔、盲孔等部位)也不容易镀覆。那么,怎么改进这种情况呢?

1、影响电流在阴极上散布的要素

  从以上分析可知,只要使电流在阴极上散布变得均匀(即I1/l2→1),就可使镀层在零件上散布变得均匀。依据式(1),影响电流在阴极上散布的要素有△l、△φ/△l、l1、ρ,则改动这几个要素就可改动电流在阴极上的散布,则可改动镀层在零件上的散布。

(1)△l——远阴极、近阴极与阳极间间隔之差

  依据式(1),使△l→0,即便远阴极、近阴极与阳极间间隔趋于持平,可使I1/l2→1,即电流在阴极上散布变得均匀。比方,挂镀经常选用的象形阳极、辅助阴极等就是比较有效的使△l→0、电流散布变得均匀的办法。但明显滚镀由于设备的原因,在改动△l以改动电流散布方面是无能为力的,所以此刻此要素不做考虑。

(2)△φ/△l——阴极极化度

  依据式(1),使△φ/△l增大,即增大阴极极化度,可使l1/l2→1,即电流在阴极上散布变得均匀。阴极极化度是指阴极极化随电流的增大而改动的程度。阴极极化度受络合物、添加剂等要素的影响较大。一般,络合物镀液(如氰化镀液)的阴极极化度较大,则涣散才能也较好。但对于滚镀广泛运用的简略盐镀液或弱络合物镀液(如滚镀酸锌、滚镀亮镍、滚镀焦铜等),则主要靠添加剂增大其阴极极化度(某些辅助络合剂也有必定效果),因此挑选一款能明显改进镀液涣散功能的优质添加剂,是(从溶液视点)改进滚镀镀层均匀性的关键所在。别的,关于滚镀深镀才能较差的问题,由于滚镀运用的电流密度相对较小,则零件深凹处电流密度更小,所以有必要运用添加剂使镀层在电流密度较小或极小的情况下堆积,以提高其深镀才能。目前这种添加剂是存在的,比方深孔镀镍的深镀剂、某滚镀工艺所谓的走位剂等,但其效果机理目前人们尚缺少知道,不能像用极化度解说涣散才能相同对其作出明确的解说。

(3)l1——阴极上某点与阳极之间的间隔

  依据式(1),使l1增大,即相当于增大阴极与阳极之间的间隔,可使I1/l2→1,即电流在阴极上散布变得均匀。滚镀出产中,这种做法(即别离增大双面阳极与滚筒之间的间隔)不断有人选用,其改进滚镀件镀层均匀性的效果不得而知,但由于阴阳极间间隔增大,则滚镀的内阻增大,因此需求施加较高的槽电压。这样的话,一方面耗电添加,溶液温升加速,这使滚镀本来槽电压高的缺点雪上加霜。另一方面需求装备较高输出电压的电镀电源,如原来装备12V或15V电镀电源即可,现在则或许需求装备18V或24V电镀电源(依据阴阳极间间隔增大的程度而定),如此加大设备投入是有必要的。所以,这种做法不敢说得不偿失,但至少是“杀敌一千,自损八百”,或顾此而失彼,划算与否自己衡量。其实,正规厂家的滚镀设备多统筹了阴阳极间间隔与阴极电流散布和槽电压的关系,不要故意改动它,乃至提出滚筒与阳极间间隔增大一倍的夸张要求。

(4)ρ——镀液的电阻率

  依据式(1),使ρ减小,即减小镀液的电阻率,可使l1/l2→1,即电流在阴极上散布变得均匀。减小镀液电阻率就是添加导电性,添加镀液导电性首要想到的或许是添加或添加导电盐。但其实很多情况下镀液中导电盐的添加是没有空间或空间很小的,比方,氯化钾滚镀锌的导电盐氯化钾,220~230g/L的含量已几乎是上限,再添加不只导电性增大不明显,溶解度、镀液浊点等都会发生相应问题;滚镀镍的氯化钠(或氯化镍)主要起阳极去极化剂的效果,别的也起必定的导电盐效果,但其含量20g/L已几乎是上限,再添加不只对导电性无益,阳极溶解也或许加重。而别的参加硫酸镁、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵等导电盐,或许会发生一系列问题,得不偿失。所以,从下降镀液电阻率的视点改进滚镀阴极电流散布,一般不从溶液导电盐方面来考虑,而主要是考虑改进滚筒的关闭结构。

  文中一开始就分析,滚镀的镀层均匀性之所以比挂镀差,关键原因在于滚镀运用了关闭结构的滚筒,滚筒内溶液浓度较低,电阻率较大,则电流在阴极散布的均匀性较差。所以,改进滚筒的关闭结构,使滚筒内溶液的电阻率减小,才是改进滚镀电流散布和镀层均匀性的有力办法。改进滚筒的关闭结构,可以依据不同的情况,从改进滚筒开孔(滚筒开方孔、网孔、槽孔、打开滚筒等)、向滚筒内循环喷流、选用振动电镀等多个视点考虑。同时,改进滚筒的关闭结构后,滚镀的其他结构缺点(指滚筒的关闭结构带来的滚镀的缺点)也得到改进,比方镀层堆积速度加速、槽电压下降、溶液温升减缓等。

(5)阳极安置的要素

  滚镀的阳极安置不合理(如阳极过窄、过短等)也会影响电流在阴极镀件上的散布。一般,阳极挂篮或板应别离宽出滚筒两端不少于5公分,长出滚筒底部不少于10公分,如长度能弯曲延伸至滚筒底部并将其全面包封,则更利于电流在镀件外表的散布,但会添加挂篮或阳极资料的初次投入本钱。

(6)外加电流的要素

  外加电流若选用周期换向(脉冲)电流,电镀(或滚镀)时阴极电镀和阳极电解两种反响交叉进行,且阴极上镀层较厚的当地电解反响也更激烈,镀层较薄的当地电解反响相对平缓,如此,周期性的反向(脉冲)电流使电镀时的金属效应大大削弱,因此减小了阴极上高低区的镀层厚度不同,镀层的厚度散布得到极大改进。别的,反向(脉冲)电流的效果使阴极区金属离子浓度可以愈加速速地得到回复,阴极区溶液的导电性大大加强,依据式(1),则电流在阴极的散布愈加均匀,镀层厚度散布愈加均匀。



 



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