电镀实用技术培训5419.docx
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1、电镀实用技术培训1 前言言我国经济济一直持续续高速增长长,世界制制造业与加加工业的中中心正在向向我国转移移,电镀技技术不仅仅仅在传统工工业中扮演演重要角色色;在高新新技术产业业,如现代代电子技术术,微电子子技术,通通讯技术及及产品制造造上发挥愈愈来愈大的的作用。我我国的电镀镀加工基地地主要集中中在广东的的珠江三角角洲地区(这这儿台商、日日商、港商商及我们自自己的企业业云集,据据不完全统统计达60000余家家。浙江的的温州地区区(23000多家)。两两地的电镀镀加工产值值分别为770亿人民民币和388亿人民币币。此外浙浙江沿海及及中部金华华,义乌永永康,江苏苏昆山、苏苏州、无锡锡,山东沿沿海及东
2、北北沿海,重重庆及周边边地区都有有不少电镀镀工厂。国国外电镀加加工订单及及自己产品品如灯饰、锁锁具、眼镜镜、打火机机、洁具、汽汽车、摩托托车配件、装装饰五金、电电器元件等等的出口,对对电镀工艺艺提出越来来越高的技技术要求,使使之形成了了一个“多商品大大市场”的经济格格局。因此此一个以提提高产品质质量为中心心、以节约约能源、原原材料、清清洁生产,服服务于大市市场与高新新技术为契契机,使我我国电镀技技术从不同同层面都得得到了长足足的进步,下下面分几个个主要方面面谈谈我国国电镀技术术的现状和和我们寄予予的殷切希希望。2 常用镀种种简况2.1 镀锌锌镀锌作为为钢铁的防防护性镀层层,在全国国应用量很很大
3、,约占占全部电镀镀零件面积积的1/33左右,1197019800年全国开开展轰轰烈烈烈的“无无氰电镀”研研究与应用用。上海轻轻工业研究究所及大庆庆电镀厂成成功地将苄苄叉丙酮作作主光亮剂剂应用于氯氯化物电镀镀;在碱性性锌酸盐体体系,武汉汉材保所及及国营长江江化工厂等等单位成功功地将DPPE添加剂剂、广州电电科所将DDE添加剂剂应用于工工业生产,都都有千余家家的业绩。对对我国无氰氰电镀的发发展都作过过历史性的的贡献。220年后的的今天,技技术进步很很快。在氯氯化钾镀锌锌方面,南南京汽车制制造厂是最最早研究并并应用高浊浊点阴离子子表面活性性剂的单位位之一,上上海永生助助剂厂一直直坚持高浊浊点表面活活
4、性HW和和高增溶OOM非离子子表面活性性剂的研究究和生产,武武汉风帆公公司开发了了系列的氯氯化钾镀锌锌光亮剂,有有的远销东东南亚市场场。在硫酸酸盐镀锌方方面,武汉汉风帆公司司不断技术术创新,已已获国家发发明专利证证书。四川川自贡精细细化工及河河北金日化化工开发并并生产系列列的高蚀点点具有良好好分散性的的非离子和和阴离子专专用表面活活性剂,为为一代、二二代氯化钾钾光亮镀锌锌的大面积积应用作出出了成绩。氯化钾镀锌主光亮剂有的用苄叉丙酮;有的用苄叉丙酮与磷氯苯甲醛联用;有的用芳香醛、酮的改性产物。在碱性锌酸盐镀锌与低氰镀锌光亮剂方面,现在已不是Lairder 441的天下,BASF十年前推出的镀锌中
5、间体仍在内地大量应用,但是我国大批公司均能制造IZME合成物,BPC 34、BPC 38、BPC 48均能工业生产,有的达年产数百吨之多。BASF提供的聚乙烯亚胺,常用的有G 20、G 35。目前用它衍生制造了不少改性的镀锌中间体。武汉强龙化工自己已能制造50% MW 1000,2000,3000等的国产聚乙烯亚胺,(江苏亦有工厂制造),打破了依赖BASF进口的局面,低氰镀锌光亮剂现在品种繁多,浙江台州,福建福州均有耐温达55C的低氰光亮剂生产(聚氨砜合成物就有此耐温性能);有的大公司引进美国、德国的产品来国内销售,性能并不比国产优秀的好。Atotech的Protolux2000是较新的锌酸盐
6、光亮剂,综合技术性能很好。德国一家著名公司的锌酸盐镀锌中间体性能很好,但那种特殊脂肪胺国内不能生产。镀锌光亮剂虽然市场大,但制造商的利润空间很小,研究开发的人较少,有许多综合性能很好的光亮剂限于经济原因未投放市场。镀锌的耐蚀性主要靠后处理钝化工艺来保证。武汉材保电镀技术生产力促进中心(以下简称材保所)生产了系列镀锌钝化剂。如:镀锌低铬高耐蚀蓝白钝化剂ZG-203系列产品,钝化溶液中六价铬含量低于0.5克/升,且不使用氟化物,在常规条件下钝化,钝化膜外观为光亮的蓝白色,钝化后经过特殊封闭处理,在中性盐雾加速腐蚀实验中,出白锈时间超过100小时。ZG-205系列三价铬彩色钝化剂,溶液中不含六价铬或
7、其他氧化剂,常温下进行钝化,钝化膜外观为鲜艳的五彩色,镀层厚度在10微米以上的挂镀件钝化后不进行封闭处理,可通过200小时的中性盐雾加速腐蚀试验而不出白锈,如果进行封闭处理,其耐蚀性可进一步提高。2 常用用镀种简况况2.2 镀铜镀铜也也是一个大大镀种,目目前国内应应用的主要要工艺是碱碱性光亮铜铜、焦磷酸酸光亮铜和和酸性光亮亮铜。前两两者多用作作钢铁制品品和锌压铸铸件的底镀镀层;后者者用作高装装饰性电镀镀的中间厚厚镀层,由由于它光亮亮、整平性性能好,加加之镀层价价格较低,不不仅用量大大,而且极极为普遍。近十年来我国酸性光亮铜工艺一直为日本的大和210占去很大份额,由于它低DK区整平光亮度很好,又
8、稳定。所以在广东的珠江三角洲地区,浙江的温州、宁波、义乌、江苏的苏州、昆山一带应用十分普遍。其次是Atotech的510工艺。但是我国电镀工作者秦宝兴等人于八十年代初期开发的“宽温度M、N酸性光亮铜工艺”在国内,乃至广东省仍有很大的市场。早期以浙江黄光化学厂为代表制造了许多酸铜中间体如:SP、M、N、TPS等S这些化合物,有共同的SS,CS ,美国的PMC公司几年前进入我国市场并非提供多种酸铜中间体,德国的Dillenberg公司亦有许多酸铜中间体,甚至开发了无染料的酸性铜工艺。实践证明,日本大和的210,Atotech的510是电镀工厂公认的好品牌,今年日本著名的EBARAUdylite公司
9、,凭借雄厚的技术实力、品质上乘的多种产品,进入我国,由上海诺博化工有限公司总代理的CUBRITE UP33(4)4倍酸铜浓缩,光亮剂系该公司第九代产品。半年来在江、浙已发展了50多家工厂应用,普遍认为铜层整平性很高,无针孔、麻点。当前许多研究者为了解决生产中出现的针孔、小麻渣问题;解决整平性、光亮度进一步向更低DK的延伸,寻求国内外更新的染料及其复配技术。开发单体性能更为优秀的酸性光亮铜中间体,这些学者、企业家均在为同一目标:打造民族品牌而战。目前在上海、广东、武汉均取得新的进展,深信不久会赶上甚至超过现在210的技术水平。碱性氰化光亮铜开发研究者较少,M&T 2号氰化光亮铜或类似配方和工艺的
10、国产光亮剂用得较多。武汉材保所有开发应用近10年的BC98(老型号BC93),由于它低DK亮度好、镀层韧性极佳,深受用户欢迎。2.3 镀镍最近的十几年间,我国的光亮镀镍工艺、高装饰重防护的多层镍铬工艺、黑镍、沙面镍、深孔镍的开发与应用迅猛发展,是电镀行业中的热门话题。十分重要的一个原因是我国摩托车、汽车及其他制造业飞速发展,全国约1600多万辆摩托车生产,汽车铝轮毂的电镀加工不仅推动了光亮镀镍工艺的发展,同时也促进了多层镍铬体系的工业化应用,仅广东省年消耗金属镍阳极达8000余吨。BASF在十余年前推出十余种镀镍中间体。成功地占领了镀镍光亮剂市场,与此同时,国际镍公司INCO推出高品质的多种镍
11、阳极和镍盐,这些都大大加速了我国光亮镀镍工艺与多层镀镍工艺的发展,其他的国外品牌如美国的PMC公司推出部分Ni,Cu,Zn光亮剂中间体,天津的天海公司引进印度的系列镀Ni中间体,德国Dillenberg 公司亦有中间体与光亮剂在国内销售。国际著名的Atotech 、OMI、 Canning以及我国深圳华美公司,深圳天泽公司的镀镍光亮剂行销全国,广泛应用。我国的镀镍光亮剂由上海轻工业研究所,上海轻工业专科学校,上海长征电镀厂,武汉材保所,广州电器科学研究所研究较早,著名的791、BE、871都是二十年前的著名品牌。武汉材保所、广州电器科学研究所、上海长征电镀厂还在多层镍铬组合镀层方面作了十余年研
12、究应用。这里特别要提到的是武汉材保所积近四十年开发研究涂层测厚的理论与实践,供给客户系列化的step多层镍层间电位差测量装置,促进了我国多层镀镍工艺的工业应用。他们最近研制的DJHG 3000型电解式测厚仪,采用Windows XP操作系统,全新数字化测量平台,大型LCD动态显示测量过程与结果。还对测量结果储存;统计分析及打印报告能精确测量多种金属与非金属基体上的单金属、合金、复合镀层以及多层镍和层间电位差,分辩率达0.01m;最新开发的ZD-B智能电解测厚仪除了包罗镀层厚度,层间电位差的测量与记录之外,还可以测量电极过程的动态极化曲线,非常适用于大企业,高校和科研单位应用。武汉风帆表面工程有
13、限公司,率先工业制造丙烷磺内酯,实现镀镍光亮剂重要中间体PPS的工业化生产销,打破了外国公司的垄断和PPS依赖进口的局面,并出口东南亚和北美,同时为酸性铜光亮剂的新中间体研制奠定了基础。该公司工业化生产镀镍光亮剂中间体20余种。2.3 镀镀镍广东达达志化工有有限公司,利利用自己的的区位优势势,在镀镍镍光亮剂中中间体研发发上做了不不少工作,特特别是镀镍镍中间体结结构特点与与性能的关关系。为适适应市场对对普通光亮亮镍、高整整平镍、高高光亮镍、乌乌光亮镍、高高走位白亮亮镍的需求求,共推出出32个镀镀镍光亮剂剂中间体,化化学名称与与代号如表表:常用镀镍中中间体性能能分类商品名称化学成份用 途添加 量(
14、mg/ll)消耗量(gg/KAHH)BOZ1,4丁炔炔二醇镍长效光亮亮剂100220012BMP丙氧化丁炔炔二醇镍长效光亮亮剂2015508BEO乙氧化丁炔炔二醇镍长效光亮亮剂2010005HBE4-羟基-2-丁炔炔基-2-羟烷基醚醚镍长效光亮亮剂2010006PA丙炔醇镍整平剂、光光亮剂102008PAP丙氧化丙炔炔醇镍整平剂、光光亮剂103006PME乙氧化丙炔炔醇镍整平剂、光光亮剂103004PHE2-丙炔基基 2-羟烷基醚醚镍整平剂、光光亮剂103005POPS磺基丙炔醚醚钠盐镍整平剂、光光亮剂1050010POG甘油单丙炔炔醚镍整平剂、光光亮剂5305DEP1-二乙胺胺基丙-22-炔
15、镍整平剂、光光亮剂1101.5PDA丙炔基二乙乙胺甲酸盐盐镍整平剂、光光亮剂2203PS丙炔磺酸钠钠镍走位剂、抗抗杂剂10100012ALO3炔醇基磺酸酸钠盐镍走位剂、抗抗杂剂10100012ALS丙烯基磺酸酸钠镍走位剂、辅辅光剂100050000120SPS羰基化合物物磺酸钠盐盐镍走位剂、辅辅光剂5002250060QS烷醇基羧酸酸化合物镍辅助剂102005UAS不饱和烷基基磺酸钠镍走位、辅辅光剂3003300040BBI二苯磺酰亚亚胺镍柔软剂、抗抗杂剂1001100015ATPN羧乙基异硫硫脲内盐镍走位剂、抗抗杂剂1101US羧丙基异硫硫脲内盐镍走位剂、抗抗杂剂102003PN烷醇基磺酸酸
16、钠盐镍走位剂、抗抗杂剂50500030BAS苯亚磺酸钠钠镍走位剂、抗抗杂剂20100030IUP3-异硫脲脲基丙酸盐盐酸盐镍走位剂、抗抗杂剂2202SSO3羟烷基磺酸酸钠盐镍走位剂、抗抗杂剂2202PPS-OOH吡啶-2-羟基丙磺磺酸内盐镍整平剂50500030PPS1-(3-磺丙基)吡吡啶内盐镍整平剂20200010DC-EHHS2-乙基已已基硫酸钠钠镍低泡润湿湿剂5025502A-BP磺基丁二酸酸酯钠盐镍低泡润湿湿剂2001100010A-MP磺基丁二酸酸二乙酯钠钠盐镍低泡润湿湿剂2020002A-YP磺基丁二酸酸二戊酯钠钠盐镍低泡润湿湿剂2020002DRO聚氧乙烯烷烷基酚醚硫硫酸钠盐镍
17、高泡润湿湿剂200440010深圳的吉鸿鸿昌化工也也是一个在在镀镍光亮亮剂及其中中间体制造造上很有技技术实力的的单位,镀镀镍中间体体亦有近廾廾种,供给给国内、外外客户。地地处河北的的金日化工工有限公司司是一个依依托天津技技术力量生生产电镀特特种助剂而而著称的企企业,它为为第一代、第第二代氯化化钾镀锌提提供了大量量载体,最最近引进意意大利气相相反应装置置,生产镍镍光亮剂中中用量较大大的BEOO、BMPP等,毫无无疑问,这这对提高镀镀镍中间体体的品质会会大有好处处。几个公公司的实例例足以看出出我国电镀镀光亮剂、中中间体制造造技术的长长足进步。但但是我们还还要清醒地地看到,德德国、美国国化工原材材料
18、品质好好,制造、控控制设备先先进,检测测分析手段段齐全。在在Ni,CCu,Znn中间体工工业化过程程中一系列列的分离,提提纯技术有有待我们去去攻克。拥拥有1000位博士研研发的BAASF公司司,决不是是我国一般般企业的技技术,设备备水平所能能竞争得了了的。但是是各发挥其其长、避其其短,在激激烈的市场场竞争中都都会找到正正确的自身身的定位。2.4 镀镀铬装饰性性镀铬是镀镀铬的主体体,其次是是硬铬、微微孔铬和黑黑铬。为了了减少六价价铬对环境境的污染,除除部分工厂厂使用进口口镀铬添加加剂以外,多多数工厂均均使用国产产稀土镀铬铬添加剂,有有效地提高高了镀铬层层的光亮度度和覆盖能能力,并可可在较低的的阴
19、极电流流密度(5515AA/dm22)和温度度(2535)下下生产。既既减少了环环境污染又又降低了生生产成本。为为了提高镀镀铬的电流流效率,AAtoteech在国国内推广应应用HEEEF25工工艺在重庆庆及周边地地区市场较较大。值得得提出的山山西天星科科技有限公公司最新推推出CH镀镀铬添加剂剂硬铬工艺艺,上海永永生助剂厂厂亦推出了了3HC-25高效效镀铬添加加剂。这些些均应是类类似HEEEF25的的第三代镀镀铬添加剂剂。它们的的共同特点点是:阴极极电流效率率高达22227%,不含FF,不腐蚀蚀基体;覆覆盖能力强强,HV亦亦高达10000以上上,既可用用于镀硬铬铬亦可用于于镀微裂纹纹铬,配合合双
20、层或叁叁层镍工艺艺,用于汽汽车或摩托托车减震器器的电镀,已已开始在机机械行业获获得应用。广广东达志化化工一直在在推广ABB铬(即一一种自调整整傻瓜型的的镀铬),用用户反应尚尚好。为了了防止铬雾雾对人体的的毒害和对对环境的严严重污染很很多镀铬工工厂采用FF53、FFC-800合F铬雾雾抑制剂。武武汉德孚化化工是一个个专门生产产含F或半半F化合物物的F产品品公司,也也有很多适适用于电镀镀的含F表表面活性剂剂。为了消消除Cr66+的毒害害,电镀工工作者从工工艺改革着着手(推广广代铬镀层层三价铬镀镀铬),近近年来广东东许多工厂厂悄悄兴起起三价铬镀镀铬。这里里不妨用大大一点的篇篇幅介绍给给同仁们。三价铬
21、镀铬工艺铬具有优良的装饰性和功能性。然而,六价铬危害巨大。世界卫生组织、欧洲和美国等越来越密切关注六价铬的危害,不断降低六价铬废水的排放标准。从1997年起,欧洲和北美规定六价铬在空气中的最大含量为0.001mg/m3,电镀废水中六价铬每月日平均含量小于1.71mg/L。各国研究者也纷纷指出,研究和发展代六价铬电镀的工艺或镀层热在必行。三价铬电镀作为最重要、最直接有效的代六价铬电镀工艺,无论从工艺性能或环境保护上都比六价铬电镀具有无可比拟的优越性,研究其从装饰性和功能性上取肛六价铬电镀已是刻不容缓。尽管对三价铬研究从没停止过,但直到七十年代才取得突破性进展,成功推出三价铬电镀的产品和工艺。真正
22、意义上获得生产应用的是1974年Albright&Wilson公司推出的Alecra-3工艺和稍后改进型的Alecra-3000工艺。该工艺以甲酸盐作络合剂,配合其它成份,如主铬盐、导电盐、润湿剂等,在适当的工艺条件下可以获得3m以下的三价铬镀层,镀层耐蚀性、硬度不差于六铬镀层。七十年代OMI公司对甲酸盐体系三价铬镀铬时如何增加走位能力、消除金属杂质离子的干扰,如何抑制镀液中的六价铬的生成申请了一系列的专利。与此同时,该公司还提出使用铁氧体阳极与石墨阳极配合可抑制Cr3+在阳极氧化成Cr6+。而此前的研究者均采用石墨作阳极,Cr3+在阳极氧化成Cr6+难以避免,从而限制三价铬镀液长期稳定的使用
23、。IBM公司则选择了不同的体系进行三价铬电镀的研究。该公司以高氯酸盐作主盐,硫氰酸盐作络合剂开始研究,之后又对以硫酸铬或氯化铬作主盐,硫氰酸盐为主络合剂,氨基酸为辅络合剂,主盐浓度甚至可低达0.03mol/L的三价铬电镀体系进行了研究。同时,该公司还推出了全硫酸盐体系的双槽电镀工艺,利用离子渗透性薄膜分开电解液为阴极室和阳极室,阳极液为三价铬镀液,阳极液为硫酸或硫酸盐。双槽电镀方法既可以避免有害气体(如卤气)的析出,又可以杜绝Cr3+在阳极氧化成为Cr6+,同时还为阳极材料的选择提供了方便。若添加含S化合物于上述电解液中,则可增加沉积速度,控制镀取不同厚度的镀层。进入八十年代以后,Atotec
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