一般前处理过程为,研磨预备洗净水洗电解脱酯水洗酸浸及活性化水中和水洗电镀。
1.1 前处理的目的
前处理的目的是为了得到良好的镀层,由于镀件在制造、加工搬运、保存期间会有油酯、氧化物锈皮、氢氧化物、灰尘等污物附着于镀件表面上,若不去除这些污物而进行电镀将得不到良好的镀层。镀• 件品质,前处理占很重要的地位。
1.2 前处理不良所造成之镀层缺陷
前处理不良所造成之镀层缺陷,有下列几项:(1)剥离, (2)气胀,(3)污点,(4)光泽不均,(5)凹凸不平,(7)小孔 (8)降低耐蚀性,(9)脆化。电镀之不良,前处理占很大的原因。
1.3 污物的种类
污物的种类,可分为有机物及无机物。有机物污物主要是动物性油酯,植物性油酯及矿物性油酯,无机物污物是金属氧化物、盐类、尘埃、及砂土。另外由有机物和无机物污物之物如研磨屑、研磨材料。动物性及植物性油酯可被化缄剂皂去除。矿物性油污无法被缄剂皂去除需用三菉乙烯、汽油、石油溶剂乳化剂等去除。无机物污物可被酸或缄溶解,利用酸、缄浸渍、化学或电解方法去除及机械研磨方法去除。无机、有机混合污物,去除较困难,除了利用化学方法,亦须用电解,机械研磨等方法联合应用去除。
1.4 电镀前处理去除的典型污物
(1) 润滑油 (6) 淬火残留物
(2) 切削油 (7) 热处理盐
(3) 研磨油 (8) 热处理盐
(4) 热斑 (9) 污迹
(5) 锈及腐蚀物 (10) 油漆及油墨
1.5 表面清洁测定
表面清洁度测定,在工场最实用的方法是用水冲(water-beaktest),检查表面水是否均匀润湿,如果是均匀润湿则为清洁表面,反之则不清洁。其它方法有,Nielson method,Atomizer test,Fluoresent method,weight of residual soil,wip-ing method,residual patlern method 及 Radioisotopetracer technique。
1.6 选择清洁方法及清洁材料之影响因素
其影响因素有:
(1) 被清洁表面之特性 (9) 清洁剂的温度
(2) 被去除污物之特性 (10)应用时间
(3) 清洁要求程度 (11)经验
(4)应用的方法 (12)搅拌次数
(5) 水质 (13)污染的程度
(6) 手续、另件、设备人员的安全 (14)下一步处理
(7) 成本 (15)废物之处理
(8) 清洁剂的浓度
4 镀铬之影响因素
(l) CrO3浓度与导电度关系
(2) 温度兴导电度之关系
(3) CrO3浓度与电流效率之关系
(4) 硫酸浓度之影响:浓度低时,低电流密度下电流效率高,反之电流效率低‥
(5) 三价铬的影响
1. 三价铬很少时,沉积速率减媛。
2. 三价铬很高时,镀层变暗。
3. 三价铬增加,则导电度降低,需较大电压
4. 三价铬愈多,光泽范围愈小。
(6) 电流密度及温度的影向
1. 镀浴温度升高,电流效率降低。
2. 电流密度愈高,电流效率愈高。
3. 高电流密度,低温则镀层灰暗,硬度高脆性大,结晶粗大‥
4. 高温而低电流密度,镀层硬度小,呈乳白色,延性好,无网状裂纹,结晶细致,适合装饰性的镀件。
5. 中等温度及中等电流密度,镀层硬度高,有密集的网状裂纹,光亮硬质铬镀层。
(7)杂质的影响
1. 铁杂质,电解液不稳定,光泽镀层范围缩小,导电性变差,电压须增高,去除铁杂质比三价铬还困难,要尽量防止铁污染,不要超过10g/l
2. 铜、锌杂质,含量低时,对镀层影向不大,铜最好不要大于3g/l
3. 硝酸,是镀铬最有害的杂质,镀浴须严禁带入硝酸污染‥
(8) 阳极及电流分布之影响
1. 阳极较大,电流分布较不均匀使镀层厚度不均勺‥
2. 阳极面积大,三价铬形成较多。
3.复杂镀件,阳极宜用象形电极或辅助电极,使电流分布均匀。
4.阳极的铅易氧化,形成黑色的氧化铅及黄色的过氧化铅。过氧化铅 导电性不良,应立刻除去。
5.电流因尖端及边缘效应,造成镀层厚度不均,可采用绝缘物遮盖尖 端或边缘。
5 镀铬之挂架(Rack)
镀铬其镀浴均一性极差,电流效率很低,须使用较高电流密度,所以挂架之设计要求对镀铬品质影响很大。其设计要点如下
(1) 安定不溶解。
(2) 导电顺利不发熟,需足够截面积。
(3) 与镀件接触良好。
(4) 结构以焊接方式,导电钩要弯成直角
(5) 非电镀部份要用绝缘物覆盖,以减少电流消耗。
(6) 结构要简单、易制造、轻便。
(7) 镀件放置位置要使气体自由逸出容易。
(8) 应用辅助电极、双极电极。
(9) 依镀件的形状、尺寸、数量及镀层用途等因素决定挂架之设计。
9.7 银及银合金之酸浸溶液配方
Nitric acid 66 vol %
Temperature room to 160 F
Sulfuric acid 78 vol %
Nitric acid 22 vol %
Temperature room
Sodium cyanide 3 ~ 4 oz / gal
Sodium carbonate 1 ~ 2 oz / gal
Sodium aluminum sulfate 6 oz / gal
Sodium potassium tattrate 6 oz / gal
Temperature 180 ~ 210 F
也可用4~6 Volt阴极处理30秒至1分钟于室温下电解。
9.8 锌及锌合金之酸浸溶液配方
Chromic acid 30 ~ 40 oz / gal
Sodium sulfate 2 ~ 4 oz / gal
Temperature room
Time 5 ~ 30 sec
若水洗后有黄色膜则用1% 硫酸浸泡脱色。
Chromic acid 30 ~ 40 oz / gal
Hydrochloride 12 oz / gal
Temperature room
Time 1 min
水洗完后再用40 oz/gal 铬酸水溶液浸泡。
9.9 镍及钴合金之酸浸溶液配方
(1) AISI 661 , 670 , 680 , 688 合金 :
Hydrofluoric acid 48 ~ 58 oz / gal
Nitric acid 7 ~ 10 oz gal
Temperature room
Sodium hydric 1 ~ 2 wt %
Sodium hydroxide 98 ~ 99 wt %
Temperature 680 ~ 720 F
(2) 纯 镍
Hydrochloride acid 50 ~ 75 vol %
Temperature room
(3) 出光 ( bright dipping )
Sulfuric acid 5 vol %
Ferric sulfate 24 oz / gal
Temperature 180 F
Hydrochloride acid 25 vol %
Ferric sulfate 13 oz / gal
Temperature 160 ~ 180 F
9.10 钢铁酸浸溶液配方
商业抑制剂 ( commercial inhibitors ) , 氨类 ( amines ) 及硝酸盐 ( nitrates ) 通常用来防止过度浸蚀 ( overetching ) 及针孔 ( pitting )。其配方有 :
Hydrochloric acid 55 vol %
Inhibitor ( optional ) 需要量
Temperature room
Time 1/2 ~ 1 min
可溶解含 Fe 至 5 oz / gal;Cu 0.5 oz / gal 最多。
Sulfuric acid 25 vol %
Inhibitor ( optional ) as required
Temperature room
Time upto 10 min
槽及加热管需用铅被覆 ( lead - lined )。
(3) 钢 400 系列及pH 钢除锈配方有:
Ferric sulfate anhydrous 8.5 ~ 13.5 oz / gal
Hydrofluoric acid 1.5 ~ 2.5 oz / gal
Temperature 125 ~ 135 F
Time 1 ~ 5 min
Sodium chloride 2 ~ 4 oz / gal
Sulfuric acid 12 ~ 27 oz / gal
Temperature 160 ~ 180 F
Time min
Sulfuric acid 2 ~ 3 oz / gal
Potassium nitrate 2 ~ 3 oz / gal
Temperature 160 F
Time 5 ~15 min
松脱锈垢 ( loosen heavy )
Potassium permanganate 8 ~ 12 oz / gal
Sodium hydroxide 8 ~ 12 oz / gal
Temperature 160 F to 沸点
Time 30 min
此溶液处理后需再用溶液(1)或(2)除锈。
(4) 铸铁除锈配方 :
Sulfuric acid 10 ~ 15 oz / gal
或 25 ~ 30 oz / gal
Nitric acid 4 ~ 5 oz / gal
Hydrofluoric 12 ~ 15 oz / gal
(5) 出光 ( bright dips ) 配方有 :
Citric acid 10 ~ 12 oz / gal
ammonia pH 65 ~ 7
Oxalic acid 1 ~ 2 oz / gal
Hydrogen 0.5 oz / gal
Sulfate as brightener 微量
高电流密度电解拋光。
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