电镀工艺办法说明

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1、电镀工艺说明 1 电镀工艺及产物分析 1.1 镀前处理 1.1.1 镀前处理典型工艺 （1）主要目的 清洁或修正镀件表面，表面做到无氧化皮、无锈、无渍、无油污，能完全被 水润湿，不挂水珠 （2）处理方式 机械清理：机械清理：磨光、抛光、喷砂、滚光和刷光等。除去工件表面的毛刺、氧化 皮、焊渣和焊瘤等表面宏观缺陷。 脱脂：脱脂：括溶剂除油、化学除油、电化学除油和超声波除油等 浸蚀：浸蚀：分为化学浸蚀和电化学浸蚀两大类。用于去除氧化皮和锈蚀物。浸蚀 直接影响镀层的质量，并且在浸蚀之前必须除油。 1.1.2 特定基材的镀前处理 1.1.2.1 不锈钢 基材特点：是由铁、镍、铬、钛等成分组成。表面容易生

2、成附着牢固的钝化 膜，此膜除去后又会在新鲜表面迅速形成。除油和浸蚀外，通常还需要活化预处 理。采取阴极活化法、浸渍活化法和镀锌活化法等。 阴极活化法：酸性溶液中，阴极聚集氢离子，产生氢原子。过程中将阴极工 件还原。 1.1.2.2 锌合金 锌铝合金为例：锌和铝均既溶于酸也溶于碱。 锌合金压铸件表面往往有粗糙不平、冷纹、毛刺、分模线、飞边和缩孔等表 面缺陷，并且表层是致密层，内部是疏松多孔结构。 必须进行机械清理、 磨光和抛光。 经磨光、 抛光后， 必须对表面的大量油污、 抛光膏等进行预清洗。 经预除油后，应再进行电化学除油。 除油后，表面会有一层极薄的氧化膜。为彻底清除此氧化膜，通常选用氢氟

3、酸浸渍活化或采用氟硼酸腐蚀活化处理。 为防止发生置换反应，影响镀层结合力，锌合金压铸件目前通常进行氰化预 镀铜。 1.1.2.3 铝及铝合金 铝及铝合金对氧具有高度亲和力，极易生成氧化膜。并且氧化膜一经除去又 会在极短时间里产生一层新氧化膜，严重影响镀层结合力。 铝浸入电镀液时易与具有较正电位的金属离子发生置换，影响镀层结合力。 铝是两性金属，在酸性和碱性镀液中都不稳定。 铝合金压铸件有砂眼、气孔，会残留镀液和氢气，容易鼓泡，会降低镀层和 基体金属间的结合力等。 因此，除了常规的除油、浸蚀、出光外，还需再制取一层过渡金属层或能导 电的多孔性化学膜层。常用先化学浸锌，然后再电镀其他金属；或先进行

4、阳极氧 化处理，再电镀其它金属。 1.1.2.4 塑胶材料 塑胶材料表面需要金属化处理。常用方法有喷涂导电胶、真空蒸镀金属层、 化学镀和化学喷镀等。 1.1.3 镀前处理产污分析 机械法前处理：生含硅金属、布毛等粉尘。滚光工序将有磨料粉末和金属粉 末随水洗而带出。 除油工序：除油槽液有一定的寿命，达一定程度必须进行更新。产生含有机 溶剂、残碱液、乳化液和油脂皂化液等酸碱废水。除油液中含大量有机溶剂、残 碱液、乳化液和油脂皂化液等，是电镀废水COD的主要来源。 浸蚀：工序产生大量的酸性废水和酸性废气 1.2 电镀典型镀种 1.2.1 镀锌 1.2.1.1 镀锌工艺 质可分为氰化物镀锌和无氰化物镀

5、锌两类。 前氰化物镀锌已被列为淘汰工艺， 仅有少数军工、航天航空等特殊要求的产品仍在使用。无氰化物镀锌工艺有碱性 锌酸盐镀锌、硫酸盐镀锌和钾盐镀锌等。 典型镀锌工艺流程： 1.2.1.2 产污分析 废水：来源于镀锌后的镀件清洗、过滤机清洗和极板清洗等工序。 酸性废气：酸性废气（酸雾）和碱性废气（碱雾）来自于镀锌槽。 电镀废液：主要有老化报废的电镀液、镀槽排出的残液和镀液过滤产生的废 渣等于危险废物，废物类别为HW17。 1.2.2 镀铜 1.2.2.1 镀铜工艺 镀铜工艺主要有碱性氰化物镀铜、无氰碱性镀铜、硫酸盐镀铜和焦磷酸盐镀 铜等。近年来氨基磺酸镀铜、有机胺镀铜、柠檬酸盐-酒石酸盐镀铜和H

6、EDP镀铜 等工艺也有所发展。 含氰化物预镀典型工艺流程 不含氰化物预镀典型工艺流程 （1）氰化物镀铜 氰化镀铜镀液主要组成是：主盐-氰化亚铜（铜含量5.785.2g/L），络合剂- 游离氰化物（实际生产中要控制铜和游离氰化物的比例，不同配方比例不同）， 阳极去极化剂-酒石酸盐（1060g/L）及硫氰酸盐（820g/L），光亮剂等。 （2）酸性镀铜 酸性镀铜是采用硫酸盐镀铜液为基础成分， 在其中加入有机组合的光亮剂和 添加剂的电镀工艺，镀液主要组成有：主盐-硫酸铜（150220g/L），硫酸 （40120g/L），光亮剂等。 （3）焦磷酸盐镀铜 焦磷酸盐镀铜工艺是采用焦磷酸盐镀铜液替代氰化物镀

7、液的一种无氰工艺， 其镀液的主要组成有：主盐-焦磷酸铜（一般镀铜液铜含量2025g/L，光亮镀铜 液铜含量2535g/L），络合剂-焦磷酸钾（一般焦磷酸根与金属铜之比控制在 7/18.5/1 之间），柠檬酸盐（1015g/L），酒石酸盐（1070g/L），添加剂等。 （4）HEDP 镀铜 HEDP 镀铜是采用有机膦酸类络合剂 HEDP 作为铜的络合剂的一种无氰 工艺。 镀液主要组成为铜盐（铜含量812g/L）、HEDP（100%）（80130g/L）， 导电盐-碳酸钾（4060g/L），添加剂等。 （5）柠檬酸-酒石酸盐镀铜 柠檬酸-酒石酸盐镀铜是采用柠檬酸-酒石酸盐体系镀液的无氰工艺。其镀液

8、 主要组成是： 碱式碳酸铜 （5560g/L） 、 柠檬酸 （250280g/L） 、 酒石酸钾 （3035g/L） ， 添加剂等。 （6）化学镀铜 化学镀铜是利用合适的还原剂使镀液中的金属铜离子在具有催化活性的基 体表面还原沉积出金属铜。 化学镀铜液一般由铜盐（0.030.06mol/L）、络合剂、还原剂和稳定剂组成。 铜盐可用硫酸铜、醋酸铜或氯化铜等可溶性铜盐，硫酸铜（7.515g/L）便宜， 使用最多；络合剂常采用酒石酸钾钠（1450g/L）和EDTA 钠盐（2550g/L）； 还原剂都采用甲醛，在该工艺镀液的pH 值以11.512.5 为佳。 1.2.2.2 产污分析 镀铜废水：括含氰

9、废水、含铜废水、电镀废液等。主要来源于镀铜后的镀件 清洗、过滤机清洗和极板清洗等工序。 废气：主要有酸性废气（酸雾）、碱性废气（碱雾）、氰化物废气和甲醛废 气等。废气出来来源于镀铜槽，需安装通风和处理装置。 酸雾/碱雾来自于镀铜槽；氰化物废气来自于氰化镀铜槽；有机废气来自于 化学镀铜槽。 危险废物：老化报废的电镀液、镀槽排出的残液和镀液过滤产生的废渣等， 属于危险废物HW17。 1.2.3 镀镍 1.2.3.1 镀镍工艺 金属镍自身具有较高的化学稳定性，在空气中与氧作用可形成钝化膜，使镍 镀层具有良好的抗腐蚀性。 镍镀层孔隙率高，只有在足够厚（4050um）时才能在空气和某些腐蚀介质 中起到防

10、腐作用。 为节省金属镍，减少孔隙率，通常采用镀镍层与镀铜层一起使用或采用多层 电镀。Cu-Ni、Cu-Ni-Cr、Ni-Cu-Ni-Cr、Cu-Cu-Ni-Cr 等形式达到防护-装饰目的。 按照电镀液种类，可分为硫酸盐型、氯化物型、柠檬酸盐型、氨基磺酸盐型 和氟硼酸盐型等。 镀镍主要应用在日常五金产品作为防护-装饰性镀层的中间镀层。由于镀层 具有较高硬度，镀镍在印刷业中可用来提高表面硬度，也用于电铸、塑料成型模 具等。在电镀行业中，其产量仅次于电镀锌。 镀四层镍工艺流程 镀镍工艺按照镀层外观、结构特征，可分为暗镍（普通镀镍）、半光亮镍、 光亮镍、黑镍和砂镍等； 按照镀层功能，可分为保护镍、装饰

11、镍、耐磨镍、电铸和镍封闭等； 按照电镀液种类，可分为硫酸盐型、氯化物型、柠檬酸盐型、氨基磺酸盐型 和氟硼酸盐型等。 其中应用最普遍的为硫酸盐低氯化物（即称为瓦特型）镀镍液；氨基磺酸盐 镀液，内应力小、沉积速度快，但成本高，仅用于特定的场合；柠檬酸盐型常用 于锌压铸件上镀镍；氟硼酸盐镀液适用于镀厚镍，但这几种类型成本都较高。 （1）普通镀镍 普通镀镍可分为低浓度预镀液，普通镀液，瓦特液和滚镀液等。 （2）光亮镍 现代光亮镀镍工艺绝大多数是在瓦特型镀镍液中加入光亮剂而获得的 （3）其他镀镍 柠檬酸盐镀镍工艺主要用于锌压铸件的电镀。镀液主要组成为主盐-硫酸镍 （120180g/L）和络合剂-柠檬酸（

12、150230g/L），控制硫酸镍与柠檬酸盐之比 在（1：1.11.2）。 氨基磺酸盐镀镍用于电铸和印刷电路板镀金前镀镍，镀液主要组成为主盐- 氨基磺酸镍（300450g/L）和硼酸（3045g/L），工艺pH 值控制在3.54.5。 （4）化学镀镍 化学镀镍是在加有金属盐和还原剂等的溶液中， 通过自催化反应在材料表面 上获得镍镀层的方法。可分为Ni-P 合金和Ni-B 合金两大类工艺。 化学镀Ni-P 合金工艺，采用次磷酸及其盐类作还原剂；Ni-B 合金工艺，采 用硼氢化钠NaBH4 或二甲基胺基硼烷作为还原剂。 1.2.3.2 镀镍工艺产污分析 镀镍工艺污染物含镍废水、含磷酸盐（包括次磷酸盐

13、、亚磷酸盐）废水、有 机物废水、酸性废气和电镀废液等。 镀镍废水：主要来源于镀镍后的镀件清洗、过滤机清洗和极板清洗等工序 镀镍工艺产生的废气：主要为来自于镀镍槽的酸性废气（酸雾），另外化学 镀镍也会产生一定量氢气，需安装通风和处理装置 电镀废液：主要包括老化报废的电镀液、镀槽排出的残液和镀液过滤产生的 废渣等，属于危险废物HW17。 1.2.4 镀合金 1.2.4.1 镀合金工艺 （1）镀锌合金 锌合金一般指以锌为主要成分，含有少量其他金属的合金。应用比较多的是 锌与铁族元素形成的二元合金，有锌铁合金（含铁0.3%0.7%）、锌镍合金（含 镍10%左右）和锌钴合金（含钴0.6%0.9%）等。

14、锌还可以与其他一些金属或非金属形成二元合金，如锌锡合金、锌锰合金、 锌铬合金和锌磷合金等。 此外，以锌为主的三元合金，如锌钴镍合金、锌钴铬合金、锌钴铁合金等， 也在生产上得到了一定的应用。 （2）镀铜合金 铜锌合金 电镀获得的铜锌合金，其铜锌组成比为（8070）：（2030）的镀层俗称黄 铜层，具有金黄色外观，广泛用作仿金。 镀黄铜一般采用氰化物镀黄铜，近年来为了消除氰化物，逐渐开始采用无氰 型镀黄铜溶液。在这些镀液中，比较受欢迎为焦磷酸盐型镀液，（从焦磷酸盐镀 铜延伸而来），其次是柠檬酸盐和HEDP，也有一定程度的应用。 铜锡合金 青铜镀层曾大规模应用于铜镍铬镀层中以代镍，节省镍的消耗。该工

15、艺单纯 用于装饰时可调整含锡量以呈现黄金色，形成仿金镀层。 常规镀青铜溶液主要采用氰化物溶液，锡以锡酸盐的形式加入镀铜溶液中。 焦磷酸盐和柠檬酸盐镀液在国内亦有成功应用， 近年来焦磷酸盐镀青铜和黄铜在 国外也很受重视。 镍基合金 镍磷合金：镍磷合金具有许多优良的物理化学性能，在电子工业、化工、机 械和核等工业中有广泛用途，也是可高温焊接的优良镀层。 镍钴：含钴30%以下的镍钴合金具有白色金属外观，硬度较高，有良好的耐 磨性和化学稳定性。 镍铁合金：含铁1240%全光亮镍铁合金镀层抗蚀性能与镍镀层相当，硬度 比镍镀层高，韧性比亮镍镀层好，可用镍铁镀层代替光亮镀镍作防护-装饰性镀 层。 含镍79%

16、、铁21%的镍铁合金镀层是很好的磁性镀层，在电子工业上有特殊 用途。双层或三层镍铁合金镀层也可作为装饰铬的底层。 1.2.4.2 镀合金工艺产污分析 镀合金废水：主要来源于镀合金后的镀件清洗、过滤机清洗和极板清洗等工 序。 废气：来自于镀合金槽，主要有含氰废气、铬酸废气和酸碱废气等，需安装 通风和处理装置。 电镀废液：主要有老化报废的电镀液、镀槽排出的残液和镀液过滤产生的废 渣，属于危险废物HW17。 1.3 电镀后处理 电镀后对镀层进行各种处理可以增强镀层各项性能，如耐蚀性、抗变色能力 和可焊性等。镀后处理是电镀加工中一个重要工序，它包括除氢、钝化、脱水和 涂漆等。 1.3.1 除氢 除氢处理通常是选择一个最佳的温度区间（一般是在200300之间）和时 间（一般是23h）进行热处理。除氢工序一般无污染产生。 1.3.2 钝化 钝化是提高防护性镀层防腐蚀能力的重要手段之一。 钝化工艺污染物主要包 括含铬废水、铬酸雾废气、钝化废液等。 废水主要来源于钝化后的镀件清洗工序；