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1、304不锈钢表面化学镀铜 【摘 要】研究了在 304不锈钢表面化学镀铜工艺， 包括前处理、 镀液配制、 镀后处理等。 经过对化学镀铜样品进行检测， 本次 304不锈钢表面化学镀铜层外 表美观，镀层附着力高，厚度均匀。 【关键词】不锈钢；化学镀铜；结合力 0.前言 不锈钢以其优越的强韧性、 耐蚀性， 以及良好的可加工性和环保性，广泛应 用于航空、海洋、化工、军工等方面，以及建筑装潢、家电器具、交通车辆及医 疗器械等众多领域。 本文尝试在不锈钢基体上进行化学镀铜。由于不同基体的金 属对化学镀的适应性不一样, 镀前处理方法不尽相同。 本文主要研究在 304 不锈 钢表面进行化学镀铜的工艺，包括基体表
2、面前处理，镀液配制，镀后处理，以及 对镀层性能进行测试。 1.实验 1.1 工艺流程 机械整平 打磨抛光 水洗有机除油（丙酮）水洗化学除油 60热 水洗冷水洗 酸洗 1酸洗 2酸洗 33%（wt）NaSO4溶液搅拌清洗 化学 镀铜去离子水洗 抗铜变色处理 60热水洗 冷水洗 干燥。 1.2 基体 采用 0Cr18Ni9（304）不锈钢，切成20mm 20mmm 尺寸的试片。 1.3 镀前处理 不锈钢表面极易生成一层薄而透明的氧化膜，并且表面不具有催化活性， 所 以在其表面进行化学镀膜比较困难。因此，不锈钢化学镀的前处理就显得特别重 要。 前处理包括机械整平、打磨抛光、除油、酸洗等2。 1.3.
3、1除油工艺 化 学 除 油 工 艺 如 下 ： NaOH 70100g/L， Na2CO3 3050g/L， Na3PO4 2030g/L，Na2SiO3 510g/L，温度 8090，时间 30min3。 1.3.2酸洗工艺 酸洗 1：30%（wt）HCl 溶液，时间60s； 酸洗 2：10%（wt）H2SO4 溶液，温度60，时间30s ； 酸洗 3：5%（wt）H2SO4 溶液，时间15s； 采用盐酸溶液、硫酸溶液进行酸蚀活化, 一则去除不锈钢表面氧化膜, 二则 使不锈钢表面有活化点 , 使化学镀铜能顺利进行。酸洗2 的酸液温度采用 60， 这可减少酸洗时间， 避免局部地区因酸洗过度而发
4、黑，影响施镀。 试板在不同酸 洗之间转移时，不应长时间暴露在空气中， 因为酸洗过的试板表面裸露出新金属， 会迅速氧化生成氧化膜。 1.4 化学镀铜 1.4.1 化学镀铜溶液 硫酸铜（ CuSO4 5H2O）16g/L，酒石酸钾钠（ NaKC4H4O6 4H2O）14g/L， EDTA 2Na 19.5g/L，氯化镍（ NiCl2 6H2O）0.150.3g/L，甲醛（ 37%）12mL/L， NaOH 用作调节 pH 值，pH11.512.5。 1.4.2 操作要点 (1)装载量要适当，过高容易引起镀液分解，过低则降低生产效率，一般控 制在每升镀液装载23dm2。 (2)镀铜过程中采用搅拌，不
5、仅有利于铜离子向基体表面扩散，防止和减少 副反应产物 Cu2O 的生成，而且有利于反应产物氢气脱离基体表面4。 (3)升高温度时，化学镀铜溶液的沉积速度会增加。但是镀液稳定性同时会 下降，当温度过高时，镀液会迅速分解。从镀液稳定性的角度来考虑，将操作控 制在室温环境进行。 1.5 镀后处理 抗铜变色处理工艺：苯并三氮唑1g/L，苯并三氮唑先用乙醇溶解，再加蒸 馏水稀释至所需浓度，温度不低于65，时间不少于 2min，否则防变色达不到 效果。 2.结果和讨论 2.1 外观 目视表面平整、光滑，无麻点、起泡、起皮等缺陷存在，色泽均匀一致，无 氧化烧焦处。图 1 为镀后样品。 图 1 化学镀铜样品（
6、 20mm 20mm）图 2 镀层表面划痕试验 2.2 镀层结合强度 采用划格试验法测试镀铜层与基体材料的结合强度。在镀层表面用硬质钢刀 在镀层上划出 2mm间隔的一系列平行线和90o交错的一系列平行线形成方格阵。 经试验后，镀层无翘曲或剥落， 证明镀层与基材的结合力好， 镀层不易脱落。 实验结果如图 2。 2.3 镀层厚度 采用带目镜测微计的金相显微镜对镀层截面进行镀层厚度测量。经测试，记 录数据如表 1。 表 1 镀层厚度测试（ m ） 2.4 镀层表面 SEM 测试 化学镀铜施镀 15min 样品镀层表面扫描电镜形貌如图3： 图 3 镀层表面 SEM 图 从镀层表面形貌图看出，化学镀铜层
7、表面晶粒细密，平均晶粒直径大小为 0.6 m。 3.结论 (1)前处理中的酸洗2 的酸液温度采用60，这可减少酸洗时间，避免局部 地区酸洗过度。 (2)前处理过程中，转移试板到不同处理液时，以及经3%（wt）NaSO4溶液 搅拌清洗后，应快速投放到下一工序溶液中，以免造成表面氧化。 (3)酸洗后用硫酸钠溶液清洗是为了避免酸洗降低碱性镀液pH 值而阻碍化 学镀顺利进行。 (4)化学镀铜过程中要不断搅拌，以免生成氧化亚铜影响镀层质量。 【参考文献】 2009” 家用空调大未来 ” 消费者调查公布 .健康抑菌空调成趋势空调清 洁问题受关注 DB. 赵 可 昕 ,高 岩 .不 锈 钢 化 学 镀 的 研 究 与 应 用 现 状 J. 电 镀 与 环 保,2008,28(3):5. 梁志杰 .现代表面镀覆技术 M. 北京:国防工业出版社 ,2005:30. 孔 繁清 ,闫 慧忠 等.不锈 钢 基 体上 化学 镀铜 工 艺 研究 J. 表 面 技 术,2002,31(6):35-36.
