镀前的预处理方法

铜及铜合金材料被电子、电器等工业部门川来制作零组件.因而电镀也经
常遇至AJ各种牌号铜材制成的零件或它们,二黑色金属的组合件要求进行电镀加
工;而铜零件山于成型加工艺不同或材料本身成分含ht的差别.对电镀前的预
处理有很大的影响。如果在电镀加工过程[1未能正确的采用有针对性的工艺
措施,则容易产生山于预处理不当而造成的返修、报废等质量问题。下面主要
谈常见的几类铜零件镀前预处理中的一些问题。
影响电镀前预处理的因素,诸如铸造气孔、砂眼、组织不匀、焊接熔渣、材
料夹杂、轧压条纹等,对最终的电镀质量有较大的影响。下面提出几个较主要
的因素。
(1)镀前机械加工工艺的影响:零件在镀前一般都需要经过不同的冷、热
加工后成型的。如常用的铸造、冲压、焊接、热处理、机床切削加工等。经
不同冷热加工后的零件,表面状态差异很大,如经车床、刨床、铣床加工后
的零件表面较容易通过预处理后镀得良好的镀层,但经焊接,热处理后的零
件表面的氧化层则不容易除去,故而不同的机械加工工艺影响着电镀的预处
理工艺安排。
(2)不同牌号铜合金的影响:由于设计的要求制成的零件具有不同的防
腐特性、弹性、机械强度及机械加工工艺性等,故设计通过选用不同牌号的铜
合金,采用合理的加工工艺来达到这些要求。不同元素不同含量组成的铜合
金具有不同的物理化学性能,而对电镀来讲更主要的是它们具有不同的表面
特性(诸如氧化速度、氧化膜结构、厚薄等)及耐酸碱性能。如果对不同的材
料不加区别的进行统一模式的预处理则会造成镀层结合力不良,基体腐蚀等
质量问题引起返工甚至零件报废等问题。
(3)铜与黑色金属组合件的影响:在电子、电器设备中有部分采用铜与黑
色金属制成的组合件。如小型继电器中线圈支架要进行化学镀镍,安铁芯是
电工纯铁制成而支架是黄铜制成通过铆合成组件。继电器外罩用黄铜拉伸而
成,安装螺钉用铆螺钢制成,通过焊接成组合件。这类用两种材料做成的组合
件在预处理时不能单按铜零件进行,也不能单按钢零件进行,如果处理不当会
对表面质量有较大的影响。
对这几类铜零件的预处理方法:
(1)焊接零件预处理方法:在需要电镀的零件中经常能遇到铜件上焊银
触点的组合件以及铜与铜的焊接件。像银触点组件被前机械加工一般经过冲
压、弯曲、钳工、焊接、清理等工序。这类典型的焊接件预处理时有两个特点:
有较厚的氧化层;有焊药熔渣残留物覆盖。山于这二个特点的存在,如果用常
规的前处理工艺加工则会造成明显的焊接区域镀层缺陷而不能获得合格的镀
件。对该类零件可采用两种方法:
①除焊药熔演Fi盖层.铜焊接件通常用银焊条或黄铜焊条进行焊接。
(如HLA解u28·川.H62等)焊接时一般采用硼砂、碳酸钾、磷酸氢二钠等成
分按一定比例混合后作助焊剂,用氧乙炔火焰进行焊接,零件经焊接区域
800℃左右高溢加热后,硼砂等助焊剂呈玻璃状物质覆盖在零件的焊接部位。
如果在预处理工序中未处理掉这层覆盖物,则它会阻碍电镀沉积,造成面部镀
不上镀层。这也是铜焊接件电镀常见的毛病之一。根据硼砂等组成的助焊剂
在高温形成的玻璃体易溶于热水或热碱水的特性,而铜零件在碱溶液中有较
好的耐蚀特性。故而生产中可结合零件化学除油工序将零件浸泡于热碱液
中,达到除掉焊药熔渣覆盖物及表面油污的双重作用。配方及工艺可采用常
规配方就可以,时间一般要几个小时才能除净。零件经过上述处理能够彻底
除去焊药熔渣俊盖物。为后面的工序正常进行打好基础。
②称氧化层,铜零件焊银触点一般用氧乙炔气焊,大厂也有用炉中焊接,
焊接温度一般在800℃左右,经此条件下焊接后的铜表面的氧化层厚度在
100(认左右,氧化层主要组成为CuO ,Cu2O,对气焊来讲焊接部位与非焊接部
位氧化层厚度差异可达几百个埃,如果带有很厚氧化层的零件只经过常规的
预腐蚀处理就进人硝酸出光,那么零件表面就会明显的出现不光亮区,过腐蚀
区及氧化皮残留区,也就不可能获得合格的外观。为此在预腐蚀工序中一定
要将焊接产生的氧化层除去。根据铜及铜合金的耐蚀特性,一般在浓度较低
的硫酸中进行除氧化皮。有资料推荐用30%硫酸作为除氧化皮溶液。这里
要注意的是尽管铜表面的氧化层在盐酸中除去的速度比硫酸中除去的速度高
十几倍,但在同样条件下铜合金基体在盐酸中的腐蚀速度比在硫酸中高十儿
倍,所以基体在盐酸中过腐蚀的可能性也比在硫酸中大得多。此时如果铜合
金中锌含量超过巧%,这类合金在盐酸中更容易产生黄铜特有的脱锌腐蚀,
造成麦面粗糙度增大。这对含锌量高的黄铜是非常重要的。由以上各因素分
析,可以得知用硫酸除铜焊接件氧化层较为合理。此工序一般也需要几个小
时,除去氧化皮的零件呈无光泽暗红色的表面,经硝酸出光后即成光亮的表
面。综上所述对铜焊接件一般镀前处理工艺流程可按下列进行:
碱液浸泡,热水洗一冷水洗、硫酸液浸泡一冷水冼*三酸出光、接下
工序。
(2)退火零件预处理方法:在铜零件电镀中也经常遇到各种退火零件,如
常见的电子元器件中的空芯铆钉,直流电机上的整流电子铜等。它们为了消
除加工过程产生的应力与表面硬化层需要进行退火工序。这种热处理退火工
序一般在600℃一750℃左右进行,也不采用严格的防氧化保护,所以经退火
后的零件氧化层的存在是肯定的,其结构也是由CuO,Cu2O组成。电镀生产
实践中常遇到的铜铆钉,由于它孔径较小,相对深度较深,往往有氧化层残留
在孔内不易发现,当镀银后色差较大就看到黑色氧化层的存在,影响产品质
量。对退火件氧化层的除去方法可采用铜焊接件除氧化层相同的方法进行。
(3)青铜零件预处理方法:在铜及其合金制成的零件中,有相当一部分采
用了被青铜、铝青铜、磷青铜之类的青铜合金。这类材料制成的零件有较好的
弹性、抗磨性、抗腐蚀性。但这类材料尤其是被青铜、铝青铜表面钝化倾向大
于一般铜材料,所形成的氧化层薄而致密。如果预处理工艺不恰当,往往出现
结合力不良问题。即使镀后用肉眼作外观检查正常,但经弯曲,画格等方法作
结合力检查时就会暴露出结合力不良的问题。