“都得益”系列硫酸鹽光亮鍍銅故障處理劑的實(shí)際應(yīng)用

朱卓敏，王宗雄，儲榮邦*

（1.義烏市都得益電鍍材料商行，浙江 義烏　322000；2.寧波市電鍍行業(yè)協(xié)會，浙江 寧波　315199；3.南京市虎踞北路4號6幢501室，江蘇 南京　210013）

“都得益”系列硫酸鹽光亮鍍銅故障處理劑的實(shí)際應(yīng)用

朱卓敏1，王宗雄2，儲榮邦3，*

（1.義烏市都得益電鍍材料商行，浙江 義烏322000；2.寧波市電鍍行業(yè)協(xié)會，浙江 寧波315199；3.南京市虎踞北路4號6幢501室，江蘇 南京210013）

結(jié)合實(shí)際案例，介紹了義烏市都得益電鍍材料商行開發(fā)的硫酸鹽光亮鍍銅用除雜去氯劑、去藍(lán)膜劑、去麻劑、除鐵劑、走位水和除鉻劑的用法。總結(jié)了染料型酸性鍍銅常見故障的原因及排除方法。

硫酸鹽光亮酸性鍍銅；故障處理；除雜劑

First-author's address: Yiwu Dudeyi Plating Chemicals Trading Company， Yiwu 322000， China

酸性光亮鍍銅是最古老的電鍍工藝之一，這類鍍液主要由硫酸銅、硫酸組成，20世紀(jì)70年代采用的是SP、M、N的組合光亮劑。20世紀(jì)90年代國外的染料型硫酸鹽鍍銅光亮劑進(jìn)軍中國市場，具有代表性的有日本大和的210以及美國的510。染料型硫酸鹽鍍銅光亮劑以覆蓋能力好、光亮劑容許范圍寬、調(diào)整容易、出光快、整平性好等特點(diǎn)，在短短的幾年時(shí)間就取代了國產(chǎn)的SP-M-N組合光亮劑。

酸性光亮鍍銅生產(chǎn)中出現(xiàn)的故障原因很多，其中有光亮劑添加過多引起有機(jī)雜質(zhì)的問題，還有溶液中無機(jī)雜質(zhì)過多的問題，等等。

對于鍍銅液中的光亮劑，通常采取勤加、少加的原則，避免一次性加入過多。如果光亮劑加入量過多，或者在鍍銅液溫度高時(shí)光亮劑足量，則鍍銅液冷卻下來后光亮劑就肯定過量，此時(shí)的光亮劑反而變成了有機(jī)雜質(zhì)，使電鍍零件的低電流密度區(qū)出現(xiàn)亮與不亮的明顯分界，復(fù)雜零件深凹處的鍍銅層發(fā)花，甚至出現(xiàn)鍍層上有銅粉析出等故障。銅粉是鍍銅液中的一價(jià)銅離子所形成的，會引發(fā)鍍銅層粗糙、毛刺，銅粉脫落又會形成針孔。如果是鍍液中的一價(jià)銅引起了低電流密度區(qū)鍍層不亮，可在赫爾槽內(nèi)加入適量雙氧水，觀察低電流密度區(qū)鍍層的光亮度有否改善，如有改善，就表明鍍液中一價(jià)銅較多，否則就不是一價(jià)銅的問題。

銅粉是因磷銅陽極中磷含量和鍍液中氯離子的含量不標(biāo)準(zhǔn)而造成的。如果銅陽極中含磷量低，電鍍時(shí)陽極表面難以形成棕黑色的膜，這樣“銅粉”就多，并會有一價(jià)銅溶解進(jìn)入槽液。如果添加雙氧水后故障消失，但過了一會兒故障又重新出現(xiàn)，需要再加雙氧水才能消除故障，就表明鍍液中很容易產(chǎn)生一價(jià)銅，需要檢查陽極。如果陽極在正常電流密度下其表面沒有棕黑色膜存在，就說明該陽極質(zhì)量不好或含磷量太少，應(yīng)予以更換。

氯離子的含量過低或過高都能產(chǎn)生一價(jià)銅。氯離子太低就不能充分與一價(jià)銅離子結(jié)合，銅在形成二價(jià)銅離子的過程中就不能充分將一價(jià)銅離子（氯化亞銅）轉(zhuǎn)變成二價(jià)銅離子（硫酸銅），而形成銅粉；氯離子含量太高也會形成過量的氯化亞銅，繼而發(fā)生歧化反應(yīng)（2Cu+= Cu + Cu2+）而形成銅粉。

適量的氧化劑（雙氧水）能除去有機(jī)雜質(zhì)和暫時(shí)分解一價(jià)銅，但過量添加可能會造成鍍液中整體光亮劑的比例失調(diào)，加入氧化劑破壞鍍銅液中的有機(jī)雜質(zhì)時(shí)，務(wù)必加熱到55 ～ 65 °C，強(qiáng)烈攪拌0.5 h以上，否則氧化不徹底，且殘存物除不盡，不僅有可能未除盡有機(jī)雜質(zhì)，更有甚者會使后加入的光亮劑再度被破壞，短時(shí)間內(nèi)很難調(diào)至正常。

光亮硫酸鹽鍍銅工藝的除雜問題一直困惑著電鍍工作者，因?yàn)橐酝袌錾硝r有光亮硫酸鹽鍍銅的除雜產(chǎn)品供應(yīng)。各電鍍企業(yè)期盼著光亮硫酸鹽鍍銅也像光亮鍍鎳一樣，對付鐵雜質(zhì)有除鐵劑，有機(jī)雜質(zhì)高了可用除有機(jī)雜質(zhì)劑等，無需停產(chǎn)就能解決雜質(zhì)造成的故障。

義烏都得益電鍍材料商行經(jīng)過多年的不懈努力，終于成功開發(fā)了一系列光亮硫酸鹽鍍銅的除雜劑，并經(jīng)實(shí)際應(yīng)用檢驗(yàn)，能解決各種故障問題，也得到了使用單位的認(rèn)可。

1　ZS酸銅除雜去氯劑

ZS酸銅除雜去氯劑是針對酸性光亮鍍銅工藝研制開發(fā)的一種綜合型除雜劑，填補(bǔ)了酸性光亮鍍銅除雜劑的空白。使用該添加劑無需停產(chǎn)，能有效地除去酸銅鍍液中的有機(jī)雜質(zhì)，使一價(jià)銅迅速配位化合后沉淀，并有掩蔽氯離子的功效，使鍍層整平度好、光亮度高，還降低了銅的消耗，使電鍍成本降低。

1. 1特性

外觀為無色透明液體，pH 5 ～ 7，相對密度1.003 ～ 1.005。

1. 2使用方法

酸性光亮鍍銅工藝中由有機(jī)雜質(zhì)引起的故障，一價(jià)銅和氯離子引起的毛刺等故障，加該產(chǎn)品后即可消除，添加量0.5 ～ 2.0 m L/L（即使過量一些也不會影響鍍液性能）。

1. 3解決故障案例

1. 3. 1案例一

浙江義烏市某飾品廠電鍍車間的飾品配件電鍍生產(chǎn)線：氰化物鍍銅→光亮硫酸鹽鍍銅→氰化物鍍銀（或代白金、仿金）。所用的酸銅鍍液已工作半年多未大處理。

故障表面現(xiàn)象：硫酸鹽光亮鍍銅層粗糙，有毛刺，光澤度不好，有條紋發(fā)霧現(xiàn)象。

分析結(jié)果：硫酸銅230 g/L，硫酸60 g/L，氯離子150 mg/L。

赫爾槽試驗(yàn)：試片高電流密度區(qū)有毛刺，鍍層有白霧。用500 m L燒杯量出鍍液，加入2 m L ZS酸銅除雜去氯劑，經(jīng)攪拌、靜止后發(fā)現(xiàn)有一價(jià)銅沉淀。于是在赫爾槽中加入0.5 m L（相當(dāng)于4 m L/L）ZS酸銅除雜去氯劑后再做試片，發(fā)現(xiàn)故障已排除。

現(xiàn)場處理：遵循少量多次的原則，現(xiàn)場大槽按3 m L/L添加，鍍液1 800 L，一共加入5.4 L的ZS酸銅除雜去氯劑，稍加攪拌后試鍍，無毛刺，條紋發(fā)霧現(xiàn)象也基本解決了，完全可以恢復(fù)生產(chǎn)。

建議：生產(chǎn)一段時(shí)間后，可在生產(chǎn)中再小量補(bǔ)加酸銅除雜去氯劑，這樣既不耽誤生產(chǎn)，又節(jié)省了生產(chǎn)成本。平時(shí)也可定時(shí)、定量地在生產(chǎn)中少量（0.5 m L/L）添加，有利于凈化鍍液，延長大處理周期，提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。

1. 3. 2案例二

浙江永康某太陽傘生產(chǎn)企業(yè)用電鍍薄壁鐵管制造傘桿，其生產(chǎn)流程為：氰化物鍍銅→酸性光亮鍍銅→光亮鍍鎳→套裝飾鉻。氰化物鍍銅所得鍍層根本無法將管子內(nèi)壁覆蓋，所以鐵管的內(nèi)壁在酸性鍍銅液中溶解而產(chǎn)生鐵雜質(zhì)。鐵雜質(zhì)會降低鍍銅液的陰極電流效率，較多的鐵雜質(zhì)會影響鍍銅層的結(jié)構(gòu)，形成不均勻的光亮鍍銅層。

因?yàn)殍F雜質(zhì)的問題，所以基本上每個(gè)月要大處理一次，嚴(yán)重時(shí)半個(gè)月就要大處理。以往的鐵雜質(zhì)處理方法是：在鍍液中加入30%雙氧水1 ～ 2 m L/L，使鍍液中的Fe2+氧化為Fe3+；然后將鍍液加熱至50 ～ 60 °C，在攪拌下用Cu（OH）2提高鍍液pH至≥5，使鍍液中的Fe3+生成Fe（OH））3沉淀；再加入1 ～ 2 g/L活性炭，攪拌30 m in后靜止過濾。此法的銅損耗較大。

而該單位使用ZS酸銅除雜去氯劑時(shí)，最初是當(dāng)普通除雜劑使用，但一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)有抑制和除去鐵雜質(zhì)的作用，基本上解決了光亮硫酸鹽鍍銅的鐵雜質(zhì)問題，并無需停產(chǎn)處理，大大地延長了鍍液大處理的周期。

ZS酸銅除雜去氯劑另有棕黑色固體粉末供應(yīng)，每克能除去氯離子120 ～ 150 mg，只需將計(jì)算量的固體試劑放入過濾機(jī)中，長時(shí)間循環(huán)過濾即可。

2　ZS酸銅處理劑（去藍(lán)膜劑）

ZS酸銅處理劑（去藍(lán)膜劑）于2009年成功開發(fā)并投放市場，適用于染料型光亮酸銅鍍液。酸銅鍍層的異常往往不易發(fā)現(xiàn)，而亮鎳鍍層上的藍(lán)霧現(xiàn)象實(shí)際上是酸銅故障，尤其是染料類酸銅光亮劑中開缸劑（C劑）過多時(shí)無法用一般的藥劑處理掉，此時(shí)可選用ZS酸銅處理劑（去藍(lán)膜劑）。該產(chǎn)品使用簡便，無需停產(chǎn)，并有立竿見影的效果。

2. 1使用方法

添加量0.05 ～ 0.10 g/L，用適量蒸餾水把粉劑溶解后加入酸銅鍍液中，攪拌均勻即可。

當(dāng)加入該劑后發(fā)現(xiàn)酸銅鍍層光澤降低或不光亮?xí)r，說明鍍液中光亮劑少了，可適量逐步補(bǔ)加一些光亮劑，直至鍍層光亮。

使用該劑前，應(yīng)先經(jīng)小樣試驗(yàn)，再應(yīng)用到大槽生產(chǎn)中去，否則過量添加會使光亮劑失調(diào)。用該劑替代雙氧水處理酸銅槽，效果更佳，不必?fù)?dān)心溶液中會殘留雙氧水。

2. 2解決故障案例

江蘇常州某電鍍企業(yè)的五金鍍銅鎳鉻工藝和余姚臨山某電鍍企業(yè)的塑料珠電鍍工藝（化學(xué)沉銅→搖鍍酸銅→搖鍍鎳）都有相同的故障──鎳層上出現(xiàn)藍(lán)膜。檢查酸銅未發(fā)現(xiàn)異常，開始以為是鎳槽的毛病，但對鎳槽大處理后故障并未解決，請了添加劑供應(yīng)單位的售后服務(wù)工程師也沒能解決問題。

經(jīng)過認(rèn)真分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)后認(rèn)為其實(shí)是酸銅的故障，遂對酸銅槽進(jìn)行大處理，但仍未能解決。后經(jīng)多方求助，了解到ZS酸銅處理劑能解決此故障，經(jīng)小樣試驗(yàn)后，大槽按0.05 g/L添加并攪拌后試鍍，無藍(lán)膜出現(xiàn)，故障問題得到徹底解決。

3　ZS酸性光亮鍍銅去麻劑

鍍銅層上的麻點(diǎn)有時(shí)在鍍前處理過的毛坯上或預(yù)鍍層（如銅、鎳）上就有，但當(dāng)時(shí)還看不出來，經(jīng)過光亮鍍銅后，由于鍍銅層比較光亮，麻點(diǎn)就比較明顯了。吸附在零件表面的一些小油滴在空氣中干燥后也會導(dǎo)致鍍銅層出現(xiàn)麻點(diǎn)。使用染料型光亮劑往往會因?yàn)楣饬羷┎黄胶饣蚬饬羷┡浔炔划?dāng)而出現(xiàn)麻點(diǎn)。ZS酸性光亮鍍銅除麻劑能有效除去酸性光亮鍍銅出現(xiàn)的麻點(diǎn)、麻砂，無需停產(chǎn)處理，不損耗主鹽，不影響生產(chǎn)。

該產(chǎn)品特性：無色或微黃色液體，pH為6 ～ 7。其用量為1 ～ 4 m L/L。

4　ZS酸性光亮鍍銅除鐵劑

酸性鍍銅液中鐵雜質(zhì)的來源主要是不慎掉入鍍槽的鋼鐵零件，其在酸性鍍液中溶解便產(chǎn)生鐵雜質(zhì)。在電鍍管狀鋼鐵零件時(shí)，也容易產(chǎn)生大量鐵雜質(zhì)，因?yàn)楣軤钿撹F零件的內(nèi)孔很難上鍍，但又浸泡在酸性鍍液中?？梢哉f，外面上多厚的鍍層，內(nèi)孔就能溶解同等的厚度，而溶解了的鐵離子就是雜質(zhì)。鐵雜質(zhì)會降低鍍銅液的陰極電流效率，較多的鐵雜質(zhì)會影響鍍銅層的結(jié)構(gòu)，形成不均勻的光亮鍍銅層。

正如1.3.2中所提到的，去除鐵雜質(zhì)的傳統(tǒng)方法會造成硫酸銅大量流失，而通過稀釋鍍液來降低鐵雜質(zhì)含量的話又要補(bǔ)充其他成分。

ZS酸性光亮鍍銅除鐵劑是紫紅色透明液體，pH為6 ～ 7，用量為2 ～ 6 mL/L。它能改變鍍液中鐵雜質(zhì)的電沉積電位，使鐵雜質(zhì)能與銅離子共沉積，無需停產(chǎn)處理，不影響生產(chǎn)，不損失主鹽，形成銅鐵合金鍍層。但需少量多次地添加，否則鐵含量過高會使鍍層發(fā)白。當(dāng)然，因銅鐵合金鍍層的密度高于銅鍍層，故其耐蝕性更好。

5　ZS酸性光亮鍍銅走位水

ZS酸性鍍銅走位水能配合任何光亮劑使用，在長時(shí)間的電鍍生產(chǎn)中適量添加可使低電流密度區(qū)的深鍍能力增強(qiáng)，提高整個(gè)電流區(qū)的光亮度，使已失調(diào)的槽液恢復(fù)正常，用量省，使用方便。

一般添加量為0.1 ～ 0.3 m L/L，消耗量為40 ～ 60 m L/（kA·h）。

6　ZS新型除鉻劑

在生產(chǎn)過程中，鍍銅、鍍鎳液中很容易帶入氧化劑，其中包括六價(jià)鉻。六價(jià)鉻能在陰極上還原，降低陰極電流效率，甚至阻礙銅、鎳的沉積，造成沉積速率慢，使零件的深凹處不上鍍，鍍層陰暗或呈橘皮狀、不光亮。

6. 1 鍍銅、鍍鎳液中六價(jià)鉻的來源

（1） 銅鎳鉻電鍍生產(chǎn)線上，掛具起傳遞作用，若掛具在鍍鉻后清洗不干凈，殘留在掛具上的鍍鉻液會被帶入銅槽和鎳槽。

（2） 工人操作不正確，如經(jīng)工人的防護(hù)手套把六價(jià)鉻帶入銅槽和鎳槽。（3） 鍍鉻槽產(chǎn)生的鉻霧沉落在銅槽和鎳槽中。

6. 2 ZS新型除鉻劑的使用方法

該產(chǎn)品適用于快速除去銅鎳鉻電鍍生產(chǎn)線上鍍鎳、鍍酸銅槽液中的六價(jià)鉻雜質(zhì)（將六價(jià)鉻轉(zhuǎn)變?yōu)槲：Σ淮蟮娜齼r(jià)鉻），添加后經(jīng)攪拌即可恢復(fù)生產(chǎn)。每1 mL除鉻劑能處理六價(jià)鉻10 mg，一般用量為2 ～ 3 m L/L。

6. 3 故障案例

江西九江某知名品牌的衛(wèi)浴水暖生產(chǎn)企業(yè)對產(chǎn)品的質(zhì)量要求甚是嚴(yán)苛，無論是外觀還是內(nèi)在質(zhì)量都要求一絲不茍，絕不允許任何瑕疵。但六價(jià)鉻雜質(zhì)給電鍍車間帶來了無盡的煩惱，稍不留神就有六價(jià)鉻進(jìn)入酸銅槽或鎳槽，造成大量零件返鍍，但是鍍液中又因?yàn)橛猩倭苛鶅r(jià)鉻雜質(zhì)存在而無法保證電鍍質(zhì)量，所以必須除鉻。如果按照老方法用二水合連二亞硫酸鈉（Na2S2O4·2H2O）來處理，耗時(shí)、耗材，無形中增加了生產(chǎn)成本。

該企業(yè)電鍍技術(shù)人員索取了ZS除鉻劑樣品進(jìn)行小試，發(fā)現(xiàn)在酸銅槽、鎳槽中使用確實(shí)能達(dá)到除去六價(jià)鉻雜質(zhì)的效果，于是在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用，結(jié)果ZS除鉻劑大顯身手，現(xiàn)在只要做到定時(shí)在酸銅、鎳槽適量添加，便無需因鍍液中有六價(jià)鉻雜質(zhì)而停產(chǎn)處理。事實(shí)證明，銅鎳鉻生產(chǎn)線上經(jīng)常適量添加ZS除鉻劑，有百利而無一害，省時(shí)、省力，降低了生產(chǎn)成本。

7　染料型酸性鍍銅的故障原因及其排除方法

酸銅生產(chǎn)中多用染料光亮劑，牌號有210、510和910等，且一般分A、B、C三種劑型［1］。A劑和B劑是平時(shí)補(bǔ)充添加的主體光亮劑，A劑的作用偏向于提高覆蓋能力（也稱作深鍍能力，現(xiàn)在也有人叫“走位”或中低電流密度區(qū)整平能力），B劑的作用則偏向于防止高電流密度區(qū)鍍層燒焦和提高整平能力，它們是相輔相成的，只有各成分組成合理，才能發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)。C劑（也用Mu表示）主要作開缸用，在開缸時(shí)用得較多，但平時(shí)也要適當(dāng)添加，一是補(bǔ)充鍍液帶出消耗，二是起平衡調(diào)節(jié)作用，也是鍍層針孔消除劑。常見故障的原因及排除方法［2］見表1。

表1　染料型酸性鍍銅的故障原因及其排除方法Tab le 1　Causes and remedies for some failures occurred in dye-based acid copper electroplating

（續(xù)表1）

表1　染料型酸性鍍銅的故障原因及其排除方法Table 1　Causes and remedies for some problem s occurred in dye-based acid copper electrop lating

（續(xù)表1）

表1　染料型酸性鍍銅的故障原因及其排除方法Tab le 1　Causes and remedies for some p roblem s occurred in dye-based acid copper electroplating

［1］ 沈品華. 現(xiàn)代電鍍手冊（上冊）［M］. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社， 2010: 4-65.

［2］ 王宗雄， 王超， 周長虹， 等. 淺談光亮酸性鍍銅光亮劑及典型故障處理［J］. 表面工程資訊， 2014， 14 （6）: 13-18.

［ 編輯：溫靖邦 ］

Practical application of Dudeyi's series of failure treatment agents for sulfate bright copper electroplating

ZHU Zhuo-min， WANG Zong-xiong， CHU Rong-bang*

The usages of impurity/chloride removing agent， blue film elim inating agent， anti-pitting agent， iron removing agent，throw ing power enhancing agent and chromium removing agent produced by Yiwu Dudeyi Plating Chemicals Trading Company for sulfate bright copper electroplating were introduced w ith some practical cases as examples. The causes and remedies for some common failures in dye-based acid copper electroplating were summarized.

sulfate bright copper electroplating； troubleshooting； impurity removing agent

TQ153.14

B

1004 - 227X （2016） 12 - 0637 - 06

2015-11-20

2016-04-21

朱卓敏（1962-），男，浙江義烏人，從事電鍍添加劑的研究與開發(fā)。

儲榮邦，高級工程師，（E-mail） jsnjchu@126.com。