[发明专利]一种无氰镀银的方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种无氰镀银的方法，属于材料表面工程，电镀领域。

背景技术

    纯银为银白色，具有面心立方晶格，是一种可煅、可塑的贵金属。银的延展性仅次于金，在所有金属中居第二位。银具有良好的导电和导热性能，在所有的金属中，以银的导电性能最好。除此之外，银还具有许多优良的物理特性，如具有高的反光性，其反射率高达95%，其焊接性也极为良好。另外，金属银还具有较高的化学稳定性，与水和大气中的氧均不起作用，在大多数有机酸、强碱及盐溶液中也具有良好的化学稳定性。基于银的这些优良特性，电镀银在电镀生产中占有十分重要的地位。

镀银溶液有氰化镀银液和无氰镀银液。氰化镀银溶液主要由银氰配盐和游离氰化物组成，镀液稳定可靠、电流效率高、有良好的分散能力和覆盖能力、镀层结晶细致有光泽。但由于氰化物镀银液剧毒，具有污染环境、危害生产者的健康以及废液处理成本较高等缺点，所以人们希望用其他电镀工艺来取代氰化物电镀银工艺。长期以来国内外科学工作者对无氰镀银工艺进行了大量广泛而深入的研究，但至今仍没有大的突破，目前在实际生产中仍主要采用氰化物镀液。因此，研制一种无毒、稳定、镀液和镀层性能均良好的无氰镀银工艺，是意义深远而又迫在眉睫的。

在基于安全、废水易处理和环境保护的前提下，从上世纪六十年代起，经过国内外学者的努力尝试，主要提出了两类不同的银化合物：（1）无机络合物如硫代硫酸盐、亚硝酸盐、碘化物、焦磷酸盐、三偏磷酸盐等；（2）有机络合物如乳酸、乙内酰脲、硫脲等，极大地促进了无氰镀银工艺的研究进展。近几十年来，无氰镀银虽然己有很多研究，但始终存在若干问题，无法真正替代氰化镀银。综合考察各种无氰镀银工艺，其问题归纳主要如下：

(1) 镀层性能总体达不到商业要求，如镀层光亮度不够，与基体结合力不好或镀层夹杂有机物导致纯度不高、电导率下降等，尤其是工程性镀银，比起装饰性镀银有更多的要求。例如镀层结晶不如氰化物细腻平滑；或者镀层纯度不够，镀层中夹杂有机物，导致硬度过高、电导率下降等；还有焊接性能下降等问题。

 (2) 镀液稳定性差，对其它金属杂质比较敏感，导致电镀周期短，增加了成本，许多无氰镀银镀液的稳定性都存在问题，无论是碱性镀液还是酸性镀液或是中性镀液，不同程度地存在镀液稳定性问题，给管理和操作带来不便，同时使成本也有所增加。

(3) 工艺性能不能满足生产需要，镀液分散能力差，阴极工作电流密度低，阳极容易钝化，使得在应用中受到一定限制。

脉冲电镀：使电镀回路周期性地接通和断开，或者在固定直流上再叠加某一波形脉冲的电镀方法。与普通电镀相比，这种方法具有镀层平整致密、附着性好，电流效率高、环保性能好等优点。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种无氰镀银的方法，是一种无毒无污染的无氰镀银工艺，并且在较快的电沉积速度下获得具有良好性能的镀银层。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种无氰镀银的方法，包括如下工艺过程和步骤：

1）打磨(机械抛光)：机械抛光的目的是为了消除金属制品表面的细微不平、氧化皮面和各种宏观缺陷，以提高表面平整度的一种机械处理方法。采用砂纸打磨的方法。砂纸型号的打磨顺序依次为 600#→1000#→2000#，并在金相试样抛光机上抛光，使表面具有镜面光泽。

2）丙酮除油：有机溶剂除油是利用有机溶剂能溶解油脂的物理性质将制品表面油污出去的过程。其特点是能除去各类油脂，除油速度快，除特殊情况以外一般不腐蚀被处理的金属。

3）化学浸蚀(弱浸蚀)：铜制件的弱浸蚀主要是用于电镀前的表面活化，以提高镀层的结合力。对于铜制件常用的弱浸蚀方法分为化学弱浸蚀和阳极弱浸蚀，本发明中选用体积比为 1:1 的盐酸水溶液进行酸洗。

4）镀银溶液配制：

称取需要量的丁二酰亚胺80-100g/L、四硼酸钠10-40g/L，聚乙二醇0.2g/L，苯骈三氮唑0.02g/L，SeO₂0.06g/L，溶于总体积2/5~3/5 蒸馏水中，搅拌使其溶解；将计算量的硝酸银40-70g/L用少量蒸馏水溶解后，在搅拌的状态下加入到上述溶液中；用氨水调节pH至9-10，机械搅拌，温度20-40℃。

本发明所用各种试剂均为分析纯，镀液用蒸馏水配制，阴极为10mm×10mm×1mm 的纯铜片，阳极使用纯度99.99%的纯银板。该工艺配方具有操作简单易行，电流密度大，电沉积速度快，镀层质量好等一系列优点。