具有耐腐蚀及导电率的锌合金基材的电镀工艺的制作方法

本发明涉及电镀技术领域，尤其涉及具有耐腐蚀及导电率的锌合金基材的电镀工艺。

背景技术：

锌合金是以锌为基础加入其它元素组成的合金，锌合金熔点低，流动性好、易熔焊、针焊和塑性加工，残废料便于回收和重熔，但锌合金抗蚀性差，不利于产品件的长期使用，通过此电镀工艺将耐蚀性能提高数十倍。锌合金材料代替黄铜的电镀工艺，不仅满足互调性能要求的同时，更使压铸锌合金成品件通过其工艺有超强的耐腐蚀性能，使电子、电器元件的使用周期更久更安全可靠，同时使产品在导电性能、磁性能、微波特性、热稳定性等多种性能、改善至元件固有的要求范围。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本发明旨在提供具有耐腐蚀及导电率的锌合金基材的电镀工艺，该工艺精细化，步骤安排详细、合理，操作有序、简单，从而能够提高抗蚀性，利于产品件的长期使用，同时使电镀后的锌合金基材在导电性能、磁性能、微波特性、热稳定性等多种性能、改善至元件固有的要求范围。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：1、具有耐腐蚀及导电率的锌合金基材的电镀工艺，以锌合金压铸毛坯件机加工后为基材，其特征在于，包括以下步骤：

1）化学除油除氧化皮

a、浓h2so4浸泡2min-15min；

b、第一次充分水洗；

c、氧化层剥离：将产品浸入h2so4：15ml/l，hf：15ml/l,hno3：70ml/l，配制的溶液中清洗10-20秒；

d、第二次充分水洗；

e、脱膜处理：配制脱膜粉剂30-50g/l，nacn：5-15g/l，溶液中清洗2-5min，表面呈白色金属无黑斑为标准；

f、第三次充分水洗；

2）压铸微孔除酸处理

a、镀液配制：naoh：30-50g/l，nacn：5-15g/l，温度40-60℃的溶液；

b、将化学除油除氧化皮的基材浸入其中，利用超声波振打方式，将压铸微孔中的酸液振打出来，和碱性液体进行中和反应，振打时针对基材进行晃动或翻动，振打时间控制在10-30分钟；

3）电镀氰化亚铜

a、cucn：50-70g/l,nacn:20-40g/l，knac4h4o4.4h2o:30-50g/l，配合适量碱性氰铜光亮剂；

b、电镀氰化亚铜：保持镀液温度40-55℃、ph值12-13、阳极电流密度0.5-1.5a/d㎡的情况下，镀覆铜层10-20um，以足够覆盖锌合金基体，挂镀时以阴极移动频率8-15次/分钟，滚镀时维持滚筒转速5-8r/min，阳极为电解铜镀槽，加温以蒸汽导入加温管；

c、回收并充分水洗；

4）电镀铜锡锌合金

a、cucn:20-40g/l，na2sno3.3h2o:10-30g/l，zn(cn)2:5-15g/l，nacn:10-20g/l，naoh:20-40g/l，铜锡锌光亮添加剂若干；

b、电镀铜锡锌合金：包括镀槽，保持镀液温度20-40℃、ph值12.5-13.5、阴极电流密度0.5-1.5a/d㎡的情况下镀覆2-5um的铜锡锌合金，挂镀时以阴极移动频率8-15次/分钟，阳极为高纯度的石墨板，加温以蒸汽导入加温管；

c、回收并充分水洗；

5）电镀厚银

a、镀液配制：kcn：150-200g/l，agcn：20-40g/l，koh：10-20g/l，银光亮添加剂若干；

b、电镀厚银：包括镀槽，保持镀液温度10-30℃，ph值12.5-13.5，阴极电流密度0.3-1.0a/d㎡的情况下，挂镀时以阴极移动频率8-15次/分钟，滚镀则保持滚筒转速5-15r/min,阳极为高纯度的锡板，加温以蒸汽导入加温管，若冷却则以冷冻压缩机交换冷却水控制温度，导入冷却管间接冷却；

c、回收并充分水洗；

d、电镀后处理：用水溶液有机盐银保护剂浓度5-10%，温度40-60℃，电镀清洗干净以后将银产品浸泡10-20分钟，浸泡完成后充分水洗干净后以80-100℃温度干燥15-25分钟；

6）电镀亚光镍

a、镀液配制：niso4.6h2o：140-280g/l，nid2.6h2o：30-60g/l，h3bo3：30-60g/l，电镀柔软剂若干；

b、电镀作业：包括镀槽，保持镀液温度40-60℃，ph值3.8-5.4，阴极电流密度1-3a/d㎡的情况下，电镀0.5-1min的镍镀层，挂镀时以阴极移动频率8-15次/分钟，滚镀时保持滚筒转速5-8r/min，阳极为高纯度的镍板，加温以蒸汽导入加温管间接加温；

c、回收并充分水洗；

7）电镀镍磷合金

a、镀液配制：镍磷合金以化学电镀形式沉积镀层，其中原液为a、b、c三种形式存在，其中a、b为开缸剂，开缸作业时a:b:纯水比例为1：2：13，电镀作业时补充a\c剂，补充为1：1比例添加；

b、电镀作业：包括镀槽，生产作业时控制温度75-95℃，ph值3.5-5.0，电镀每2小时补充a:2ml/l，c:2ml/l，当补充的a、c补充次数达到150-180次时，镀液老化则清槽废除原镀液，重新配镀槽电镀，通过加温管加温，电镀完成镀液冷却后可进行过滤作业；

c、回收并充分水洗；

8）电镀光亮锡

a、镀液配制：snso4：15-30g/l，ar级h2so4：160-220g/l，亮锡开缸剂光亮剂若干；

b、电镀作业：包括镀槽，保持镀液温度15-25℃，阴极电流密度1-3a/d㎡的情况下，挂镀时以阴极移动方式，频率8-15次/分钟，滚镀时保持滚筒转速5-8r/min,阳极为高纯度的锡板，冷却温度控制以冷冻压缩机交换冷却水控制温度，通过冷却管间接冷却；

c、回收并充分水洗；

9）电镀氨基磺酸镍

a、镀液配制：h4n2nio6s2：220-320g/l，nicl2.6h2o：5-25g/l，h3bo3：40-60g/l，光亮剂湿润剂若干；

b、电镀作业：包括镀槽，保持镀液温度45-60℃，ph值1.0-3.5，阴极电流密度0.2-1.0a/d㎡的情况下，挂镀以阴极移动搅拌方式，保持频率8-15次/分钟，滚镀时控制滚筒转速5-8r/min,阳极为高纯度的镍板，加温控制以蒸汽导入加温管间接加温；

c、回收并充分水洗；

10）电镀厚金

a、镀液配制：导电盐：80-120g/l，络合盐：2-5g/l添加剂1.0-3.0g/lkau(cn）2：2.0-5.0g/l，比重：10-15be；

b、电镀作业：包括镀槽，保持镀液温度40-50℃，ph值3.0-4.0，电流密度0.3-1.0a/d㎡，滚镀以滚筒转动方式控制每分钟5-8r/min，阳极以铂金钛网，加温控制以蒸汽导入加温管间接加温；

c、回收并充分水洗；

11）电镀光亮镍

a、镀液配制：niso4.6h2o：140-180g/l，nicl2.6h2o：30-60g/l，h3bo3：30-60g/l，电镀柔软剂若干；

b、电镀作业：包括镀槽，保持镀液温度40-60℃ph值3.8-5.4，阴极电流密度1-3a/d㎡的操作情况下，挂镀时以阴极移动频率8-15次/分钟，滚镀时保持滚筒转速5-8r/min,阳极以高纯度的镍板，加温以蒸汽导入加温管间接加温；

c、回收并充分水洗。

优选的，在步骤5、6、8、9、11后均进行保护剂保护。

优选的，在步骤3、4、5、6、8、9、10、11电镀时，滚筒为连续过滤。

优选的，在步骤5中镀厚银8um以上。

优选的，在3、4、5、6、8、9、11步骤中，镀槽为pe或pvc材质；在步骤7和10中，镀槽为pe材质。

优选的，在步骤3和4中加温管为316#不锈钢管或钛管；步骤5、6、7、9、10、11中加温管为316#不锈钢管。

优选的，在步骤5中冷却管为316#不锈钢管或钛管；步骤8中冷却管为316#不锈钢管。

优选的，所述镀槽内设有矩形滤网框，且所述矩形滤网框与镀槽底面之间水平间距设有底面搅拌器，所述底面搅拌器包括“s”型叶片，所述“s”型叶片包括外凸弧和内凹弧。

优选的，左侧所述底面搅拌器与右侧所述底面搅拌器的“s”型叶片相反设置，且相向转动。

优选的，所述镀槽内两侧壁上对应设有侧壁搅拌器，左右所述侧壁搅拌器转向相反。

本发明的有益效果是：该工艺精细化，步骤安排详细、合理，操作有序、简单，从而能够提高抗蚀性，利于产品件的长期使用，同时使电镀后的锌合金基材在导电性能、磁性能、微波特性、热稳定性等多种性能、改善至元件固有的要求范围。

附图说明

图1为本发明镀槽整体结构图。

图2为本发明镀槽俯视结构图。

图3为本发明a处放大图。

图4为本发明底面搅拌器放大图。

图5为本发明“s”型叶片平面图。

其中：1-镀槽，2-矩形滤网框，3-底面搅拌器，4-侧壁搅拌器，5-穿孔，31-“s”型叶片，301-外凸弧，302-内凹弧。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。

实施例：具有耐腐蚀及导电率的锌合金基材的电镀工艺，将锌合金压铸成毛坯件，然后机加工后为电镀前的基材，参考附图1，电镀包括以下步骤：

1、化学除油除氧化皮

（1）将锌合金基材放入浓h2so4中浸泡5min-15min，以此松动锌合金基材表面的氧化表皮，氧化表皮松动剥离的同时也致使其表面的油污也一并剥除干净；

（2）将浸泡过的锌合金基材充分水洗；

（3）氧化层剥离：将锌合金基材浸入h2so4：15ml/l，hf：15ml/l,hno3：70ml/l配制的溶液中清洗10-20秒；

（4）将锌合金基材再次进行充分水洗；

（5）脱模处理：配制脱膜粉剂30-50g/l，nacn：5-15g/l的溶液中清洗2-5分钟，表面呈白色金属无黑斑为标准；经h2so4浸泡之后的锌合金表层有一层厚厚的疏松黑色氧化皮，经此工序处理以后该疏松的黑色氧化表层会迅速剥落，裸露白色的纯金属层；

（6）将锌合金基材再次充分水洗；

此步骤是解决锌合金压铸机加过程中表面的油污，并以化学手段剥离表面氧化皮，以纯金属裸露结合所镀覆金属。

2、压铸微孔除酸处理

（1）镀液配制：naoh：30-50g/l，nacn：5-15g/l，温度40-60℃的溶液;

（2）将化学除油除氧化皮的锌合金基材浸入上述镀液中，利用超声波振打方式，将压铸微孔中的酸液振打出来，和碱性液体进行中和反应，振打时针对基材进行晃动或翻动，振打时间控制在10-30分钟；

3、电镀氰化亚铜，压铸的锌合金基体多孔必须以铜层覆盖，覆盖厚度依据尺寸要求控制在10-20um之间，其锌基材在酸性液体中腐蚀加剧，故工艺因采用碱性镀铜为宜；

（1）镀液配制：

cucn：50-70g/l,nacn:20-40g/l,knac4h4o4.4h2o:30-50g/l,配合适量碱性氰铜光亮剂；

（2）电镀氰化亚铜：保持镀液温度40-55℃、ph值12-13、阳极电流密度0.5-1.5a/d㎡的情况下，镀覆铜层10-20um，以足够覆盖锌合金基体，挂镀时以阴极移动频率8-15次/分钟，滚镀时维持滚筒转速5-8r/min，并以连续过滤为佳，阳极为电解铜镀槽1，镀槽1材质以pe、pvc均可，加温以蒸汽导入316#不锈钢管或钛管的加温管中；

（3）电镀后回收并进行充分水洗；

4、电镀铜锡锌合金

（1）镀液配制：cucn:20-40g/l，na2sno3.3h2o:10-30g/l，zn(cn)2:5-15g/l，nacn:10-20g/l，naoh:20-40g/l，再加入铜锡锌光亮添加剂若干。

（2）电镀铜锡锌合金：保持镀液温度20-40℃、ph值12.5-13.5、阴极电流密度0.5-1.5a/d㎡的情况下镀覆2-5um的铜锡锌合金，其紧密度极高，平整度好，有助于提高抗腐蚀性的同时，有利于其电导传输。挂镀时以阴极移动频率8-15次/分钟，并以连续过滤为佳，阳极为高纯度的石墨板，镀槽1以pe、pvc均可，加温以蒸汽导入316#不锈钢管或钛管的加温管中进行加温；

（3）将电镀后的锌合金基材再次回收并充分水洗；

5、电镀厚银

（1）镀液配制：包括kcn：150-200g/l，agcn：20-40g/l，koh：10-20g/l，银光亮添加剂若干；

（2）电镀厚银：保持镀液温度10-30℃，ph值12.5-13.5，阴极电流密度0.3-1.0a/d㎡的情况下，镀厚银8um以上，使截面积增大，以降低电阻，挂镀时以阴极移动频率8-15次/分钟，滚镀则保持滚筒转速5-15r/min，并以连续过滤为佳，阳极为高纯度的锡板，镀槽1以pe、pvc材质均可，加温以蒸汽导入316#不锈钢加温管中，若冷却则以冷冻压缩机交换冷却水控制温度，导入钛管或316#不锈钢管中间接冷却；

（3）将电镀后的锌合金基材再次回收并充分水洗；

（4）电镀后处理：用水溶液有机盐银保护剂浓度5-10%，温度40-60℃，电镀清洗干净以后将银产品浸泡10-20分钟，浸泡完成后充分水洗干净后以80-100℃温度干燥15-25分钟；

（5）将水洗后的锌合金基材用保护剂保护；

此工艺为电子插件内导体，电镀以后电子传导性能优良，并提高焊接性能，银化学稳定高，具有优良导电、导热性，能耐碱和一些有机酸的腐蚀。

6、电镀亚光镍

（1）镀液配制：niso4.6h2o：140-280g/l，nid2.6h2o：30-60g/l，h3bo3：30-60g/l，电镀柔软剂若干；

（2）电镀作业：保持镀液温度40-60℃，ph值3.8-5.4，阴极电流密度1-3a/d㎡的情况下，电镀0.5-1min的镍镀层，在锌合金铜层表面有一层闪镀亚光镍，为接下来的镍磷电镀打下底层以利镍磷的沉积。挂镀时以阴极移动频率8-15次/分钟，滚镀时保持滚筒转速5-8r/min，并以连续过滤为佳，阳极为高纯度的镍板，镀槽1以pe、pvc材质均可，加温以蒸汽导入316#不锈钢加温管间接加温；

（3）将电镀后的锌合金基材再次回收并充分水洗；

（4）将水洗后的锌合金基材用保护剂保护；

7、电镀镍磷合金

（1）镀液配制：镍磷合金以化学电镀形式沉积镀层，其中原液为a、b、c三种形式存在，其中a、b为开缸剂，开缸作业时a:b:纯水比例为1：2：13，电镀作业时补充a\c剂，补充为1：1比例添加；

（2）电镀作业：生产作业时控制温度75-95℃，ph值3.5-5.0，电镀每2小时补充a:2ml/l，c:2ml/l，当补充的a、c补充次数达到150-180次时，镀液老化则清槽废除原镀液，重新配镀槽1电镀，通过加温管加温。电镀加温管以316#不锈钢管为宜；为使沉积迅速进入渡槽时可以直流带电引导，电镀渡槽为防化学沉积以pe材料为防止毛刺杂质影响，电镀完成镀液冷却后可进行过滤作业；

（3）将电镀后的锌合金基材再次回收并充分水洗；

镍磷合金此工序为化学沉积方式在金属表面镀覆，区别于电解直流电镀方式，其没有高低电位差的差异，化学电镀能有效的均匀的覆盖于受镀件的所有表层，有效的达到电镀的目的。

8、电镀光亮锡

（1）镀液配制：snso4：15-30g/l，ar级h2so4：160-220g/l，亮锡开缸剂光亮剂若干；

（2）电镀作业：保持镀液温度15-25℃，阴极电流密度1-3a/d㎡的情况下，挂镀时以阴极移动方式，频率8-15次/分钟，滚镀时保持滚筒转速5-8r/min，并以连续过滤为最佳，阳极为高纯度的锡板，镀槽1以pe、pvc材质均可，冷却温度控制以冷冻压缩机交换冷却水控制温度，通过316#不锈钢冷却管间接冷却；

（3）将电镀后的锌合金再次回收并充分水洗；

（4）将水洗后的锌合金基材用保护剂保护；

9、电镀氨基磺酸镍

（1）镀液配制：h4n2nio6s2：220-320g/l，nicl2.6h2o：5-25g/l，h3bo3：40-60g/l，光亮剂湿润剂若干；

（2）电镀作业：包括镀槽1，保持镀液温度45-60℃，ph值1.0-3.5，阴极电流密度0.2-1.0a/d㎡的情况下，挂镀以阴极移动搅拌方式，保持频率8-15次/分钟，滚镀时控制滚筒转速5-8r/min，并以连续过滤为佳，阳极为高纯度的镍板，加温控制以蒸汽导入316#不锈钢加温管间接加温；

（3）将电镀后的基材再次回收并充分水洗；

（4）将水洗后的锌合金基材用保护剂保护；

10、电镀厚金

（1）镀液配制：导电盐：80-120g/l，络合盐：2-5g/l添加剂1.0-3.0g/lkau(cn）2：2.0-5.0g/l，比重：10-15be；

（2）电镀作业：包括镀槽1，保持镀液温度40-50℃，ph值3.0-4.0，电流密度0.3-1.0a/d㎡，滚镀以滚筒转动方式控制每分钟5-8r/min，并以连续过滤为最佳，阳极以铂金钛网，镀槽1以pe材质为宜，加温控制以蒸汽导入316#不锈钢加温管间接加温；

（3）将电镀后的锌合金基材回收并充分水洗；

11、电镀光亮镍

（1）镀液配制：niso4.6h2o：140-180g/l，nicl2.6h2o：30-60g/l，h3bo3：30-60g/l，电镀柔软剂若干；

（2）电镀作业：包括镀槽1，保持镀液温度40-60℃ph值3.8-5.4，阴极电流密度1-3a/d㎡的操作情况下，挂镀时以阴极移动频率8-15次/分钟，滚镀时保持滚筒转速5-8r/min，并以连续过滤为佳，阳极以高纯度的镍板，镀槽1以pe、pvc均可，加温以蒸汽导入316#不锈钢管间接加温；

（3）将电镀后的锌合金基材回收并充分水洗；

（4）将水洗后的锌合金基材用保护剂保护。

上述步骤中所述镀槽1内设有矩形滤网框2，且所述矩形滤网框2与镀槽1底面之间水平间距设有底面搅拌器3，矩形滤网框2防止待电镀产品接触到底面搅拌器3，造成损坏，底面搅拌器3通过电机来转动，其中底面搅拌器3将镀槽1底部的电镀液搅拌与顶部的混合，提高电镀液浓度的均匀性，同时通过搅拌降低电镀液的温度；由于常规叶片转动时与电镀液接触面积大，因此受到的阻力也较大，容易导致叶片松动或损坏，影响搅拌效果，本发明的底面搅拌器3包括“s”型叶片31，所述“s”型叶片包括外凸弧301和内凹弧302，所述内凹弧302与底面搅拌器3的转轴之间的夹角小于90°，优选为60°，所述“s”型叶片31在转动时，电镀液会顺着“s”型叶片31的曲线流动，其60°倾斜设置的内凹弧302降低了电镀液对“s”型叶片31的阻力，而外凸弧301会将一部分电镀液收住，带动其参与到混合作用中，且外凸弧301能以更大的圆周范围作用于电镀液的混合；优选的，在外凸弧301上均布有若干穿孔5，进一步降低电镀液对“s”型叶片31的阻力。

进一步，左侧所述底面搅拌器3与右侧所述底面搅拌器3的“s”型叶片31相反设置，且相向转动，其相反设置和相向转动是为了将两边的电镀液与中间的电镀液进行混合，提高电镀液的混合效果。

进一步，所述镀槽1内两侧壁上对应设有侧壁搅拌器4，侧壁搅拌器4通过电机转动，左右所述侧壁搅拌器4转向相反，其相反的转向使得电镀液会产生涡流的效果，增大电镀液的混合效果，同时也降低了电镀液的温度，同样的矩形滤网框2防止待电镀产品接触到侧壁搅拌器4，造成损坏。

本发明中，为使产品将功能性发挥到性能要求，需针对不同的要求进行不同类别的保护处理，经不同种保护剂处理后，将使金、银、镍、锡、镍磷合金等镀层在抗腐蚀、抗氧化、抗磨损等方面有着更优越的表现，以利产品经久耐用，性能卓越。

本发明将锌合金材料通过压铸成型、机械加工、再利用组合电镀不同镀层，利用金属离子间的电位差，达到较理想的耐腐蚀、耐氧化、耐磨损的性能要求，结合优越的电镀后处理技术，将性能发挥至极致，使原有的高成本的黄铜，锡铜，铍铜材料，能被价格低的锌合金材料所代替。

本发明属于电镀技术领域，锌合金是以锌为基础加入其它元素组成的合金，锌合金熔点低，流动性好、易熔焊、针焊和塑性加工，残废料便于回收和重熔，但锌合金抗蚀性差，不利于产品件的长期使用，通过此电镀工艺将耐蚀性能提高数十倍。锌合金材料代替黄铜的电镀工艺，不仅满足互调性能要求的同时，更使压铸锌合金成品件通过其工艺有超强的耐腐蚀性能，使电子、电器元件的使用周期更久更安全可靠，同时使产品在导电性能、磁性能、微波特性、热稳定性等多种性能、改善至元件固有的要求范围。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。