3浓度为零 时，实验电压不断升高，实验后铜阳极表面出现绿色薄膜。运种绿色薄膜阻碍铜阳极的正常 溶解，电流效率偏低。Κ2〇)3浓度低于20g/L时，锻层发暗、发彩。随着K2CO3浓度升高，锻层外 观逐渐均匀光亮。
[0042] 下表为不同浓度的K2CO3对锻层色泽、外观的影响：
[0043]
[0044] 附：T = 50°C ;DK = 2A/dm2;抑=9.5;t = 3min。
[0045] 锻液中加入少量氨氧化钟来调节锻液的pH值；同时加入Of,有助于铜盐的络合， 在电锻过程中，生成含Of离子的稳定配合物，从而降低阴极反应电位。
[0046] 本发明Ξ种盐的最佳工艺范围分别为:化S化· 5出0 25~30g/L，K0H 90~lOOg/L， K2CO3 30~50g/L。
[0047] 无氯碱性锻铜添加剂浓度的确定:在本发明中仅仅加入基础成分是无法得到均匀 光亮的锻层，为了得到玫瑰金色泽的金属锻层，同时针对铁合金特有的合金材质，我们在工 艺中添加适量的添加剂。当然，不同种类、含量的添加剂会使铜沉积的晶型和大小不同，从 而产生的色泽不同。因此，在无氯碱性锻铜添加剂中加入对应的络合剂、光亮剂、导电盐和 缓冲溶剂。如下表所示，当无氯碱性锻铜添加剂含量较低时，锻液的分散能力较差，阳极产 生氨氧化铜沉淀，锻层粗糖不光亮。随着无氯碱性锻铜添加剂浓度升高，锻液阴极极化作用 增强，铜结晶细化。当添加剂含量过高，游离的配体增加，电流效率降低，沉积速度变慢后锻 层容易烧焦，锻层色泽发黄，中间有许多麻点，整体效果不好;且较高电流密度处容易起皮， 带来锻层脆性较大，不适合锻厚，只能闪锻。
[0048] 下表为不同无氯碱性锻铜添加剂浓度对锻层色泽、外观的影响：
[0049]
[0051] 附：T = 50°C ;Dk = 2A/血2;抑=9.5;t = 3min。
[0052] 电锻溫度的确定:在其它操作条件相同的前提下，对不同溫度下的铁合金无氯碱 铜锻液进行试验。当溫度低于30°C，锻层的光亮电流密度范围缩小，高电流密度发暗或烧 焦，运主要由于溫度低，锻液中离子迁移变慢，浓差极化变强。随着溫度升高，铜离子迁移速 度加快，锻液的分散性能增强，如下表所示。结果表明，在最佳锻液组成下锻液溫度升高，可 增大使用阴极电流密度范围，但影响的幅度有限。由于提高电锻溫度会增加电解能耗和工 艺成本，因而溫度一般控制在40~60°C为宜。提高溫度，导电性增加，并且离子运动速度加 快，因而铜离子沉积也较快，阴极效率也较高。但溫度过高，锻层中间区域和低区发暗，并带 雾状，结合力差，运主要是铜离子沉积太快的结果。总体而言，本发明选择的最佳溫度范围 在 40 ~60 °C。
[0053] 下表为不同溫度对锻层色泽、外观的影响：
[0化4]
[0化5]附：Dk = 2A/血2;抑=9.5; t = 3min。
[0056] 电锻电流密度的确定：阴极电流密度范围与锻液组成关系密切。当锻液组成确定 时，阴极电流密度范围一般也固定了。在最佳配方确定的条件下，我们对不同电流密度下的 铁合金无氯碱铜锻液进行试验，如下表所示。在较低电流密度下，锻层上铜结晶微粒细小， 分布均匀，运是由于提高阴极电流密度增大了电化学极化;但电锻沉积速度较慢。随着电流 密度升高，锻速加快。当电流密度超过4A/dm2时，锻层发红粗糖；当电流密度超过8A/dm2时， 锻层烧焦发黑。本发明阴极电流密度最佳工艺范围控制在0.5~4AAlm2。
[0057] 下表为不同电流密度对锻层色泽、外观的影响：
[0化引
[0059] 附：T = 50°C;抑=9.5;t = 3min。
[0060] 电锻pH值的确定:锻液的pH值对一个工艺来说至关重要，因为它直接关系到络合 物的稳定性和存在状态。在锻液组成不变条件下，我们对不同电流密度下的铁合金无氯碱 铜锻液进行试验，如下表所示。当pH小于9时，容易发生置换反应，影响锻层的结合力。当pH 达到12,溶液混浊，锻液的导电性不好，允许使用的电流密度降低，在高电流密度处铜结晶 受阻；同时氨氧根离子浓度大，在阳极区会产生红色的氧化亚铜粉末;导致锻层与基体之间 结合不牢，发暗、粗糖。本发明中pH值最佳工艺范围控制在9.0~10.5。
[0061 ]下表为不同pH值对锻层色泽、外观的影响：
[0062]
[0063] 附：T = 50 °C ; Dk = 2A/dm2; t = 3min。
[0064] 本发明在操作过程中采用揽拌可使工艺达到最佳。采用揽拌的目的是扩大工作电 流密度范围，强化生产过程。在本工艺配方的研究中，均采用压缩空气鼓泡揽拌方式。运种 方式容易操作，但对配方要求较高，一般要保证锻液中尽量没有杂质。否则容易对溶液鼓泡 时，使杂质附在锻层表面形成毛刺。揽拌锻液可提高溶液的传质速度，提高锻速和降低阴极 极化(主要是浓差极化）。
[0065] 本发明通过大量实验确定了无氯碱性锻铜电锻液的最近配方W及工作条件： CuS〇4*5也0 25~30g/L、K0H 90~100g/L、K2C〇3 30~50g/LW及无氯碱性锻铜添加剂 110 ~130mL/l;工作溫度为40-60°C ;工作抑值为9.0-10.5 ;工作的阴极电流密度为0.5~4A/ dm2。本发明提供的无氯碱性锻铜电锻液电锻时，既具有玫瑰金的色光泽，又具有轻质、高强 等特点，并进一步提高了材料的耐磨性能及耐老化性能，为铁合金材料的装饰开辟了新途 径。同时其稳定性高，生产成本较低，也不使用氯化物，可W有效减少环境污染。
[0066] W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用W限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种无氰碱性镀铜电镀液，其特征在于，它的配方组分包括CuS〇4 · 5H20 25~30g/L、 K0H90~100g/L、K2C0330~50g/L以及无氰碱性镀铜添加剂110~130mL/L。2. 如权利要求1所述的一种无氰碱性镀铜电镀液，其特征在于:所述无氰碱性镀铜添加 剂的消耗量为400-800mL/KAH。3. 如权利要求1所述的一种无氰碱性镀铜电镀液，其特征在于:所述无氰碱性镀铜电镀 液的工作温度为40_60°C。4. 如权利要求1或3所述的一种无氰碱性镀铜电镀液，其特征在于:所述无氰碱性镀铜 电镀液的工作pH值为9.0-10.5。5. 如权利要求1或3所述的一种无氰碱性镀铜电镀液，其特征在于:采用所述无氰碱性 镀铜电镀液工作的阴极电流密度为〇. 5~4A/dm2。6. 如权利要求1或2所述的一种无氰碱性镀铜电镀液，其特征在于:所述无氰碱性镀铜 电镀液的配方组分包括CuS〇4 · 5H20 25g/L、KOH 95g/L、K2C0340g/L以及无氰碱性镀铜添加 剂120mL/L。
【专利摘要】本发明涉及一种无氰碱性镀铜电镀液，它的配方组分包括CuSO4·5H2O25～30g/L、KOH90～100g/L、K2CO330～50g/L以及无氰碱性镀铜添加剂110～130mL/L。本发明提供的无氰碱性镀铜电镀液电镀时，既具有玫瑰金色的光泽，又具有轻质、高强等特点，并进一步提高了材料的耐磨性能及耐老化性能，为钛合金材料的装饰开辟了新途径。同时其稳定性高，生产成本较低，也不使用氰化物，可以有效减少环境污染。
【IPC分类】C25D3/38
【公开号】CN105671600
【申请号】CN201610149073
【发明人】吕明威, 吕志, 车丽媛
【申请人】武汉奥邦表面技术有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年3月16日