一种无氰镀银电镀液及无氰镀银方法与流程

1.本发明属于电镀领域，涉及一种镀银技术，具体涉及一种无氰镀银电镀液及无氰镀银方法。


背景技术：

2.为了提高电力电气行业铜器件(如导电排、江流排、电器开关、互感器、高压瓷瓶等)的导电性，通常需要镀银层，而目前市面上绝大多数工艺采用有氰镀银的方法，虽然所制备的银层能满足镀件的使用要求，但排出的废水对环境造成严重的污染，随着对环保要求越来越严，在不远的将来，无氰镀银终将替代有氰镀银。
3.中国专利cn115449865a公开了一种无氰镀银电镀液、制备方法以及应用其的电镀方法，无氰镀银电镀液，包括如下组分及其质量浓度：硝酸银2545g/l、络合剂40 120g/l、柠檬酸钠1050g/l、碳酸钾5 30g/l、十二烷基硫酸钠1030g/l、磷酸氢二钠5 20g/l、光亮剂5 35g/l以及ph调节剂1030g/l，所述络合剂包括5,5二甲基海因(dmh)、蛋氨酸、植酸中的任意两种或多种。应用其的电镀方法为：预镀处理；镀银。本技术的一种无氰镀银电镀液可用于半导体、仪器仪表等电镀中，其具有光亮、结合效果优异的优点；但是该技术使用较多的添加剂，虽然没有剧毒的氰，但是废水处理依然困难。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种无氰镀银电镀液及无氰镀银方法，采用一种全新的无氰镀银电镀液配方，不仅不含剧毒的氰化物，而且镀液成份简单，后续废液处理容易。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
6.本发明提供一种无氰镀银电镀液，为以水作为溶剂的电镀液，所述电镀液中包括作为银源的硫氰化银、作为络合剂的硫氰化钾和用于提高电镀过程中阴极极化、高导电性的添加剂。
7.作为一种优选技术方案，所述添加剂包括氯化锂和甲酸钾。
8.不同于现有技术中有氰镀银中的氰化物具有剧毒，本发明的硫氰化银是无毒，正常情况下，硫氰化银几乎不溶于水，本发明通过添加硫氰化钾与硫氰化银反应形成络合物，提高硫氰化银的溶解度，稳定电解液，提高阴极极化，提高导电性；使得硫氰化银成为可用的电镀银银源；硫氰化银的络合反应原理如下：
9.agscn+scn-＝ag(scn)-2
(络合物)
10.本发明另外添加了氯化锂和甲酸钾，作为添加剂，甲酸钾为光亮剂，使得镀层结晶致密光亮，氯化锂用于提高溶液的导电性、提高阳极和阴极极化。
11.作为一种优选技术方案，所述电镀液中各组分浓度如下：
12.硫氰化银50-100g/l
13.硫氰化钾10-100g/l
14.氯化锂5-10g/l
15.甲酸钾0.1-1g/l。
16.本发明的无氰镀银溶液用去离子水制备而成，其成分简单，配制容易，性能稳定，刷镀性能好，电参数范围广，沉积效率高，镀银层结晶致密，结合力优良，外观光亮，均匀一致。
17.另一方面，本发明还提供一种无氰镀银方法，包括以下步骤：
18.步骤1、清洁处理，将待镀银工件表面进行除油清洁处理；
19.步骤2、活化，采用镀银活化剂将清洁处理后的待镀银工件表面进行活化处理；
20.步骤3、预镀，配置预镀银溶液，预镀银溶液为硝酸银和硫氰化钠组成的水溶液，利用预镀银溶液在待镀银工件表面进行初步电镀，形成结合力强的预镀层；
21.步骤4、无氰镀银，配置无氰镀银溶液，无氰镀银溶液为包含硫氰化银、硫氰化钾、氯化锂及甲酸钾的水溶液，利用无氰镀银溶液在待镀银工件表面预镀层进行电镀，直到所需厚度的镀银层，完成镀银处理。
22.作为一种优选技术方案，步骤1中，所述清洁处理方式为采用有机溶剂将经过打磨抛光的镀银工件进行清洗处理。
23.作为一种优选技术方案，步骤2中，所述镀银活化剂为酸性的活化剂。
24.作为一种优选技术方案，步骤3中，预镀银溶液中各组分含量如下：
25.硝酸银1-2g/l
26.硫氰化钠100-150g/l。
27.需要说明的是，步骤3和步骤4中既可以采用槽镀工艺也可以采用刷镀工艺，具体采用现有技术中的设备和工艺即可。
28.作为一种优选技术方案，步骤3中，所述预镀采用刷镀工艺，刷镀的参数如下：
29.将预镀银溶液加温至30-40度，电源电压调至3-3.5v，阳极镀笔接电源正极，待电镀工件接电源负极，阳极镀笔通过泵或蘸取预镀银溶液在待电镀工件表面来回移动，在待镀表面进行刷镀。
30.作为一种优选技术方案，所述预镀层的厚度为0.1-1微米。
31.作为一种优选技术方案，步骤4中，所述电镀采用刷镀工艺，刷镀的参数如下：
32.将无氰镀银溶液加温至30-40度，电源电压调至3-3.5v，阳极镀笔接电源正极，铜器件接电源负极，阳极镀笔通过泵或蘸取无氰镀银溶液在待镀银工件表面来回移动，在待镀银工件表面的预镀层上进行刷镀。
33.作为一种优选技术方案，步骤4中，无氰镀银结束后在镀银表面涂覆银防变色剂。
34.作为一种优选技术方案，所述的镀银层厚度为5-50微米。
35.与现有技术相比，本发明有益效果如下：
36.a.镀液废水排放量仅为国标gb21900-2008规定的1/20，绿色环保。
37.b.所制备的银层各方面性能效果均与有氰镀银相当(如外观、结合力、导电性，延展性，光反射性等)，甚至某些指标优于有氰镀银(如硬度，效率等)。
38.c.有氰镀银溶液在施镀过程中会和工件表面产生置换反应，污染镀件表面，因此往往需要在镀前进行遮蔽保护，尤其是对于大型工件的局部镀银，若不采取保护措施，一旦发生置换反应，会极大地增加清洁劳动强度，而本专利的无氰镀银则不会发生此类问题，因此无需对镀件表面做特别的保护。
39.d.有氰镀银溶液在使用过程中，会逐渐产生越来越明显的刺激性气味，影响身体健康。而无氰镀银溶液则不会产生气味。
40.e.无氰镀银溶液使用安全，不易燃易爆，便于运输和贮藏。
41.f.无氰镀银溶液不仅可用于刷镀，还可用于槽镀(电镀)。
42.说明书附图
43.图1为本发明无氰镀银工艺流程示意图。
具体实施方式
44.下面结合实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
45.实施例1：
46.预镀银溶液，其配方为：
47.硝酸银1g/l
48.硫氰化钠100g/l
49.无氰镀银溶液，其配方为：
50.硫氰化银50-g/l
51.硫氰化钾10-g/l
52.氯化锂5g/l
53.甲酸钾0.1g/l。
54.本实施例以刷镀工艺对铜器件表面镀银为例进行无氰镀银工艺举例说明，具体方法如下：
55.a.清洁前处理：将经过打磨抛光的铜器件用有机溶剂(如丙酮等)进行除油，清除掉待镀表面的油污。
56.b.活化：用专用活化液擦拭或浸泡铜器件的待镀表面，时间大约30s，用水冲洗掉表面残液，所述镀银活化剂为酸性活化剂，比如采用广州贻顺化工生产的编号为qys.619的镍镀银前活化剂。
57.c.预镀银：配置预镀银溶液，将预镀银溶液加温至30-40度，电源电压调至3-3.5v，阳极镀笔接电源正极，铜器件接电源负极，阳极镀笔通过泵或蘸取预镀银溶液在铜器件表面来回移动，在铜器件的待镀表面进行刷镀，形成结合力强的预镀层，时间约30s。
58.d.无氰镀银：配置无氰镀银溶液，将无氰镀银溶液加温至30-40度，电源电压调至3-3.5v，阳极镀笔接电源正极，铜器件接电源负极，阳极镀笔通过泵或蘸取无氰刷镀银溶液来回移动，在铜器件上的预镀层表面进行刷镀，直到通过工具检测并达到厚度要求后，用水冲洗掉表面残液，完成电镀，对于厚度测量，一般用千分尺等量具。
59.需要说明的是，作为一种镀银基本工序手段，在镀银后一般都要进行防变色保护，在铜器件表面涂上一层银层防变色保护剂，防止变色。
60.本发明通过预镀银先在待镀表面获得一个结合力强的预镀层，然后再镀银，能够得到结合力强的镀银层。
61.表1电镀结束后测量废液中离子浓度
62.总污染物排放限值(μg/l)废水测量值(μg/l)
总氰化物301.00铬1003.77铅200.19镉50.56
63.镀液废水排限值为国标gb21900-2008。
64.实施例2：
65.预镀银溶液，其配方为：
66.硝酸银1.5g/l
67.硫氰化钠120g/l
68.无氰镀银溶液，其配方为：
69.硫氰化银70-g/l
70.硫氰化钾50-g/l
71.氯化锂8g/l
72.甲酸钾0.15g/l。
73.高强度合金钢牙轮钻内孔镀银：本实施例采用上述配方，镀银方法与实施例1相同。
74.表2电镀结束后测量废液中离子浓度
75.总污染物排放限值(μg/l)废水测量值(μg/l)总氰化物301.2铬1003.79铅200.21镉50.66
76.实施例3：
77.预镀银溶液，其配方为：
78.硝酸银2g/l
79.硫氰化钠150g/l
80.无氰镀银溶液，其配方为：
81.硫氰化银100-g/l
82.硫氰化钾100-g/l
83.氯化锂10g/l
84.甲酸钾1g/l。
85.不锈钢防咬死螺母镀银：本实施例采用上述配方，镀银方法与实施例1相同。
86.表3电镀结束后测量废液中离子浓度
87.总污染物排放限值(μg/l)废水测量值(μg/l)总氰化物301.5铬1003.47铅200.29镉50.76
88.以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发
明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种无氰镀银电镀液，为以水作为溶剂的电镀液，其特征在于，所述电镀液中包括作为银源的硫氰化银、作为络合剂的硫氰化钾和用于提高电镀过程中阴极极化、高导电性的添加剂。2.根据权利要求1所述的无氰镀银电镀液，其特征在于：所述添加剂包括氯化锂和甲酸钾。3.根据权利要求2所述的无氰镀银电镀液，其特征在于：所述电镀液中各组分浓度如下：硫氰化银50-100g/l硫氰化钾10-100g/l氯化锂5-10g/l甲酸钾0.1-1g/l。4.一种无氰镀银方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、清洁处理，将待镀银工件表面进行除油清洁处理；步骤2、活化，采用镀银活化剂将清洁处理后的待镀银工件表面进行活化处理；步骤3、预镀，配制预镀银溶液，预镀银溶液为硝酸银和硫氰化钠组成的水溶液，利用预镀银溶液在待镀银工件表面进行初步电镀，形成结合力强的预镀层；步骤4、无氰镀银，配制无氰镀银溶液，无氰镀银溶液为包含硫氰化银、硫氰化钾、氯化锂及甲酸钾的水溶液，利用无氰镀银溶液在待镀银工件表面预镀层进行电镀，直到所需厚度，完成镀银处理。5.根据权利要求4所述的无氰镀银方法，其特征在于：步骤1中，所述清洁处理方式为采用有机溶剂将经过打磨抛光的镀银工件进行清洗处理。6.根据权利要求4所述的无氰镀银方法，其特征在于：步骤3中，预镀银溶液中各组分含量如下：硝酸银1-2g/l硫氰化钠100-150g/l。7.根据权利要求4所述的无氰镀银方法，其特征在于：步骤3中，所述预镀采用刷镀工艺，刷镀的参数如下：将预镀银溶液加温至30-40度，电源电压调至3-3.5v，阳极镀笔接电源正极，待电镀工件接电源负极，阳极镀笔通过泵或蘸取预镀银溶液在待电镀工件表面来回移动，在待镀表面进行刷镀。8.根据权利要求4所述的无氰镀银方法，其特征在于：步骤4中，所述电镀采用刷镀工艺，刷镀的参数如下：将无氰镀银溶液加温至30-40度，电源电压调至3-3.5v，阳极镀笔接电源正极，铜器件接电源负极，阳极镀笔通过泵或蘸取无氰镀银溶液在待镀银工件表面来回移动，在待镀银工件表面的预镀层上进行刷镀。9.根据权利要求4-8任意一项所述的无氰镀银方法，其特征在于：步骤4中，无氰镀银结束后在镀银表面涂覆银防变色剂。

技术总结
本发明公开了一种无氰镀银电镀液及无氰镀银方法，无氰镀银电镀液包括作为银源的硫氰化银、作为络合剂的硫氰化钾和用于提高电镀过程中阴极极化、高导电性的添加剂。镀银时，先对待镀银工件表面进行清洁处理；然后活化处理；之后采用由硝酸银和硫氰化钠组成的预镀银溶液进行初步电镀，形成结合力强的预镀层；最后利用无氰镀银溶液在待镀银工件表面预镀层进行电镀，直到所需厚度，完成镀银处理。本发明镀液废水排放量仅为国标1/20，绿色环保。所制备的银层各方面性能效果均与有氰镀银相当(如外观、结合力、导电性，延展性，光反射性等)，甚至某些指标优于有氰镀银(如硬度，效率等)。效率等)。效率等)。


技术研发人员：宾昕 彭正祺
受保护的技术使用者：武汉材料保护研究所有限公司
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/7/7