銅化學拋光液
化學拋光與機械拋光、電化學拋光相比,它不需要通電和掛具。因此,可以拋光形狀複雜的製品,並且生產效率高。化學拋光得到光亮表面,提高了銅及銅合金的裝飾效果和表面性能。
工藝流程
化學除油-----熱水洗-----冷水洗------化學拋光-----冷水洗-----5%H2SO4脫膜----冷水洗-----轉入下道工序
銅拋光液基礎配方
通過對各種不同類型化學拋光液效果比較,並反覆試驗,獲得了銅及銅合金光亮拋光新工藝,其工藝配方如下:
H2O2(30%),ml/L 450
純水 490
添加劑A 60
T,°C 45～50
t,s 45～50
本工藝中無硝酸或硝酸鹽,在酸洗過程中不產生NOx黃煙,有利於操作和環保,對銅件腐蝕特別小,適用於各種銅基零件。由於成份簡單,控制方便,添加劑由A、B兩個組份組成,A為開缸劑,B為補充劑。平時添加補充時,應按B劑∶H2O2=1∶6(體積比)混合後,再加到槽液中,原則上應不亮即加,少加、勤加。對於磷青銅件,可在拋光液中再加10%(體積比)的氟化氫銨。
反應機理及工藝條件
銅及銅合金的化學拋光過程一般可分浸蝕、光亮、過腐蝕三個階段。在拋光過程的浸蝕階段,由於金屬處於活化狀態,金屬表面不同部位的電化學和物理化學性質的不同導致金屬表面的不均勻溶解,於是產生腐蝕表面。隨著拋光過程的進行,金屬表面逐漸由活化狀態變為鈍化狀態,此時拋光過程進入光亮階段。由於金屬表面凹凸部位的鈍化程度不同,凸處相對凹處的高度活性和金屬離子由凸處向拋光液的高速擴散,以及新拋光液高速向凸處的擴散,導致凸起部份的優先溶解。另外,金屬表面凸起部位所形成的鈍化膜的不完整和多孔性,也加速了凸起部分的溶解,結果浸蝕的金屬表面被光亮表面所代替。隨著拋光時間的延長,金屬表面的鈍化狀態被打破,產生過腐蝕的金屬表面。
(1)添加劑
A劑、B劑均由硫酸、表面活性劑、H2O2穩定劑、氧化劑等組成。硫酸主要溶解CuO,其含量過高會產生過腐蝕;太低,則表面易形成白色條紋,必須選擇合適的含量。H2O2在溶液中不穩定,特別是在含銅離子的拋光液中分解更為嚴重。提高H2O2的穩定性是能否批量生產的關鍵。因此,必須在拋光液中加入穩定劑,使H2O2分解減緩或停止。一般使用醇類與其它物質互配來穩定H2O2。表面活性劑有緩蝕和抑制酸霧能力,也可提高零件的表面光亮度。
(2)H2O2
拋光液中的主要氧化劑,與硫酸聯合作用,使製品表面光亮。H2O2濃度太低,拋光效果差;H2O2濃度過高,則會在酸洗後產生粗糙的粉紅色銅層。
(3)溫度
拋光液溫度對拋光後的粗糙度和光亮度有很大影響,一般隨溫度升高,其粗糙度和光亮度增加。但溫度過高,會導致過腐蝕,產生麻點,並且溫度過高,H2O2分解加快。適宜的溫度範圍為45～50°C。
(4)拋光時間
拋光時間隨溫度的升高而縮短,拋光時間短,則拋不亮;過長,又會產生麻點。為了獲得鏡面光亮度,拋光應採取短時、多次的拋光方式,每拋一次,都要脫膜和水洗一次。
