影响铜辊筒镀铬质量的因素

2015-03-27奚兵

电镀与环保 2015年1期

奚兵

（常州市荆川里小区12丙201，江苏常州213015）

0 前言

塑料膜彩印加工使用的铜辊筒（铜-锌合金铸件）版面镀铬与一般钢铁件相比，质量要求高，操作条件苛刻，大多数镀层的质量不够理想，次品率高。其产品要求为：版面文字、图案、网纹清晰，呈峰状；镀铬层的厚度为15～20μm，镀层结晶细密、清晰光亮，结合力良好。现就影响镀层质量的工艺因素进行叙述。

1 镀前处理的影响

1.1 除油

铜-锌合金铸件一般不耐碱。因此，不宜用含有氢氧化钠的溶液对铜辊筒进行除油处理。因为碱容易侵蚀辊筒表面，使其消光，呈粗糙的红色外表，而且碱液渗透至基体的微孔内，不易清洗干净，使镀出的铬层发雾。实践表明，采用去污粉或洗衣粉湿式擦洗的除油效果好。

1.2 装挂

铜辊筒装挂关系到镀铬的成败。不要因为装挂工作简单而草率从事。曾有教训：两只辊筒的装挂螺帽未固紧，入槽时又没有发觉，结果因两端的闷头夹板偏离中心、松动，导电不良而造成次品。更严重的是，在返工进行盐酸退铬时容易腐蚀破坏版面网纹尖峰，虽经重新镀铬，但装机开印时却使塑料拉毛、撕裂，造成报废。只好重新制版，再镀铬。

1.3 浸蚀

由于铜的活泼性较差，所以有的厂对铜辊筒镀铬前采用盐酸溶液进行浸蚀处理。实际上，经盐酸溶液处理的辊筒表面呈淡黄色，当盐酸的质量浓度高时，则出现棕褐色斑点。这种情况同碱液除油一样，不易镀出清晰光亮的铬层。同时盐酸残液带入会沾污镀液。因此，慎用盐酸浸蚀处理。应采用稀硫酸溶液烧蚀法（不是浸渍）。具体做法为：将已装挂的辊筒先用600＃的水砂纸打磨表面，然后用质量分数为5%～10%的硫酸溶液以塑料勺浇于其外表面，并用清水冲洗，立即下槽电镀。

2 镀铬工艺参数的影响

2.1 电流密度与温度

铜辊筒版面镀铬与钢铁件镀铬的不同点是：论性质为硬铬，从宏观上看酷似装饰铬。要想得到这种镀层，宜采用低电流密度。如果是铬酐200～300 g／L，硫酸2.0～2.5g／L 的标准镀铬溶液，其电流密度为14～18A／dm2。电流密度确定后，还必须确定相应的操作温度。如果标准镀液的温度为45～52℃，施镀时间则为90～100min。电流密度和温度是铜辊筒镀铬中最重要的因素，必须谨慎协调。

2.2 槽温变化

就电热管插入式加温法而言，开始升温较慢，后来随工件电镀产生焦耳热使槽温急剧升高，又无冷却设备，在这种情况下对温控（指±1℃）有一定困难。实践表明：如果槽温为43～45℃，可以将规范电流密度（16A／dm2）下降10%；如果槽温为52～55℃，则向上提高10%。否则镀出的铬层发雾或粗糙。

2.3 首槽温度

每次做首槽活时，不要在低温尤其是槽温未均匀时急于下槽电镀。为了加快升温速率，在加温的同时进行走缸电解，使槽液随电解阴、阳极电流电力线的相对流，以达到温度均匀一致的目的，从而确保第一槽辊筒镀铬的质量。

3 铜杂质的影响

铜辊筒镀液中的铜是最容易增多的一种杂质，它与铁等金属杂质一样，会降低溶液的电导率，使光亮铬层区域变窄，覆盖能力下降。由于辊筒属于内孔件，因电镀时铬酸液的侵蚀氧化而沾污镀液。当铜杂质的质量浓度高时，槽液温度不变，一般可将电流密度调整到18A／dm2或20A／dm2。这样对镀层不会有明显的影响。同时还可以调整铬酐的质量浓度到工艺的上限（250g／L），相对降低杂质的质量浓度，以改善镀层质量。但是铜杂质的质量浓度必须控制在6g／L以下，它是铜辊筒镀铬中的一个重要因素。可以采用如下方法控制、减慢铜杂质的积累，延长镀液的使用寿命。

（1）在辊筒内壁涂上一层绝缘漆膜，经24h干燥后进行电镀。这层膜可以起到抑制铬酸液对内壁铜的侵蚀氧化。

（2）夹具用铁质材料制作，如两端的夹板和中心固定螺杆，即不要使用铜材（除挂钩）。

（3）中途停电应立即取出镀件，以防长时间进入镀液中使铜基体产生氧化。

（4）铜辊筒镀铬必须带电下槽，而补镀时严禁阳极处理，以小电流密度阴极活化，然后升到正常电流密度进行施镀。