铝合金表面一次施镀银的环保镀银工艺制造技术

本发明专利技术属于铝合金电镀技术领域，具体涉及铝合金表面一次施镀银的环保镀银工艺。具体包括：表面打磨光滑、粗化处理、羟基化处理、KH580表面改性、环保镀银。本发明专利技术通过在Al及Al合金上一次直接施镀银层，银层致密，厚度薄且均匀，有效提高Ag与Al之间结合力，在不降低质量的情况下可大大降低成本。从环保角度和环境可持续发展方面因为不使用氰化水溶液解决了环境污染和毒害问题。

Environmental protection silver plating process of one-time silver plating on aluminum alloy surface

The invention belongs to the technical field of aluminum alloy electroplating, in particular to an environmental protection silver plating process of one-time silver plating on aluminum alloy surface. It includes: surface polishing, roughening, hydroxylation, kh580 surface modification, environmental protection silver plating. The silver layer of the invention is compact, thin and uniform by directly applying the silver layer on the Al and the Al alloy, effectively improving the binding force between the Ag and the Al, and greatly reducing the cost without reducing the quality. In terms of environmental protection and environmental sustainable development, the problem of environmental pollution and toxicity is solved by not using cyanide solution.

【技术实现步骤摘要】
铝合金表面一次施镀银的环保镀银工艺
本专利技术属于铝合金电镀
，具体涉及铝合金表面一次施镀银的环保镀银工艺。
技术介绍
变电站断路器、GIS外接线板多为铝合金导体材料，高温沿海工业腐蚀环境严酷，高Cl-浓度的复杂恶劣环境下铝导体材料腐蚀十分严重。铝及铝合金表面镀银工艺复杂，一般经过化学除油---水洗---碱蚀---水洗---出光---水洗---一次浸锌---退锌---水洗---二次浸锌---水洗---氰化物镀铜---水洗---镀银---回收---水洗---热水洗---烘干---防变色处理---烘干---检验等工序。工序越多，质量越难以控制。变电站使用的断路器、GIS外接线板的镀银层，都是铝镀铜再镀银。另外因为多了Al-Cu和Cu-Ag界面，增加了电阻导致电气性能下降。寻找一次性在Al及其合金上直接镀银并且提高银镀层质量是电接触材料亟待解决的问题。镀银技术，总体可分为冶金、化学、物理、机械和综合法。虽然上述技术中也提出了许多非氰化溶液体系，但目前氰化物为主配方的溶液体系仍旧是电镀银工业界的重要配方。化学法中的置换镀银（也称浸镀银）工艺是一种操作简单、成本较低的镀银方法。置换方式只能是在裸露表面获得银，所以要获得很薄的银镀层或节约银的用量，理论上这是一种很合适的反应。置换镀银现有的技术仍然是以氰化水溶液体系和非氰化水溶液体系为主，且现有的非氰化水溶液体系镀银技术仍然逊色于以氰化物为主水溶液体系。探索和寻找新的非氰化水溶液的研究仍是当前的研究重点。硅烷偶联剂KH580的中文名叫γ-巯丙基三乙氧基硅烷，别称为3-巯基丙基三乙氧基硅烷等，不溶于水，但溶于醇，会与水慢慢发生反应。水解后乙基断裂，形成Si-OH结构，羟基可以与羟基进行缩合反应。本专利技术通过在铝合金表面羟基化预处理时，先在NaOH溶液中低频超声10分钟，通过KH580的乙酸乙酯溶液在羟基化处理后的基体表面接上KH580。KH580的羟基与基体表面羟基结合，巯基裸露在外面。巯基可以与银进行配位反应，将银定位吸附在基体表面。再利用银的自催化功能在基体表面进行化学镀银反应。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铝合金表面一次施镀银的环保镀银工艺。通过在Al合金上一次直接施镀银层，银层致密，厚度薄且均匀，有效提高Ag与Al之间结合力，在不降低质量的情况下可大大降低成本。从环保角度和环境可持续发展方面因为不使用氰化水溶液解决了环境污染和毒害问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种铝合金表面一次施镀银的环保镀银工艺具体包括：化学镀工艺：表面打磨光滑→粗化处理→羟基化处理→KH580表面改性→环保镀银。具体工艺过程如下：步骤S1粗化处理：将2mL的HCl溶液滴加入18mL去离子水中，并添加3.4gNH4F，搅拌溶解得到粗化液；将铝合金试样浸入粗化液中，在低频超声波条件下超声10分钟，使表面粗化；步骤S2羟基化处理：配置质量分数为10%的NaOH溶液，将步骤S1处理后的试样浸入NaOH溶液中，在低频超声波条件下超声10分钟；步骤S3KH580表面改性处理：将KH580溶于乙酸乙酯中，体积浓度为0.5~3%，得到改性液；将羟基化处理后的试样放入改性液中，在低频超声波条件下超声1~3小时，使基体表面获得巯基；步骤S4环保镀银：将步骤S3处理后的试样放入还原液中，在水浴50-90℃加热条件下，以每分钟20~50滴的速度滴加主盐溶液至还原液中；经过30~90分钟后，取出铝合金试样，使用去离子水清洗镀银层表面镀液。进一步地，步骤S4中的还原液具体配置方法为：采用葡萄糖和酒石酸混合还原，葡萄糖浓度为15~40g/L，酒石酸浓度为3~6g/L，完全溶解后，按体积被1:1加入无水乙醇溶液，得到还原液；在还原液配置好之后加入1-5g/L聚乙烯吡咯烷酮作为添加剂。进一步地，步骤S4中的主盐溶液具体配置方法为：采用质量分数为1~3%的硝酸银溶液，络合剂为1-3%的25%氨水，混合后，在主盐溶液中继续滴加25%氨水，直至沉淀逐渐消失溶液变澄清为止。本专利技术的显著优点在于：本专利技术通过在铝合金表面一次直接施镀银层，银层致密，厚度薄且均匀，有效提高Ag与Al之间结合力，在不降低质量的情况下可大大降低成本。不仅大大减少了铝合金氰化镀银可能产生的重金属和氰化物对环境的污染，而且避免了现有回收过程中会产生HCN等有毒气体二次污染等问题。附图说明图1铝合金有无镀银层的XRD图谱对比；图2不同预处理后的镀银层的微观形貌；（a）仅粗化处理；（b）粗化+KH580处理;（c）粗化处理+羟基化处理+KH580改性处理；图3添加4g/L聚乙烯吡咯烷酮后经过90分钟镀银的试样形貌；图4加入添加剂后镀银层表面能谱；图5不同预处理对银镀层试样接触电阻的影响；图6镀银时间对试样电阻值的影响。具体实施方式为进一步公开而不是限制本专利技术，以下结合实例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1铝合金表面一次施镀银的环保镀银工艺具体包括：化学镀工艺：表面打磨光滑→粗化处理→羟基化处理→KH580表面改性→环保镀银。具体工艺过程如下：步骤S1粗化处理：将2mL的HCl溶液滴加入18mL去离子水中，并添加3.4gNH4F，搅拌溶解得到粗化液；将铝合金试样浸入粗化液中，在低频超声波条件下超声10分钟，使表面粗化；步骤S2羟基化处理：配置质量分数为10%的NaOH溶液，将步骤S1处理后的试样浸入NaOH溶液中，在低频超声波条件下超声10分钟；步骤S3KH580表面改性处理：将KH580溶于乙酸乙酯中，体积浓度为0.5%，得到改性液；将羟基化处理后的试样放入改性液中，在低频超声波条件下超声1小时，使基体表面获得巯基；步骤S4环保镀银：将步骤S3处理后的试样放入还原液中，在水浴80℃加热条件下，以每分钟50滴的速度滴加主盐溶液至还原液中；经过90分钟后，取出铝合金试样，使用去离子水清洗镀银层表面镀液。进一步地，步骤S4中的还原液具体配置方法为：采用葡萄糖和酒石酸混合还原，葡萄糖浓度为15g/L，酒石酸浓度为3g/L，完全溶解后，按体积被1:1加入无水乙醇溶液，得到还原液；在还原液配置好之后加入1g/L聚乙烯吡咯烷酮作为添加剂。进一步地，步骤S4中的主盐溶液具体配置方法为：采用质量分数为1%的硝酸银溶液，络合剂为1%的25%氨水，混合后，在主盐溶液中继续滴加25%氨水，直至沉淀逐渐消失溶液变澄清为止。实施例2铝合金表面一次施镀银的环保镀银工艺具体包括：化学镀工艺：表面打磨光滑→粗化处理→羟基化处理→KH580表面改性→环保镀银。具体工艺过程如下：步骤S1粗化处理：将2mL的HCl溶液滴加入18mL去离子水中，并添加3.4gNH4F，搅拌溶解得到粗化液；将铝合金试样浸入粗化液中，在低频超声波条件下超声10分钟，使表面粗化；步骤S2羟基化处理：配置质量分数为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金表面一次施镀银的环保镀银工艺，其特征在于：具体包括：表面打磨光滑、粗化处理、羟基化处理、KH580表面改性、环保镀银。/n

【技术特征摘要】
1.一种铝合金表面一次施镀银的环保镀银工艺，其特征在于：具体包括：表面打磨光滑、粗化处理、羟基化处理、KH580表面改性、环保镀银。


2.根据权利要求1所述的一种铝合金表面一次施镀银的环保镀银工艺，其特征在于：将铝合金试样表面打磨光滑，然后进行以下处理工艺：
步骤S1粗化处理：将2mL的HCl溶液滴加入18mL去离子水中，并添加3.4gNH4F，搅拌溶解得到粗化液；将铝合金试样浸入粗化液中，在低频超声波条件下超声10分钟，使表面粗化；
步骤S2羟基化处理：配置质量分数为10%的NaOH溶液，将步骤S1处理后的试样浸入NaOH溶液中，在低频超声波条件下超声10分钟；
步骤S3KH580表面改性处理：将KH580溶于乙酸乙酯中，得到改性液；将羟基化处理后的试样放入改性液中，在低频超声波条件下超声1~3小时，使基体表面获得巯基；
步骤S4环保镀银：将步骤S3处理后的试样放入还原液中，在水浴加热条件下，以每分钟20~50滴的速度滴加主盐溶液至还原液中；经过30~90分钟后，取出铝合金试样，使用去离子水清洗镀银层表面镀液。


3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈云翔，蔡振才，林德源，洪毅成，蔡建宾，韩纪层，严康骅，夏晓健，邵艳群，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，国网福建省电力有限公司电力科学研究院，国网福建省电力有限公司三明供电公司，
类型：发明
国别省市：福建;35