高速哑光线材电镀工艺 【技术领域】
本发明涉及线材制造工艺，尤其涉及一种用于电线电缆导体线芯的高速哑光线材电镀工艺。
背景技术
作为电线电缆导体线芯镀锡工艺，长期以来，始终是公司导体线芯生产的“瓶颈”工序。导体线芯镀锡的质量稳定性、可焊性、厚度均匀性、锡层的附着力，一直是企业工艺改进和攻关的追求目标。自80年代末从德国公司引进该设备之后，一直使用从德国进口的氟硼酸镀液，氟硼酸镀液的配方中进口的材料，如氟硼酸、氟硼酸亚锡等污染很大，造成工艺上处理难度大、处理费用成本高，而且资金占用大、进口时间周期长。自2002年开始，由于氟硼酸镀液中含有不环保的物质成分，在国际上已被禁止使用。因此，尽快实现电镀液的国产化问题就迫在眉睫。
此后，电镀锡面对的是新材料、新工艺和新的技术参数，多年来，在电镀锡后续使用中一直存在质量问题，尤其在拉丝过程中，经常会出现露铜以及镀层的可焊性不稳定等一些不良缺陷。在过去的几年当中，几乎每年都会出现质量问题，而且每年都要停产3-6个月去解决。针对上述问题，企业组织科技人员进行立项、攻关。改进前电镀工艺存在的问题：
1、电镀液不环保。电镀液容易腐蚀设备，对人体健康造成威胁。
2、生产效率低。由于受电镀液、添加剂的控制，电流密度只能控制在3～4A/d m2范围内，才能使电镀液中Sn2+(二价锡离子)浓度保持相对稳定，从而限制了电镀阳极锡板上的锡不能快速地溶解在电镀液中，进而限制电镀锡整个生产的速度效率。
3、镀层的可焊性不稳定。由于电镀液中组分需要进口，镀液中的组分很难精确控制，特别是镀层中锡铅比例，控制在最佳范围内没有充分依据。随着生产的连续进行，镀液温度升高，某些组分的挥发、镀液起泡，使锡层中的组分和结晶情况发生变化，造成可焊性不稳定。
【发明内容】
本发明为了解决上述现有技术存在的问题，经过资料查找、科学论证、反复试验，以及对设备工艺进行调整，终于成功开发了这种高速哑光线材电镀工艺。首先，采取选择以环保型为基准的组分重新配制电镀液的技术方案，即采用环保型的甲基磺酸来替代氟硼酸，因此，该工艺是一种不含氟硼酸的哑光铅锡纯合金电镀工艺。
一种高速哑光线材电镀工艺，其特征在于，电镀工艺中使用的电镀液其组分组成及各组分所占的重量百分比范围是：
去离子水 50～70％ 甲基磺酸 12～21.5％
甲基磺酸锡 10～21.5％ 添加剂 1.5～3％
晶细剂 1.5～3％ 抗氧剂SN 0.2～1％。
高速哑光线材电镀工艺具有的特点：
1、高速哑光线材电镀工艺是一种不含氟硼酸的哑光铅锡纯合金电镀工艺，属于环保型，适用于线状引线连续生产电镀。
2、生产效率高、沉积率在20安培/平方分米电流密度下，每分钟Sn2+(二价锡离子)沉积率可达10μm(阳极为纯锡其含量为99.99％)，速度快，质量稳定。
3、该工艺是一种低泡的工艺，可产生均匀细致且焊接性佳的镀层，在高电流密度下操作，不易烧焦。
4、此工艺是以甲基磺酸为基础，废水处理较简单、设备腐蚀性小、操作条件范围宽。
本发明所产生的有益效果是：
1、提高了生产效率，由于采用新型工艺，其电镀密度可达20A/d m2是改进前的4～5倍(改进前3～4A/dm2)。因而，其相对电镀生产的速度效率加快，满足生产急需各种规格线径，降低了劳动强度。
2、降低成本、减少污染排放，由于新型工艺采用镀液为国产材料，采购成本又较低，缩短进货周期和各类限制。减少氟硼酸、氟硼酸亚锡的处理和排放，也减少在环保上的资金投入，同时保护环境、提高社会效益。
3、提高人身安全和设备安全，由于采用环保型、无污染的镀液，大大降低对人体健康造成的危害；镀液酸性和腐蚀性小，从而减少了对设备关键部件的腐蚀，延长了设备使用寿命。
【具体实施方式】
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
高速哑光线材电镀工艺中使用的电镀液其组分组成及各组分所占的最佳重量百分比是：
去离子水 60.4％ 甲基磺酸 18％
甲基磺酸锡 16％ 添加剂 2.5％
晶细剂 2.5％ 抗氧剂SN 0.6％。
电镀液的配制方法：
1、将去离子水所占比例的三分之一注入干净的镀槽中，然后按比例加入甲基磺酸溶液和甲基磺酸锡溶液，充分搅拌。
2、再按比例加入添加剂，晶细剂，抗氧剂SN，最后再注入去离子水至水位线(去离子水所占比例的三分之二)，充分搅拌，即可。
电镀液中各组分的作用：
1、甲基磺酸
游离甲基磺酸在溶液中有一定的络合和表面活化作用，其含量维持在一定的范围内，有利于提高镀液的稳定性、分散能力和深镀能力。
2、甲基磺酸锡
提供镀液中Sn2+的主要来源，以确保Sn2+(二价锡离子)浓度在正常范围，使产品质量处于受控状态。
3、添加剂
提高镀液的导电性、延展性、光泽性等，并有提高阴极极化，使镀层细致，提高硬度等作用。
4、晶细剂
可改善镀液的分散能力，使镀层结晶细致。
5、抗氧剂SN
防止Sn2+(二价锡离子)氧化为Sn4+(四价锡离子)，从而使Sn4+(四价锡离子)水解产生沉淀，如果经常出现浑浊难以镀出合格产品的现象。
以上甲基磺酸、甲基磺酸锡、添加剂、晶细剂、抗氧剂SN组分均产自上海安美特公司。
电镀液的温度控制在25～35℃范围内。电镀工艺改进前，一般电镀液的温度控制在45℃，而且，至少加温1至2个小时才能正常生产，每当周六、日休息后再开班时，加温的时间会更长，不但影响生产效率，而且容易使镀液混浊。经过反复的生产实践，最终决定将加温镀液的三个1500KW的加热管停用两个，将温度控制在30度左右。这样既可以节约能源，又可以防止因镀液温度过高，加速Sn2+(二价锡离子)氧化为Sn4+(四价锡离子)以及分解添加剂，致使镀液浑浊而影响镀层质量的问题，可谓一举两得。
使用地电镀液采用过滤泵连续过滤。启用过滤泵用2微米的丙纶滤芯连续过滤电镀液。电镀工艺改进前，一般是利用人工清理沉淀，即耗时又费力。启用过滤泵循环镀液并除去积累的不溶物。工艺规定：即使停车时，过滤泵仍在开着，以便循环镀液，每周换二次滤芯，并要经常检查过滤泵是否存在漏气现象，亦可以延缓镀液混浊。如有漏气现象及时解决。反之会使镀液氧化，加速锡离子的消耗使镀液加速混浊等，影响产品质量。
电镀液按周期用低电流密度进行电解处理；其周期为一个月，电流密度为0.2～0.5ASD，电解时间为6～8小时。电镀液中砷、锑、铜等杂质的积累会引起镀液混浊并使镀层变暗、孔隙率增大，所以要定期用低电流密度对电镀溶液进行电解处理。
综上所述，使用新配方配制的电镀液后，影响产品质量的因素主要有两个方面：一是电镀液的温度控制；二是电镀液的日常维护，正确维护酸性哑光镀锡溶液(电镀液)是实际操作中获得优质镀层的重要环节。除此之外，在生产过程中，按产量向电镀液中添加一定比例的抗氧剂SN，可有效地转变电镀液浑浊的状态。
电镀工序的整套工艺流程为：放线→碱洗→水洗→酸洗→电镀→冷水冲洗→热水冲洗→收线。其中电镀步骤的工艺控制是根据后续拉线工序的产品质量而制定的。