深圳前海金伯仕科技有限公司
網(wǎng) 址：www.689889.cn
聯(lián)系人：李先生
手 機(jī)： 13570885658
郵 箱：641517045@qq.com
地 址：深圳市寶安區(qū)新安街道寶興路21號(hào)萬(wàn)駿經(jīng)貿(mào)大廈14樓1419室
1、電鍍銀板層用于防止腐蝕，增加導(dǎo)電率、反光性和美觀(guān)。廣泛應(yīng)用于電器、儀器、儀表和照明用具等制造工業(yè)。例如銅或銅合金制件鍍銀時(shí)，須先經(jīng)除油去銹;再預(yù)鍍薄銀或浸入由氯化汞等配成的溶液中，進(jìn)行汞化處理，使在制件表面鍍上一層汞膜;然后將制件作陰極，純銀板作陽(yáng)極，浸入由硝酸銀和氰化鉀所配成的氰化銀鉀電解液中，進(jìn)行電鍍。電器、儀表等工業(yè)還采用無(wú)氰鍍銀。電鍍液用硫代硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫氰酸鹽、亞鐵氰化物等。為了防止銀鍍層變色，通常要經(jīng)過(guò)鍍后處理，主要是浸亮、化學(xué)和電化學(xué)鈍化，鍍貴金屬或稀有金屬或涂覆蓋層等。
2、電鍍銀板層很容易拋光，有很強(qiáng)的反光能力和良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電、焊接性能。銀鍍層最早應(yīng)用于裝飾。在電子工業(yè)、通訊設(shè)備和儀器儀表制造業(yè)中，廣泛采用鍍銀以減少金屬零件表面的接觸電阻，提高金屬的焊接能力。此外，探照燈及其他反射器中的金屬反光鏡也需鍍銀。由于銀原子容易擴(kuò)散和沿材料表面滑移，在潮濕大氣中易產(chǎn)生“銀須”造成短路，故銀鍍層不宜在印刷電路板中使用。目前使用的鍍銀液主要是氰化物鍍液。
電鍍銀板相對(duì)比應(yīng)用的范圍很廣泛，比如日用產(chǎn)品，暖瓶。
在銀的氰化物電鍍過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)銀陽(yáng)極板表面有較多區(qū)域未溶解，經(jīng)金相檢測(cè)發(fā)現(xiàn)銀板內(nèi)部晶粒多為孿晶。銀板在冷軋?jiān)偻嘶鸷笠仔纬赏嘶饘\晶，其中Σ3孿晶界占比例較大，Σ3孿晶界穩(wěn)定性高，不易脫離電子，導(dǎo)致不均勻溶解。分析其形成原因?yàn)殂y板生產(chǎn)過(guò)程中道次加工率過(guò)大，再經(jīng)過(guò)退火后形成此類(lèi)退火孿晶。通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定，先熱軋?jiān)傩〉来渭庸ち坷滠埬軌蛎黠@減少退火孿晶的數(shù)量，此工藝生產(chǎn)銀板電鍍后表面腐蝕均勻，提高電鍍穩(wěn)定性。
在銀的氰化物電鍍過(guò)程中，使用冷軋銀板作為陽(yáng)極，電流密度為0.4A/dm2，溫度控制在25℃~28℃。單批次銀板電鍍時(shí)出現(xiàn)以下情況：電鍍中銀陽(yáng)極表面有較多區(qū)域未溶解，呈島狀，同時(shí)其它已溶解區(qū)域有較多球面坑。其他正常電鍍銀板表面所示，表面腐蝕均勻。
銀陽(yáng)極不均勻溶解，會(huì)對(duì)電鍍產(chǎn)生以下影響：
①在一定的電流密度下，陽(yáng)極溶解速度降低，而陰極上析出速度不變，導(dǎo)致溶液內(nèi)銀離子濃度降低，失去了溶液中的金屬離子平衡[1]，同時(shí)電鍍時(shí)極間距較近，陽(yáng)極上有較大面積的不溶解，會(huì)導(dǎo)致附近區(qū)域銀離子濃度降低，而使鍍層厚度不均勻;
②其不均勻溶解極可能導(dǎo)致部分銀溶解較慢，而其周?chē)y溶解較快，導(dǎo)致這部分銀形成顆粒而脫落，從而縮短陽(yáng)極的使用壽命。
金屬質(zhì)感分割線(xiàn)
1、銀陽(yáng)極不均勻溶解分析：
生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)電流密度和溫度控制嚴(yán)格，同時(shí)銀作為不易鈍化材料[1]，且從表面已溶解情況分析，陽(yáng)極不均勻溶解不是陽(yáng)極鈍化引起的。
對(duì)銀陽(yáng)極生產(chǎn)過(guò)程中的樣品進(jìn)行顯微組織分析，可以看出板材內(nèi)部晶粒均勻性一般，并多為孿晶，比例達(dá)到了82.4%。銀板材冷軋和400℃退火1h后，銀板內(nèi)部會(huì)形成較大比例的孿晶[2]，作為fcc結(jié)構(gòu)的銀形成的退火孿晶中Σ3孿晶界的比例很高[3],并在板面上呈現(xiàn)隨機(jī)分布。Σ3孿晶界晶界能低，可以明顯改變一些材料的性能：如抗晶間斷裂、抗腐蝕、韌性等性能提升[4]，其他孿晶的晶界能較高，如銀的快速遷移孿晶界是Σ13b[2]，這些孿晶和其他大角度晶界一樣較活潑，易失去電子而形成銀離子。
Σ3孿晶界具有晶界能低、境界擴(kuò)散率低、晶界上偏聚程度輕微、沿晶析出幾率小等重要特性，才使其具備如此高的晶界腐蝕力和低的蠕變速率等特殊性能[5]。
Σ3孿晶界優(yōu)良的抗晶間斷裂、抗腐蝕、抗電遷徙能力使得這些晶粒在電鍍過(guò)程中，較難釋放電子形成離子進(jìn)入溶液，從而導(dǎo)致板面不均勻溶解。而其他晶粒(包括非孿晶、亞孿晶、其它Σ晶界的晶粒)能夠在電鍍過(guò)程中正常或快速溶解。
所以銀陽(yáng)極的不均勻溶解極可能是其內(nèi)部Σ3孿晶界的孿晶比例較高，且分布不均，導(dǎo)致其他晶粒先溶解且相對(duì)于Σ3孿晶界溶解較快，而Σ3孿晶界溶解緩慢，從而形成了如圖1的溶解面。
金屬質(zhì)感分割線(xiàn)
2、形成Σ3孿晶界的原因：
孿晶界一般是通過(guò)一定的變形量，然后再熱處理而形成的。在形變過(guò)程中，例如銀這種低層錯(cuò)能的fcc結(jié)構(gòu)金屬，其多晶材料在位錯(cuò)發(fā)生交滑移之前易產(chǎn)生孿晶變形，在晶體內(nèi)產(chǎn)生較大的形變能，為之后熱處理提供了驅(qū)動(dòng)力。在退火過(guò)程中，晶界發(fā)生重新取向，從而形成孿晶，而Σ3孿晶界占很大的比例。
孿晶形成過(guò)程中需要較大的應(yīng)力即形核驅(qū)動(dòng)力，對(duì)于fcc結(jié)構(gòu)金屬一般在室溫和沖擊載荷下才能產(chǎn)生孿生變形[6]。
在銀板冷軋過(guò)程中，可以看出電鍍異常銀板的道次軋制比較高，形成了較大的載荷，軋制溫度為20~50℃，較容易形成孿生變形，再經(jīng)過(guò)高溫退火，即形成了退火孿晶。
所以形成Σ3孿晶界的主要原因是在室溫下采用了較大的道次軋制比，并由于銀是低層錯(cuò)能的fcc結(jié)構(gòu)多晶金屬，更易形成孿生變形。在400℃退火1h后，孿生晶粒重新取向，形成很大比例的Σ3孿晶界。
3、減少Σ3孿晶界的工藝實(shí)驗(yàn)：
鑒于Σ3孿晶界的形成原因，所以生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)盡量避免孿晶的生成。所以生產(chǎn)過(guò)程中銀冷軋時(shí)，不易采用大的道次軋制比。設(shè)計(jì)兩個(gè)工藝方案，進(jìn)行對(duì)比分析，方案1：小道次軋制比的冷軋，道次軋制比為2%~6%。方案2：先熱軋?jiān)傩〉来诬堉票壤滠垼瑹彳堒堉票葹?3.3%，熱軋溫度為500℃[7]，冷軋道次軋制比為2%~5%，冷軋軋制比為27.5%。兩個(gè)樣品一起在400℃下退火1h。然后對(duì)兩個(gè)方案生產(chǎn)出的銀板進(jìn)行金相分析，結(jié)果如下：
生產(chǎn)出銀板內(nèi)部微觀(guān)組織，經(jīng)抽樣統(tǒng)計(jì)其孿晶比例比大道次軋制比銀板的孿晶比例降低了約50%，并且多數(shù)為亞孿晶，但其晶粒顆粒大小均勻性一般，而圖3(b)所示方案2生產(chǎn)出銀板內(nèi)外晶粒均勻，且均孿晶比例降低了近70%，其中亞孿晶也較多。
所以采用先熱軋?jiān)傩〉来诬堉票壤滠埳a(chǎn)的銀板內(nèi)部晶粒更均勻細(xì)小，且孿晶數(shù)量明顯減少，同時(shí)熱軋工藝能夠明顯減少整體的加工道次，提升加工效率。此方案生產(chǎn)的銀板電鍍實(shí)驗(yàn)后，銀板表面腐蝕均勻，顆粒細(xì)小，提高電鍍的穩(wěn)定性。從表面觀(guān)察，與圖1(b)所示基本一致，但從微觀(guān)組織上分析，其內(nèi)部晶粒更均勻，孿晶數(shù)量更少，且加工道次更少，提高生產(chǎn)效率。
4、結(jié)論：
(1)銀的氰化物電鍍時(shí)，陽(yáng)極不均勻溶解形成表面島狀的情況是由于銀板內(nèi)部生成較多的孿晶，其中較多比例是Σ3孿晶界且不均勻分布，其抗晶間斷裂、抗腐蝕、抗電遷徙能力較強(qiáng)，所以溶解速度很慢，而其他晶粒溶解正常或快速，即形成不均勻溶解的情況。
(2)Σ3孿晶界形成的主要原因是銀板生產(chǎn)過(guò)程中在20~50℃以12.1%~15.4%的大道次軋制比冷軋，晶粒內(nèi)部主要是孿生變形，再經(jīng)退火后形成了退火孿晶，由于銀屬于fcc結(jié)構(gòu)，底層錯(cuò)能導(dǎo)致其退火孿晶多為Σ3孿晶界。
(3)通過(guò)兩種工藝方案的比較，生產(chǎn)電鍍銀板易采用先熱軋?jiān)傩〉来诬堉票壤滠?，此方案生產(chǎn)出的銀板內(nèi)部晶粒均勻，且退火后孿晶數(shù)量明顯減少，同時(shí)減少總加工道次，生產(chǎn)出銀板電鍍效果較好，表面腐蝕均勻。