铜及其合金化学抛光的配方及操作方法
抛光

发布于 2024-03-07 14:04:03

铜材化学抛光是将铜制品浸泡在一定化学成分的化学抛光液中，在一定温度下进行化学反应，经过一定时间得到光亮而平滑的铜表面。到今天为止机械抛光虽然可以消除粗糙的表面，达到外观光洁的要求，但由于在抛光过程中工件表面受到压力和热的作用，产生表面晶体变形层，对此还需要进行化学抛光加以去除。以便获得铜件表面装饰性良好的优质膜层。

化学抛光的基本原理（1）：在40度左右的温度中的酸的液体中，抛光液中的氧化剂使铜件表面生成氧化膜；同时由于酸的溶解作用而使氧化膜溶解。当酸的化学反应达到平衡时就可以产生平滑的高反射率的铜表面。

化学抛光的基本原理（2）：黏度较大的酸溶液将铜表面溶解后在所形成的新的铜表面上产生的金属铜会向溶液缓慢地扩散开，但药水浓度梯度在凸出的部位变化快，而在凹陷部位变化慢。结果就会使得铜表面上微光凸出处的溶解比凹陷的地方要快，是铜件表面逐渐平整，达到光亮平滑的表面。

根据以上机理中的几个要素为了使酸溶液具有氧化作用而加入硝酸，为了增加溶液的黏度而加入磷酸，因此简单易操作的化学抛光剂是由三酸加光亮剂组成。

铜及其合金化学抛光配方及操作方法：用于三酸工艺的使用方法：

开槽比例：

开槽药剂重量比

硫酸(p=1.84) 40~60%

盐酸(p=1.1 8) 0.4~0.7%

硝酸钠（也可以用75的硝酸） 3~7%

铜材酸洗抛光添加剂T200 5~8%

水（纯净水更佳）余量

开槽配制方法

1、取计量的纯净水放入抛光池中；

2、缓慢加入计量的硫酸到槽中，注意温度不要太高避免出现危险状况，一般先缓慢加入一部分硫酸等冷却之后，再缓慢加入剩余的硫酸，并冷却；（或以体积比稀释：6份水加4份浓硫酸）

3、冷却后，加入槽液计量的硝酸钠或硝酸，并不断搅拌使之混合均匀；

4、加入计量的盐酸，搅拌均匀；

5、再加入计量所需的铜材酸洗抛光添加剂T200到槽中，搅拌均匀待冷却到30以下后即可使用。

使用方法：把清洗好的铜件置于抛光液中浸泡约 10秒至2分钟（具体时间根据材料的氧化程度以及光亮度要求而定）后取出，用水洗净即可获得光亮的表面。（注：产品必须与药水充分接触，适当时可充分翻动产品）

工艺流程：

前处理（除油脱脂）→水洗→ 酸洗抛光→水洗→铜材钝化（T402）→水洗→干燥，包装

药液维护：

在抛光液使用过程中，随着抛光工件的增多，抛光液中有效成分会逐步降低，因而会使抛光的速度变慢、光亮度随之降低。为了保证抛光产品的品质正常，必须及时补充新的抛光液与光亮剂，并除去溶液中可能析出的硫酸铜结晶物。

因硝酸分解而黄烟气体对环境有污染，所以开发了无硝酸的化学抛光液其中有双氧水型抛光液。

用于双氧水工艺的使用方法：开槽配比及工艺条件

开槽药剂重量比

双氧水（50%） 20~35%（30%最佳）

铜材抛光光亮剂T200 5~8%

水（纯净水更佳）余量

开槽配制方法

1、取计量的纯净水放入抛光池中，注意尽量不要使用井水以及含氯离子等杂质多的水；

2、缓慢加入计量的铜材抛光光亮剂T200到槽中；

3、再加入槽液计量的双氧水，并不断搅拌使之混合均匀后即可使用。

设备要求：可选塑料容器或304/316不锈钢作为抛光槽体，最好选择PP类塑料材质制作槽体。若每天生产量大的，建议做恒温（降温）设备，确保生产过程中溶液温度稳定、均匀（因在生产过程中，铜件与双氧水反应会放热而引起升温），为保证药水的使用寿命使用温度不要超过50。

使用方法：把清洗好的铜件置于抛光液中浸泡约 1至5分钟（具体时间根据材料的氧化程度以及光亮度要求而定）此时铜件表面已形成棕褐色的氧化膜。然后再将铜件放入到脱膜液（3~5%的稀硫酸）中浸泡约8-15秒即可将表面的棕褐色氧化膜溶解掉，而且呈现出光亮效果。（注：产品必须与药水充分接触，适当时可充分翻动产品。将配置好的抛光液加温至40左右效果更好！）

添加剂中的有机化合物能起到吸附、加速黏性液膜形成的作用，双氧水促进表面氧化，加速凸出部分溶解的作用。表面活性剂则能起到润湿铜件表面，加快气体表面脱附，减少麻点。