電鑄鎳和銅工藝規(guī)范 編制說明

《電鑄鎳和銅工藝規(guī)范》編制說明（征求意見稿）12一、工作簡況本項(xiàng)目根據(jù)《國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)關(guān)于下達(dá)2022年第四批推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的通知》（國標(biāo)委發(fā)〔2022〕51號(hào)）進(jìn)行制定。計(jì)劃編號(hào)：20221661-T-604；項(xiàng)目名稱：《電鑄鎳和銅工藝規(guī)范》；主要起草單位：河南理工大學(xué)、蘇州電加工機(jī)床研究所有限公司、南京航空航天大學(xué)、南通美精微電子有限公司等。計(jì)劃應(yīng)完成時(shí)間：22個(gè)月。2主要工作過程標(biāo)準(zhǔn)研制過程主要分為以下幾個(gè)階段：（1）起草階段首先，標(biāo)委會(huì)面向特種加工機(jī)床領(lǐng)域的科研院所、高等院校、設(shè)備制造商及用戶等公開征集標(biāo)其次，標(biāo)委會(huì)于2023年10月中旬在河南焦作舉行該國家標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)，召集《電鑄鎳和銅工藝規(guī)范》國家標(biāo)準(zhǔn)起草工作組的成員單位參加，并在會(huì)上針對標(biāo)準(zhǔn)申報(bào)草案進(jìn)行了框架結(jié)構(gòu)討論，還對標(biāo)準(zhǔn)起草工作組成員單位在未來的標(biāo)準(zhǔn)研制過程中的責(zé)任進(jìn)行了明確，對產(chǎn)品資料搜集、技術(shù)內(nèi)容編寫、方法指標(biāo)驗(yàn)證等環(huán)節(jié)進(jìn)行了分工。各標(biāo)準(zhǔn)起草單位將根據(jù)電鑄鎳和銅工藝技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用等開展標(biāo)準(zhǔn)化研究工作，力求達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)在相關(guān)方之間的協(xié)調(diào)一致。在標(biāo)準(zhǔn)研制初期，標(biāo)準(zhǔn)起草工作組針對電鑄鎳和銅工藝技術(shù)的特點(diǎn)以及工藝及產(chǎn)品質(zhì)量要求等現(xiàn)狀，經(jīng)過大量的研究分析和資料查證工作，確定了標(biāo)準(zhǔn)制定工作方案。在標(biāo)準(zhǔn)編寫過程中，工作組成員基于標(biāo)準(zhǔn)申報(bào)草案，多次利用線上通訊手段協(xié)商討論，在標(biāo)準(zhǔn)申報(bào)草案的基礎(chǔ)上反復(fù)進(jìn)行論證修改，幾易其稿，并對標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容和試驗(yàn)驗(yàn)證關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行溝通，在確定工藝流程、設(shè)備及產(chǎn)品質(zhì)量等要求后，著手開展技術(shù)內(nèi)容試驗(yàn)驗(yàn)證工作。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)起草工作組在2024年4月底向TC161秘書處提交了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿及編制說明。秘書處在審核相關(guān)文件材料后，于2024年5月13日發(fā)起標(biāo)準(zhǔn)征求意見。同時(shí)結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)起草工作組的試驗(yàn)驗(yàn)證情況和結(jié)果，籌備標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì)，對標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容的編寫情況、試驗(yàn)驗(yàn)證情況等進(jìn)行討論，并就標(biāo)準(zhǔn)中所提要求的依據(jù)、術(shù)語及定義的準(zhǔn)確性、方法的可行性、技術(shù)指標(biāo)的普適性等進(jìn)行集中征求意見。（2）征求意見階段2024年5月13日—7月12日，秘書處將《電鑄鎳和銅工藝規(guī)范》征求意見稿及編制說明發(fā)給標(biāo)委會(huì)全體委員廣泛征求意見，同時(shí)上傳國家標(biāo)準(zhǔn)制修訂管理系統(tǒng)面向社會(huì)公開征求意見。標(biāo)委會(huì)現(xiàn)有委員99名，還包括3名顧問和13名觀察員，因此本次國家標(biāo)準(zhǔn)征求意見共發(fā)函115名專家。截至2024年7月12日，共收到X個(gè)回函，其中X個(gè)單位、X個(gè)專家提出了X條意見和建議，標(biāo)準(zhǔn)起草工作組針對反饋意見進(jìn)行整理和分析，提出采納或不采納的結(jié)論（見《電鑄鎳國家標(biāo)準(zhǔn)征求意見匯總處理表其中采納X條、不采納X條、部分采納X條?！?主要參加單位、工作組成員及其所做工作本標(biāo)準(zhǔn)由河南理工大學(xué)、中鈔設(shè)計(jì)制版有限公司、蘇州電加工機(jī)床研究所有限公司、南通美精微電子有限公司、南京航空航天大學(xué)、廈門市標(biāo)準(zhǔn)化研究院、東莞賽諾高德蝕刻科技有限公司、河南新昌電工科技有限公司、華億軸承科技（江蘇）有限公司共同起草。主要成員：3所做工作：二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則及主要內(nèi)容1標(biāo)準(zhǔn)編制原則本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定進(jìn)行起草。在編寫標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，遵循面向市場、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主研制、適時(shí)推出、不力求與產(chǎn)品研發(fā)、工藝試驗(yàn)、技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、應(yīng)用推廣相結(jié)合，統(tǒng)籌推進(jìn)。同時(shí)，努力使標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容更加科學(xué)、實(shí)用，文字表述更加簡潔、清楚，充分體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)濟(jì)合理性以便于生產(chǎn)企業(yè)和用戶使用。2標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容2.1關(guān)于第1章“范圍”概括了標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容，規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍。本文件規(guī)定了電鑄鎳和銅的工藝要求，描述了產(chǎn)品質(zhì)量檢測方法，適用于鎳和銅的電鑄工藝。2.2關(guān)于第2章“規(guī)范性引用文件”本文件引用國家標(biāo)準(zhǔn)12項(xiàng)，均在標(biāo)準(zhǔn)正文的技術(shù)內(nèi)容中有所體現(xiàn)。2.3關(guān)于第3章“術(shù)語和定義”本文件的名詞術(shù)語總體按照GB/T14896.1《特種加工機(jī)床術(shù)語第1部分：基本術(shù)語》、GB/T14896.6《特種加工機(jī)床術(shù)語第6部分：其他特種加工機(jī)床》、GB/T3138《金屬鍍覆和化學(xué)處理與有關(guān)過程術(shù)語》的規(guī)定，并且與正在制定的GB/T14896.10《特種加工機(jī)床術(shù)語第10部分：電鑄機(jī)床》的技術(shù)內(nèi)容和術(shù)語定義相協(xié)調(diào)。同時(shí)，還界定了標(biāo)準(zhǔn)中常用的術(shù)語，包括：電鑄、原模、芯模、可重復(fù)使用芯模、一次性使用芯模、襯底、脫模，并給出了其定義。2.4關(guān)于第4章“工藝要求”本章規(guī)定了工藝流程、芯模制備、芯模預(yù)處理、電鑄、電鑄后處理、設(shè)備要求等技術(shù)內(nèi)容。在本章中，首先描述了電鑄工藝的一般流程，包括芯模制備、芯模預(yù)處理、電鑄、電鑄后處理四個(gè)環(huán)節(jié)。然后對上述的四個(gè)環(huán)節(jié)給出了具體的工藝要求。對芯模制備環(huán)節(jié)，按可重復(fù)使用芯模和一次性使用芯模的使用類型，分別從材料、設(shè)計(jì)、制備等三個(gè)方面給出了各自的具體要求和操作規(guī)范。對芯模預(yù)處理環(huán)節(jié)，首先給出了預(yù)處理的總體要求，然后對除油、清洗、弱浸蝕、制備脫模層等必需或可選的預(yù)處理步驟給出了操作規(guī)范，提出了要求。此外，還對非金屬芯模的預(yù)處理規(guī)范進(jìn)行了專門的描述。對電鑄環(huán)節(jié)，從電解液組成、陽極、過程控制三個(gè)方面給出了基本要求和規(guī)定。在電鑄過程控制方面，從水質(zhì)、pH值、溫度、電流密度、電解液維護(hù)等角度給出了規(guī)定性要求。在電鑄后處理環(huán)節(jié)，對操作步驟以及各自步驟的主要內(nèi)容與工藝規(guī)范要求進(jìn)行了規(guī)定。2.5關(guān)于第5章“產(chǎn)品質(zhì)量檢測”電導(dǎo)率等技術(shù)內(nèi)容。當(dāng)電鑄制品不適合進(jìn)行試驗(yàn)，或因電鑄制品數(shù)量較少或價(jià)值昂貴而不宜進(jìn)行破壞性試驗(yàn)時(shí)，可用替代試樣來測量結(jié)合力、厚度、孔隙率、硬度和其他性能。在外觀方面，所有電鑄制品均應(yīng)進(jìn)行目視外觀檢查。電鑄金屬層應(yīng)結(jié)晶均勻、細(xì)致、平滑，表面色澤應(yīng)均勻；對不宜進(jìn)行機(jī)械加工、精4整加工等后處理操作的電鑄制品，除邊緣處待切除的區(qū)域外，電鑄金屬層其他區(qū)域不應(yīng)有針孔、起泡、起皮、麻點(diǎn)、結(jié)瘤、裂紋、脫落、樹枝狀結(jié)晶、分層等缺陷或任何對最后的精飾有不良影響的表面缺陷。對電鑄產(chǎn)品的表面粗糙度，要求應(yīng)按GB/T3505的規(guī)定進(jìn)行測量；對于電鑄制品化學(xué)成分的檢測，本標(biāo)準(zhǔn)提出了推薦的非標(biāo)方法。對于孔隙率的測量，是可選項(xiàng)，如電鑄制品的最小厚度≤20μm，應(yīng)按GB/T12332—2008的附測量硬度時(shí)，可在脫模前或脫模后進(jìn)行，需按GB/T9790的規(guī)定進(jìn)行測量。電鑄制品厚度的測量方法有破壞法和非破壞法。測量時(shí)，應(yīng)以已脫模且已完成機(jī)械加工、精整加工后的電鑄制品作為測量對象。除另行約定外，應(yīng)采用通用測量工具并按GB/T1182、GB/T3177的規(guī)定測量厚度，被測電鑄制品的最小厚度應(yīng)不小于5μm。本標(biāo)準(zhǔn)對電鑄制品的內(nèi)應(yīng)力的測量給出了可選的測量方法，對方法的選用提出了要求。當(dāng)電鑄制品涉及分層電鑄時(shí)，層間結(jié)合力應(yīng)按照GB/T5270的彎曲、銼刀或熱振實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評電鑄銅的電導(dǎo)率應(yīng)根據(jù)電鑄制品的形狀特征，選用GB/T32791、GB/T5248描述的方法進(jìn)行測2.6關(guān)于“附錄”本標(biāo)準(zhǔn)以資料性附錄形式列出了金屬芯模材料常用的弱浸蝕工藝、金屬芯模材料常用的脫模層制備工藝、非金屬芯模常用的導(dǎo)電化工藝。3解決主要問題本標(biāo)準(zhǔn)具體解決的問題如下：（1）本標(biāo)準(zhǔn)的制定，將填補(bǔ)國內(nèi)國家標(biāo)準(zhǔn)空白本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電鑄芯模的設(shè)計(jì)與制作、鎳電鑄溶液的使用規(guī)范、電鑄過程控制及電鑄后處理與電鑄制件要求與測試要求。然而，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織尚無關(guān)于電鑄鎳和銅工藝規(guī)范方面的標(biāo)準(zhǔn)。我國現(xiàn)行的電鑄工藝標(biāo)準(zhǔn)僅有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電鑄產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)范》（QJ1847-90）中規(guī)定的航天電鑄產(chǎn)品的電鑄材料選擇、電鑄結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、芯模材料及特點(diǎn)，《電鑄工藝規(guī)范電鑄鎳溶液》（QI1405-88）中規(guī)定的電鑄鎳溶液的配比、配制與操作條件以及質(zhì)量控制措施與常見故障產(chǎn)生原因與排除方法，《電鑄芯模在電鑄前、后的處理方法》（QJ1848-90）規(guī)定了航天電鑄產(chǎn)品用芯模的前、后處理方法，《電鑄鎳質(zhì)量驗(yàn)收技術(shù)條件》（QI1404-88）規(guī)定了電鑄鎳產(chǎn)品的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。至今，我國也無電鑄工藝規(guī)范方面的國家標(biāo)準(zhǔn)。（2）本標(biāo)準(zhǔn)對電鑄鎳和銅的工藝要求進(jìn)行了規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了電鑄鎳和銅的操作規(guī)范、各操作步驟的具體方法和要求。（3）本標(biāo)準(zhǔn)對電鑄鎳和銅制品的質(zhì)量要求給出了規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)對電鑄制品的外觀、表面粗糙度、硬度、內(nèi)應(yīng)力等方面的一般指標(biāo)要求及其測量評價(jià)方法給出了規(guī)定。三、試驗(yàn)驗(yàn)證情況本標(biāo)準(zhǔn)制定單位涵蓋了電鑄技術(shù)研發(fā)、工藝開發(fā)與產(chǎn)品應(yīng)用等全產(chǎn)業(yè)鏈上的眾多單位。標(biāo)準(zhǔn)編制組綜合了參編單位的驗(yàn)證數(shù)據(jù)和資料。5本標(biāo)準(zhǔn)涉及的電鑄鎳和銅的工藝試驗(yàn)和產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)均進(jìn)行了多次試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容一致。四、涉及專利問題的說明本標(biāo)準(zhǔn)不涉及有關(guān)專利等知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題。本標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。五、預(yù)期達(dá)到的社會(huì)效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用情況電鑄是通過在芯?；蚰＞呱想姵练e金屬并在分離后獲得精密制件的過程。廣義講，它是用電沉積方法加工或復(fù)制物體的過程。電鑄主要用于其他方法難以或不能制造的特殊形狀金屬結(jié)構(gòu)與零件的制造，具有成形精度高、適用材料與幾何形狀范圍廣、表面形態(tài)-形狀-性能可協(xié)同調(diào)控等優(yōu)勢，尤其適合精細(xì)表面結(jié)構(gòu)、光滑內(nèi)表面、薄壁多孔件、大型薄殼體等特殊形狀金屬構(gòu)件的精密制造。因此，電鑄在表面微結(jié)構(gòu)模具、金屬反射鏡、航空航天薄殼構(gòu)件(如火箭噴氣管、波導(dǎo)/紋管、冷屏件等)、光滑內(nèi)壁金屬管、微納尺度金屬零件、金屬掩模板/轉(zhuǎn)印板等制造方面具有不可替代的技術(shù)優(yōu)勢。當(dāng)前，電鑄已是半導(dǎo)體制造、航空航天、模具、磨具、醫(yī)療器械、精密機(jī)械等領(lǐng)域不可或缺的支撐技術(shù)之一。電鑄在美國、日本、德國、俄羅斯等科技或國防裝備業(yè)發(fā)達(dá)的國家頗受重視，應(yīng)用廣泛且深入。我國近年來受新一代信息技術(shù)、國防軍工、高端醫(yī)療器械等國家戰(zhàn)略需求的驅(qū)動(dòng)，電鑄技術(shù)應(yīng)用需求旺盛且迫切，基礎(chǔ)研究與技術(shù)推廣活動(dòng)日趨活躍。不同于常用的機(jī)械切/磨削、電解加工等減材加工技術(shù)，電鑄是一個(gè)遵從陰極電化學(xué)沉積原理而實(shí)現(xiàn)成材成型成面同步達(dá)成且彼此相互影響的過程，涉及電化學(xué)沉積過程和復(fù)制成型過程。電化學(xué)沉積過程涉及槽液組分、添加劑、溫度、電流密度、pH值、攪拌方式等因素，而成材成型過程受控于芯模設(shè)計(jì)與制備、芯模前處理、脫模、性能檢測等因素。因此，電鑄制造金屬構(gòu)件和型材過程工藝鏈長、操作環(huán)節(jié)多、影響因素復(fù)雜，其成品評測指標(biāo)也涉及面廣，既有形貌、表面質(zhì)量、精度、效率等制造過程與制件的常見核心指標(biāo)，也有諸如硬度、韌性、內(nèi)應(yīng)力等性能指標(biāo)。故而，電鑄是一個(gè)強(qiáng)烈依賴于工藝過程且評價(jià)指標(biāo)多元的材料成型與制件制造技術(shù)。電鑄已是紡織印染印花圓網(wǎng)、微電子（芯片）封裝模板、交通標(biāo)識(shí)反光膜、超薄金屬箔型材、醫(yī)療器械、智能傳感、金屬濾篩網(wǎng)、數(shù)碼轉(zhuǎn)印設(shè)備、金屬波導(dǎo)管等多個(gè)關(guān)鍵行業(yè)產(chǎn)品制造的主要支撐技術(shù)。尤其在5G通訊、高端醫(yī)療器械、航空航天等領(lǐng)域，電鑄已成為其高密度封裝、特殊微型零件、復(fù)雜形狀薄殼體等制造的不可替代技術(shù)。重點(diǎn)的社會(huì)效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用概述如下：1）解決目前我國電鑄行業(yè)占比最大的電鑄鎳和銅的工藝規(guī)范的國家標(biāo)準(zhǔn)欠缺問題；2）引導(dǎo)電鑄生產(chǎn)和應(yīng)用企業(yè)更加重視標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范生產(chǎn)，促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量提升和產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步；3）有助于買賣雙方對電鑄產(chǎn)品的質(zhì)量和性能要求進(jìn)行了解；4）對產(chǎn)品制造、檢驗(yàn)等方面進(jìn)行規(guī)范，維護(hù)消費(fèi)者（買方）利益；5）為相關(guān)應(yīng)用單位和檢驗(yàn)單位提供技術(shù)參考，確保電鑄技術(shù)應(yīng)用與產(chǎn)品性能的先進(jìn)性。六、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)情況目前，電鑄鎳和銅工藝規(guī)范無國際標(biāo)準(zhǔn)。因此，本標(biāo)準(zhǔn)沒有采用國際標(biāo)準(zhǔn)，也沒有測試國外的樣品、樣機(jī)。本標(biāo)準(zhǔn)為國內(nèi)先進(jìn)水平。七、在標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置，與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，特別是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性（1）本標(biāo)準(zhǔn)屬于特種加工機(jī)床領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系的其他特種加工機(jī)床小類。該標(biāo)準(zhǔn)在標(biāo)準(zhǔn)體系表中編號(hào)為：0816