2019年 10月 09日 星期三

欢迎您访问昆山市幸运28金属表面处理有限公司网站

设为首页加入收藏XML网站导航



热门产品:



昆山市幸运28金属表面处理有限公司
联系人:张傲弟 13906266375
电话:0512-57772596 57757196 
传真:0512-57772735 

地址:昆山市高新区中环路88号

K金成色铜锌合金仿金电镀工艺研究

作者:幸运28 日期:2019-10-08 11:50 人气:

  K金成色铜锌合金仿金电镀工艺研究_能源/化工_工程科技_专业资料。K 金成色铜/锌合金仿金电镀工艺研究 青岛鑫聚源化工电镀技术有限公司 王琳鹏赵学岗 摘要:使用铜锌合金镀层进行仿金电镀,长期以来未有效的解决镀层的色泽问题。•●已有的工艺使用了多 种办法,存在着过渡色、成

  K 金成色铜/锌合金仿金电镀工艺研究 青岛鑫聚源化工电镀技术有限公司 王琳鹏赵学岗 摘要:使用铜锌合金镀层进行仿金电镀,长期以来未有效的解决镀层的色泽问题。已有的工艺使用了多 种办法,存在着过渡色、成份复杂、操作复杂的等问题。本研究通过有机添加剂的使用,以简单的工艺成份, 方便的操作,实现了具有 K 金成色的黄铜仿金镀层。本文介绍了 K 金仿金电镀工艺特点、影响因素、研究过 程、方法及测试数据。 关键词:镀金;仿金电镀;K 金;有机添加剂;铜锌合金;黄铜;氰化物 黄金色以其高贵、华丽的色泽长期以来为人们所青睐。在纯装饰情况下,为了降低成本,通常使用铜— 锌合金、铜—锡合金或铜—锌—锡三元合金来模仿金镀层,即电镀界所熟知的仿金电镀。仿金电镀中目前广 泛存在的主要问题是成色不纯,非但达不到24K 纯金色,即便18K 金色也很难达到。实现目前较为受欢迎的 玫瑰金色的等更为困难。另外,还存在着镀液难以控制;色泽批次不统一等难以解决的问题。数年来,我们 对这个问题不断进行了试验研究。在不断积累经验的基础上初步达到了较为满意的效果。 一、研究思路及工艺特点 仿金电镀究其工艺类型来说,分为有氰及无氰两种。后者主要以焦磷酸盐工艺类型为主。由于色泽很难 接近金色,在仿金镀领域应用几乎为零。氰化物镀种虽然剧毒,•☆■▲但仿金电镀色泽较好,目前已经达到接近 K 金的色泽。因此,我们选择了氰化工艺为基础进行研究。 实现 K 金仿金电镀,就其成份而言,有铜—锌二元、铜—锡—锌三元两种类型。另外,▪•★为了调剂色泽, 有些工艺加入镍、钴、铟等成份。合金成份越多,则控制因素也越杂,在色泽一致性方面就更难以实现。尽 可能多的减少合金成份,是简化工艺管理、提高色泽一致性的重要因素。因此我们采用了铜—锌二元合金工 艺。溶液中无任何其它重金属离子。 仿金电镀的温度、电流密度对色泽的影响较大。特别是电流密度,在某一范围可出现各种纯正的 K 金色 泽。▲=○▼但遗憾的是,这只是过渡色,且电镀时间很短,最多超不过数秒。否则色泽变化很大。◆◁•在这种情况下, 欲达到大批量规模化生产的一致性,困难可想而知。为了简化操作,业内人士研究出了变电流密度仿金电镀 方法。即在电镀过程中电流密度在对应不同色泽范围内连续变化,也可达到 K 金色的效果。但这种方法需频 繁调节电流,操作控制中经验性成份较大。虽然已经配套生产出了专用整流器,▪…□▷▷•其它因素,诸如温度;铜、 锌等离子浓度; 游离氰浓度; PH 等也有较大影响。 为此,▼▲ 我们的思路及目的是扩大 K 金色泽的电流密度范围, 并尽可能延长电镀时间。 在目前仿金电镀中,色泽的改变主要是通过 PH 值的调节来控制。一般情况下,PH 值在10~11左右。PH 高则色泽偏黄,反之偏红。而仿金电镀生产中,PH 变化还是较快的。因此,能在较为宽广的 PH 范围内获得 色泽均匀的仿金镀层,也是我们研究的一个重要目的。 在合金电镀中,络合剂作为多金属电位调节剂使用是一个常用的措施。但络合剂分析化验难度较大,增 加了废水处理的负担,而且加入后也增加了一项工艺控制指标,提高了工艺维护的复杂性。因此,我们在研 究中,除氰化钠外,未加入辅助络合剂。电位的调节是通过筛选引进的韩国氰化仿金中间体及我们筛选的其 它有机、无机添加剂的作用来实现的。 添加氨水调节镀层色泽已大家所熟知的一种方法。但由于氨水的挥发性,已造成系统的不稳定。因此, 系统中也未加入氨水。 综上所述,我们的总体思路是:采用氰化物类型,使用有机、无机复合体系调色,力求在较宽的 PH、主 盐、▲●…△游离氰、电流密度、温度、电镀时间等工艺范围内,得到均一、色泽鲜艳逼真的 K 金仿金镀层。为了方 便使用,我们将除氰化钠之外的所有成分组合到一固体盐中,称之为代金盐,代号为:XJY-3501。 本文所指的 K 金仿金镀层是18K 或以上的色泽,可通过改变工艺成分而调节。 二、测试方法及条件 1、试验方法及仪器设备 主要使用赫尔槽实验器。△▪▲□△并配以恒温水浴箱控制温度。 试片均以镍层打底。色泽的比较是使用目测法,与各色 K 金首饰或镀金首饰对比实现的;光亮性采用目 测法;电镀时间是以试片出现基本稳定仿金色泽为标准计时的。 氰化物仿金溶液基础成分含量及工艺条件如下: 名 称 工艺条件(克/升) XJY-3501代金盐 100 氰化钠(电镀级) 20 PH 值 11 温度(℃) 40 电流密度(安/分米2) 2.0 阳极 不锈钢 时间 2分钟 测定某项成份或工艺条件时,如不加说明,其它则均以上述基础数值为准。 三、测试结果及现象分析 1、主盐浓度的影响 铜、锌离子浓度及比值对镀层色泽存在影响。赫尔槽试片试验结果如下表: XJY-350 60 80 100 120 140 镀层色 泽 青黄, 金黄 色浅 K 金色 偏红 高 区 光亮范 全片 围 光亮 光亮 低 区 发 黄 镀层上 2分钟 镀时间 20秒 13秒 5秒 5秒 全 片 全 片 发红,▷•●中 高区发红,中低区黄 金 黄 金黄偏红 1 注:镀层色泽与各色黄金制品比较,○▲-•■□以 K 金值表示;光亮范围采取厘米表示法,即表中数 据为光亮范围的厘米值。以上规定在下文中均相同。 从测试结果来看,镀液主盐含量以100克/升为宜,但比值范围较宽,对镀层色泽影响不大,但对上镀速 度影响较大。大体规律是,主盐含量过低及过高沉积速度均变慢;中等浓度上镀速度最快。浓度高,光亮范 围扩大;反之光亮范围减少。 2、游离氰化钠的影响 游离氰化钠含量对镀层的影响如下表所示: 氰 化 5 钠 g/l 低 区 镀 层 红 色泽 中区红 粉红 金黄,高 金黄 青黄 10 15 20 30 光 亮 范围 沉 积 镀 层 粗糙 低 区 0.5cm 1cm 5cm 10cm 5秒 速度 5秒 7秒 13秒 40秒 注:沉积速度指镍镀层被仿金镀层覆盖成金黄的最小时间。 游离氰化钠含量高,镀层的色泽偏浅,但比其它工艺影响要小;光亮范围随氰化钠含量提高而增大,但 沉积速度则明显下降。 3、锌/铜含量比例的影响 配制氰化锌/氰化钠=20:10克/升溶液,取不同体积分别加入镀液,观察锌/铜含量比例对镀层影响。结 果如下: 氰化锌 含量 0.5 (克/ 升) 镀层色 金黄 泽 光亮范 全片 围 氰化锌含量提高,镀层色泽向青黄变化。但超过 15克/升后,镀层发白,且光亮范围明显减少。 4、◆●△▼●PH 影响 对于传统的仿金电镀而言,PH 影响是很大的。•□▼◁▼本工艺的影响结果如下: PH 9 10 11 12 13 14 镀层色 泽 光亮范 围 片 黄 全 片 青 黄 全 片 青 黄 全 片 金 黄 全 8cm 8cm 金 黄 金 红黄 全片 全片 8cm 金黄 金黄 稍微偏青黄 1.0 2.0 5.0 从结果的义看出,PH 允许范围较传统工艺宽,在10~13的范围均可获得色泽良好的镀层,因此,操作控 制极为方便。另外,PH 过低或过高时,溶液易分解产生沉淀。 5、温度 温度对仿金电镀的影响如下: 温 (℃) 镀 层 色 泽 光 亮 范 8 围 温度过低、过高均影响镀层光亮范围及色泽。正常使用时温度最好在40~45℃。温度对镀层组成的影响 与常规仿金电镀规律相似,温度越高,含铜量越高。 6、电镀时间的影响 9 10 8 青 黄 金黄色 不鲜艳 稍偏红 金色, 红黄 度 25 35 45 55 电 镀 时间 镀 层 色泽 光 亮 范围 片 浅 1 0秒 30秒 1 分钟 2 分钟 5 分钟 10分钟 色 色浅 青黄 黄 金 黄 全 金 黄 金 红黄 全 全片 片 9. 5 8 3 从结果来看,电镀时间2分钟以上,镀层仍保持光亮。而常规电镀则在一分钟以内。因此,完全能满足 仿金电镀的厚度要求。电镀时间过长对镀层色泽及光亮度有影响,一般以2分钟以内的时间为宜。其它方面 的影响与高、中氰化物电镀仿金类似,不再赘述。 四、仿金电镀的工艺流程 工艺流程如下: 除油、除锈前处理→预镀→…→光亮镍→仿金→钝化→干燥→罩光→固膜→检验入库。 由于镀层较薄不能镀厚,因此,需在光亮镀铜之上电镀一层亮镍镀层,否则放置时间过长,由于光亮铜 —仿金之间因金属扩散而出现仿金层发红。 试验及生产中,钝化工艺使用了 XJY-2331环保性绿色无铬钝化工艺。该工艺常温操作,钝化时间短,约 1分钟左右即可,钝化效果明显的优于重铬酸盐钝化。钝化成分基本不消耗,可长期使用。 封闭工序使用了 XJY-9901常温干燥水性封闭剂。☆△◆▲■封闭剂采取了钠米技术,防水性能优良。◇…=▲工艺流程中可 省略干燥工序。 五、工艺条件及溶液配制 工艺条件如下: 镀液组成及工艺 典型值 适用范围 条件 XJY-3601代金盐 100 克/升 80~1200 克/升 氰化钠 20 克/升 15~25 克/升 温度 40℃ 30-50℃ PH 12 10-13.5 阴极电流密度 1.0 安 培 / 平 方 0.5-4安培/平方分米 分米 阳极材料 不锈钢 溶液配制时,先将 XJY-3601代金盐用自来水调成糊状,加入氰化钠,用约1/6配槽量的温水(55℃)搅 拌20-30分钟,用同样温度自来水补充水位,经适当电解后即可试镀。镀液浑浊属于正常情况。◁☆●•○△ 六、工艺成分的影响 1、代金盐:含量过少沉积速度慢;含量过高镀层偏红,且溶液过于粘稠,影响使用。 2、氰化钠:含量过多沉积速度慢,镀层发青黄。含量过少镀层发红,均匀性变差。使用时按配方要求 的比例与代金盐同时添加。● 3、PH:10-13范围内镀层均为金黄颜色,生产时 PH 控制在该范围较为合适。PH 低于10色泽偏青黄,亮 度变差;PH 高于13色泽偏红黄。可通过调节 PH 来改变镀层色泽。▽•●◆上调 PH 使用氰氧化钠;下调 PH 使用磷酸 (盐酸、硫酸易腐蚀不锈钢阳极) 。PH 对于镀层亮度也有影响,提高 PH 有利于镀层光亮。PHD 低于10,高于 13.5镀液易分解产生沉淀。 4、温度:温度低镀层色泽偏青黄,温度高镀层色泽偏金黄,镀液应适当加温。 5、电流密度。提高电流密度镀层色泽偏浅;反之偏红。使用时应根据客户要求加以调整。 6、维护与管理。出现镀层沉积速度明显变慢时,应适当补加代金盐。补加方法与配槽相同。镀层色泽 与镀液 PH、 代金盐与氰化钠含量比值及镀液温度等因素有关, 调色泽时应综合考虑。 一般情况下, 温度正常,★▽…◇ 当镀层发红时可先降低镀液 PH,如仍然发红,再适当补加氰化钠。当镀层发青黄时,先升高镀液 PH,如仍然 发青黄,再适当补加代金盐。 七、结语 1、在低氰仿金镀液中加入有机、无机调色剂,仿金镀层色泽得到明显的改变; 2、仿金镀液成分简单,并具有较宽的工艺范围,易于操作和维护; 3、◇•■★▼镀层色泽呈金黄色,◆■可达18-22K 金。通过调整 PH 等工艺条件,可得到玫瑰金等其它的色泽。 4、镀层结晶细致,光亮,电镀时间可达5分钟以上。 5、工艺条件在较宽的范围变化对镀层色泽影响较小。 6、镀层分散能力、覆盖能力好,高低电流密度区色泽均匀。△▪▲□△ 7、镀液调整容易,镀液可长期使用。 本研究未解决的问题主要有: 第一,★△◁◁▽▼镀层沉积速度有待进一步提高; 第二,镀液含氰,不利于清洁生产; 以上问题留待今后继续研究解决。



XML | 网站导航 联系人:张先生 13906266375 电话:0512-57772596 57757196 传真:0512-57772735 邮箱:jinchang@ksjinchang.net
版权所有:昆山市幸运28金属表面处理有限公司 地址:昆山市高新区中环路88号 网站地图