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仿金电镀

放大字体  缩小字体发布日期:2013-03-27  浏览次数:7690
核心提示:仿金电镀层具有不是真金似真金的颜色,价廉物美,深受人们的欢迎。目前仿金镀层主要有二元合金(70Cu-Zu)、(85Cu-Sn)与三元合金(Cu-Zn-Sn)。由于三元合金光泽好,颜色均匀逼真,应用最广。

仿金电镀层具有不是真金似真金的颜色,价廉物美,深受人们的欢迎。目前仿金镀层主要有二元合金(70Cu-Zu)、(85Cu-Sn)与三元合金(Cu-Zn-Sn)。由于三元合金光泽好,颜色均匀逼真,应用最广。

仿金电镀的镀液有氰化物型、氰化物-焦磷酸盐型,HEDP型和焦磷酸盐型。后两种无氰镀液组成复杂,分散能力不好,维护困难,应用少。氰化物型最稳定,较易控制,以中、低氰镀液应用最广。仿金电镀主要是在亮镍上闪镀一层2μm以下的二元或三元合金,然后在溶液中进行化学处理,使镀层颜色一致,并兼有钝化效果,再涂敷透明清漆保护。对首饰、高级工艺品小零件则先镀一层较厚的仿金层,再镀一层薄金,用以代替单纯的贵金属镀金。

仿金镀层广泛用于小五金、家具、祭器、电风扇、灯具、座钟、手表、建材及首饰等。

目前仿金镀层外观有纯金色(柠檬黄)、18K金色(相当于含金75%左右的金铜合金外观),以及16K金色(玫瑰金色),一般较受欢迎的是18K金色。

1.二元和三元合金仿金的工艺规范(表4—1—10)

表4—1—10二元和三元仿金电镀工艺规范

二元和三元仿金电镀工艺规范
二元和三元仿金电镀工艺规范

2.溶液的配制方法

与氰化镀黄铜相同,但加锡酸钠应先溶于热碱液中,煮沸后过滤人槽。未加添加剂前,加3g/L~5g/L活性炭,搅拌2h后静止沉降,最后过滤到生产槽中。加入添加剂。以瓦楞形钢板作阴极,0.1A/dm2通电处理。

3.镀液组成和工艺参数的影响

(1)铜、锌、锡盐。三种金属不同的配比是形成仿金色的关键。仿金三元合金与常规氰化电镀铜锌锡合金在含量上有明显区别。由于各配方络合剂、添加剂匹配不同,其成分浓度相互差别也较大。每个配方的工艺参数,如温度、电流密度等都是根据仿金色的逼真性而决定的。进行仿金电镀时,金属浓度比的控制是获得均匀艳丽的金色的重要因素,Cu/Zn宜控制3:1,铜离子浓度低,电流效率低,但分散能力好;镀层的色泽视合金中含锌量而变化,锌高呈柠檬黄,锌低似玫瑰红,锌是从锌酸盐中析出的,故提高氢氧化钠含量或提高pH值,锌含量增加;锡酸钠参与电沉积,起调节合金色调的作用,使之更与金色逼近,同时提高合金抗腐蚀性和抗变色性。生产实践证明,Zn/Sn比值波动小对镀层色泽和工艺的稳定性至关重要。Sn4+含量少时颜色深,多时颜色较浅,一般可在2g/L~10g/L内变化。

(2)游离氰化钠。保持一定的游离氰化物对镀液稳定性、镀液分散能力、合金阳极的溶解性和镀层质量均有重要影响。游离氰化物5g/L以上可防止镀层起泡;一般中氰镀液控制在10g/L~15g/L;低氰或微氰镀液控制在2g/L~7g/L。

(3)氢氧化钠和碳酸钠。仿金镀液中加少量的苛性钠主要是防止锡盐水解,调节pH值。碱高有利于锌析出。

碳酸钠具有缓冲作用,稳定pH值,新配时加少量(15g/L~20g/L),以后会逐渐积累,不宜超过60g/L。

(4)氨。如同镀黄铜那样氨有多种作用,仿金镀中主要起调色作用、扩大电流密度范围、增加镀层光亮感,加入量为0.2g/L~1.5g/L,有的配方则高一些。

(5)添加剂。在二元和三元合金仿金镀液中常加入一些有机或无机添加剂。它的作用为稳定镀液、增加镀层光艳感、延长零件受镀时间而不损失其光泽,增加合金抗蚀性等。CA添加剂既用于调pH值又有调色功能。

焦磷酸盐、酒石酸盐是辅助络合剂。

(6)pH值。如镀黄铜一样重要,主要影响外观和色泽。pH值高有利于锌、锡的析出,镀层偏黄白;pH值低偏红。这类镀液有两个稳定的pH值点即10.3和12.6,所以无论镀黄铜还是仿金,总是将pH值固定在这两个值附近。

pH值低于11.5时可用氨水调节,这个值以上只能用苛性碱调高;降低pH值用碳酸氢钠,溶解后在搅拌下慢慢加入,防止氰氢气逸出。

(7)温度。每个配方都应在工艺要求的温度范围内才能获得逼真的仿金镀层。一般随温度升高,镀层中铜升高,每升高一度铜约增2%左右。温度过高,碳酸盐积累增加,氨挥发,镀层产生毛刺和发灰。通常在15℃~35℃下操作,不宜超过45℃。微氰槽液可在10℃~50℃内应用。

(8)阴极电流密度。三元合金中铜、锡、锌电位差序相差较大,故各金属的沉积量受电流密度的影响,电流密度高,锌析出增加,反之铜析出较多。通常在0.5A/dm2下操作。有些配方由于加有添加剂和辅助剂可采用较高电流密度。每个配方都规定电镀时间,说明该时间可获稳定逼真的金色过长过短均不好。

(9)阳极材料。仿金镀液大都采用欲镀合金层成分之阳极。例如用Cu:Zn=7:3。对黄铜阳极研究表明,欲镀70%~75%铜锌合金,最好采用80%的铜合金,因为少锌的阳极有较好溶解性和减少阳极泥。黄铜阳极要求纯度高,铅、锡、铁等杂质总量要小于0.2%。阳极电流密度不超过0.5A/dm2。

4.操作注意事项

(1)仿金电镀的底层或中间层无论是亮镍或镍铁合金都必须是光亮平滑的;

(2)因仿金电镀时间短,为使每槽颜色一致,其电流密度、温度、pH值和电镀时间均应相对恒定;

(3)电镀生产中经常分析和补充氰化钠,保持工艺规范要求的含量范围;

(4)阳极必须保持活化状态;

(5)仿金镀后,零件务必彻底清洗,防止水迹和氰化物残留。它们是引起变色的诱因;(6)清洗后立即进行钝化和上罩光漆。

5.钝化和上罩光漆

仿金层很薄,且本身无抗氧化能力,在湿热的环境中易变色和泛黑斑,故必须进行钝化和涂保护清漆。

曾广泛用苯骈三氮唑无铬钝化法,这种膜在涂保护漆时部分被溶剂溶解,钝化效果不好,目前普遍采用的工艺如下:

重铬酸钾(K2Cr207)50g/L~70g/L

钝化温度40℃~50℃

间或加苯骈三氮唑0.1%

钝化时间数分钟至1h

醋酸调pH值3—4

可用于仿金镀层的涂料有丙烯酸清漆、硝基清漆、聚氨酯以及有机硅树脂。这几年来国内外推出仿金专用涂料(见表4—1—11)。选用的涂料必须具有透明无色,与金属高光亮度表面结合力好,硬度、耐热、耐磨和抗溶剂性能优良。国内应用较多的有115丙烯酸清漆和专用涂料;适合于塑料仿金的8351护光漆;7650聚氨酯清漆;双组分聚氨酯清漆;Y-1型或Y-2型等涂料。

浸或喷涂清漆后一般用l20℃~160℃烘干,对于塑料件一般不超过80℃。

表4—1—11仿金涂料

仿金涂料

6.仿金电镀的工艺流程

仿金电镀的工艺流程

仿金电镀的故障和纠正方法,列于表4—1—12

表4—1—12二元和三元合金仿金镀故障及纠正方法

二元和三元合金仿金镀故障及纠正方法

三、不合格铜锌合金镀层的退除(见表4—1—13)

表4—1—13不合格铜锌合金镀层的退除

不合格铜锌合金镀层的退除

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