金和金合金化学性质非常稳定，又有可贵的物理性质，在装饰和功能方面均有广泛的用途。装饰方面如首饰、奖牌、钟表、灯具、餐具、打火机等；功能方面如印制电路板、集成电路、微电子零部件等。如果没有镀金，现代电子产品就不可能达到今天的高、精、尖程度。但金昂贵，资源缺少，电镀虽然是节约金的工艺，但也要考虑用最少的金达到最大的使用价值。除某些电子产品需要高纯度金之外，很多地方可采用代金和金合金。电子工业是用金大户，电镀金占电子工业用金量的一半以上，其中电子接插件用金占电子电镀金60％以上，所以在接插件上采用一系列节金措施就会有明显的节金效果。例如美国和西欧自70年代中期到80年代中期，电子工业产量增加几倍，而总用金量却持平或下降，就是采用了有效的节金措施。 为达到节金目的，国内外采取了如下措施。 1．代金镀层的研究 开发用于接点处的代金镀层，如用钯镍合金、铑钌合金、金铜合金、金铜镉合金、金钴合金等。 2．低K金的研究 以金合金化达到降低金的K数。国际上金纯度与K数的关系如下： 含金量(％)K数含金量(％)K数 95．9以上2470．9～79．218 87．6～95．82262．6—70．816 79．3～84．32054．2—62．514 如果用18K金合金代替24K金就可节约金40％，目前已报导过的低K金合金有金镉、金钴、金铜镉、金银、金镍、金钯、金锡等合金，但这些电子工业还未大规模使用，而装饰方面已广泛应用。 3．底镀层的研究 研究镀金的底镀层是以不降低其性能而又达到节金为目的。过去用光亮镍仅能使基体表面光亮平滑，由于孔隙多，介质腐蚀造成接触电阻增大，这里推荐锡镍合金和钯镍合金。例如在光亮镍上镀3μm的金层还不如在锡镍合金上镀0．5μm金层的接触电阻低；在铜基上镀51xm的钯镍合金再镀0．2μm金与镀2μm的硬金接触电阻值相当。这两种金中间层已在我国应用。在接插件上镀2μm的钯镍合金再闪镀0．05μm～0．1μm的软金时，各种性能均达到或超过镀2μm硬金的效果，成本却降低2／3以上，并有显著的节金效果。 4．减少金的使用面积 采用电刷镀或激光刷镀技术，只在最需要的面积上施镀金，亦有显著的节金效果。 5．减薄镀层厚度 除选择性能优异的中间层外，采用脉冲镀金技术，可提高金层纯度、致密性，减少孔隙，提高镀层均匀性、耐磨性、耐蚀性和钎焊性，金层厚度可减薄1／3～1／2。 6．采用镀金专用设备和采取回收金的措施 装饰性镀金合金的成分及特性，列于表4—6—3。几种金合金的硬度和耐磨性，列于表4—6—4。 (一)电镀金铜合金 金铜合金中随铜含量提高其合金外观由金黄一玫瑰红一赤金变化。含金85％的金铜合金外观呈玫瑰红色，俗称“玫瑰金”，该合金具有较高的耐磨性和化学稳定性，不易变色，广泛用于首饰、钟表和电子元器件。 表4—6—3装饰性镀金合金的成分及特性  表4—6—4几种金合金的硬度和耐磨性  金铜合金中的铜大部分为机械混合晶，金作为固溶体能溶解的比例很小，镀后在300℃下进行热扩散处理，可形成金铜固溶体和金属间化合物，l8K金时，硬度由镀后HV250～HV300升至HV400～HV450，电阻也因热处理降低到4μΩ／cm2～6μΩ／cm2。 电镀金铜合金镀液有氰化碱性、中性或近中性。前者电流效率低，需要严格维护；后者容易施镀，应用广泛。 1．电镀金铜合金工艺规范(见表4—6—5) 2．镀液的配制方法 (1)将金块或金片剪成金丝，置于王水(硝酸：盐酸=1：3)中，用水浴加热使其溶解。冷却至60℃左右用温纯水将体积稀释一倍。在搅拌下加入氨水，这时有沉淀物产生，过滤后用沸纯水洗涤沉淀物至无氨味。用氰化钾溶液将沉淀物溶解之，逐得金氰化钾溶液。如果购得到金氰化钾盐可直接溶解于氰化钾热溶液中。 表4—6—5电镀金铜合金的工艺规范  (2)将部分氰化钾溶于纯水中，然后加入氰化亚铜，加热搅拌至完全溶解，得到铜氰化钾溶液。每溶解lO0g氰化亚铜需氰化钾l45g。 (3)把亚硫酸钠溶于纯水中，最后将三种溶液混合，稀释至总体积搅匀，即可试镀。 3．镀液成分和工艺参数的影响 (1)镀液金铜含量比宜控制在1：(2—3)为宜，若铜含量太高，则镀层呈紫铜色；含铜太低呈金黄色，均达不到玫瑰金的装饰要求。 (2)游离氰化钾对铜的析出有明显影响，含量高时铜难析出，同时允许使用的电流密度上限也降低。 (3)阴极电流密度对合金镀层组成及外观影响很大。电流密度高时，镀层中铜含量增加，外观偏红；电流密度低则含金量增加，镀层易产生白雾，反光性差。 (4)如要提高硬度和耐磨性，镀后在300℃下热处理2h～3h。电镀金铜合金常见故障及纠正方法，如表4—6—6所列。 表4—6—6常见故障及纠正方法  (二)金银合金 金银合金只能从氰化物镀液中获得，在此镀液中两种金属的析出电位接近，镀液中离子浓度比例变化可获得各种组成的金银合金，是适应性、稳定性优良的镀液。 随银含量增加，合金外观由黄变绿至白色，当银含量少时(22K～23．5K)呈稍带绿的金色，当银增至70％时镀层完全变白。 金银合金硬度为HVl20～HVl80之间，接触电阻比纯金稍高，适用于电子产品、首饰及工艺品。金银合金电镀工艺规范，列于表4—6—7。 表4—6—7电镀金银合金的工艺规范  这类镀液随电流密度增加银含量降低，例如2A／dm2时合金含银为l2％；3A／dm2时含银为8％；4A／dm2时含银降至5％。随温度升高和加强搅拌则合金中银含量增加。 (三)金镍合金 从氰化镀液中很难获得含镍合金，镍只有微量析出或完全不析出，钴也一样，氰化镀液中加镍盐和钴盐是为了获得光亮硬度高的金镀层。金镍合金一般是从酸性镀液中获得的。 金镍合金结晶细致，是固溶体合金，硬度为HV200以上，而且有韧性。尽管在酸性液中电镀，但孔隙率极低，与相同厚度的其他金合金比较，耐磨性和耐蚀性优良。适合用作电触头和印制电路板镀层。随镍增加外观由黄变青黄至白色。 电镀金镍合金的工艺规范，如表4—6—8所列。 表4—6—8电镀金镍合金的工艺规范  工艺条件对金镍合金镀液的影响如下： (1)pH值升高合金中镍含量降低； (2)电流密度升高，镍含量亦降低； (3)络合剂浓度升高，镍含量亦降低； (4)随温度升高，合金中镍含量急剧升高。 在上述镀液中加入硫酸钴，则可获光亮硬质的金钴。金钴合金随钴增加由金黄变橙变绿至白， 有同金镍合金相似的用途。 (四)其他金合金 其他重要金合金有金钴、金铁、金锑、金钯铜、金钯铜镍合金。其电镀工艺规范列于表4—6—9。 表4—6—9其他金合金电镀工艺规范  |
