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铝合金工艺品装饰镀金工艺及应用

放大字体  缩小字体发布日期:2012-05-04  浏览次数:1522

(一)概述

   铝合金材质做成的工艺品一般来说都要求有古铜色彩或者金色的外观,低档的产品大多采用染色,如染古铜色、染金黄色。稍高档一些的工艺品则采用仿古铜镀或仿金电镀。高档的工艺品必须采用镀硬金。由于铝合金材料的电位低,亲氧能力强,瞬间即能生成天然的钝化膜,而且在镀液中由于电位负,极易发生置换反应,所以直接电镀时镀层的结合力极差,因此铝合金在电镀前必须进行预处理,否则就不能获得良好的镀层。目前预处理的方法有多种,用得较多的是浸镀置换法,如浸锌、锡、铁、镍等金属及其合金。国外许多公司有这方面的专利和商品供应使用。国内也有研究单位研发这类产品并在生产中应用。下面介绍杨中东、李长业等人研制的浸镀预处理工艺及铝硅合金铸造工艺品装饰镀金工艺在生产上的应用。生产应用的产品为压制铝硅合金制造的太阳鸟,已经使用多年,据介绍金色镀层仍光亮如初,结合力及耐蚀性能良好。

 (二)生产工艺流程

 铝硅合金压铸件(32艺品太阳鸟)→机械修饰→三氯乙烯除油→晾干→碱液除油→水洗→碱浸蚀→水洗→微酸性水洗→水洗→活化→水洗→微碱性水洗→水洗→浸镀处理→水洗→退膜→水洗→微碱性水洗→水洗→二次浸镀处理→水洗→中性预镀镍→水洗→纯水洗→光亮镀铜→水洗→纯水洗→光亮镀镍→水洗→纯水洗→镀硬金→水洗→微碱性水洗→水洗→纯水洗→干燥→包装。

  (三)镀金前的预处理

  1.铝硅合金压铸件的材料成分

铝硅合金压铸件元素

Si

Mg

Cu

Mn

Zn

Sn

Fe

Al

各种元素含量(质量分数)/%

>1

>1

0.3

0.3

0.1

0.01

0.5

余量

由于压铸技术工艺的缺陷,压铸件鸟体表面经常带有黑色的夹杂物,所以铸件要进行清理,对有明显缺陷的铸件先行淘汰,免致后面的麻烦。

   2.清洗除油

   清洗除油采用两道脱脂除油。先用溶剂除油以清除各类油脂,并进行彻底除油。先在502:的三氯乙烯溶剂中浸泡半小时,然后刷洗。有条件时,则加超声波振动清洗,以便将孔中及铸造砂眼中的污物除干净。

   然后采用有色金属洗净剂或化学除油液除油,配方及工艺条件如下:

碳酸钠(Na2C03)

20~30g/L

溶液温度

75℃

磷酸钠(Na3P04·12H20)

20~30g/L

处理时间

l~3min

OP-乳化剂

0.5~1.0g/L

 

 

  3.浸蚀和活化

浸蚀去膜除去原有的氧化厚膜,以便获均匀一致的新氧化膜,活化主要是去除表面上的富硅及其他杂质成分,以便使后续的浸镀置换层与基体之间有良好的结合力。浸蚀的配方及工艺条件如下:

氢氧化钠(NaOH)

2~5g/L

十二烷基磺酸钠

lg/L

碳酸钠(Na2COa)

10~20g/L

溶液温度

60~70℃

磷酸钠(Na3P04·12H2)

30~50g/L

处理时间

30s

活化液的配方及工艺条件如下:

硝酸(HN03,65%)

3份体积

溶液温度

20~30℃

氢氟酸(HF,45%)

1份体积

处理时间

25s

4.镀前的浸镀处理

   本工艺采用二次浸镀,就是采用相同的浸镀溶液,第一次浸镀的膜较厚,镀膜的致密性较差,经1:1硝酸退膜,然后再进行第二次浸镀,即可获得薄但致密性较好的膜,预镀后能够得到良好的结合强度。

   浸镀膜是以锌为主的锌、铁、镍合金。镀液中的络合剂主要是络合镍离子,以防止氢氧化镍沉淀。添加剂的作用是调整裸露出来的铝晶体与锌、铁、镍等发生缓慢的置换反应,使置换的锌合金层致密而且均匀,经浸镀处理后的铝合金表面应完全被锌合金层镀覆。浸镀溶液的配方及工艺条件如下:

氢氧化钠(NaOH)

120/L

络合剂

10g/L

氧化锌(ZnO)

20g/L

添加剂

lg/L

硫酸镍(NiS04·6H20)

10g/L

溶液温度

25℃

氯化铁(FeCl3·6HzO)

2g/L

第一次浸镀

30~60s

酒石酸钾钠(NaKc4H406)

10g/L

第二次浸镀

<30s

退除第一次浸镀膜的溶液配方及工艺条件如下:

硝酸(HNOa,65%)

1份体积

溶液温度

25℃

水(HzO)

1份体积

退镀时间

<15s

5.中性预镀镍

   经过浸镀处理后,置换镀的膜是锌合金而且很薄,所以不能直接镀酸性光亮铜,而必须先镀一层中性镍做为过渡层,镀时要带电下槽以便保证结合力良好。预镀镍应有足够的厚度,以免在酸性镀光亮铜中溶解。这里预镀的是20肚m的镍层,外观与半光亮米黄色。由于铝合金压铸件有微孔,所以要强化各工序之间的水洗,采用2~3道流动水洗,并在水中浸泡2~3min。中性镀镍的溶液配方及工艺条件如下:

硫酸镍(NiS04·7H20,工业级)

150g/L

氯化钠(NaCl,化学级)

12g/L

硼酸(H3803,工业级)

25g/L

硫酸镁(MgS04·7H20,化学级)

15g/L

溶液pH

6.6~7.0

溶液温度

35~40℃

柠檬酸钠(Na3Cit·2H20,工业级)

200g/L

阴极电流密度

0.5~1.2A/dm2

搅拌方式

阴极移动

 

 

6.光亮镀铜和光亮镀镍

   生产中采用的是安美特光亮电镀工艺,它的特点在于电流密度工作范围宽,整平的能力好,及能达到镜面光亮的效果。由于压铸件基体未经过机械抛光处理,故光亮镀铜和光亮镀镍层均采用较厚的镀层,约l5µm。为取得最佳的镀层性能,需按电量(安培·小时)消耗至开缸时的30%时及时补充各添加剂组分。此外由于工作电流密度较大,要注意挂具与镀件之间要卡牢,以保证接触良好。安美特光亮镀铜工艺的溶液配方及工艺条件如下:

CuS04·6H20(工业级)

220g/L

光亮剂B

0.5mL/L

H2S04(p=1.84g/mL,化学级)

34mL/L

镀液温度

25℃

阴极电流密度

3~5A/dm2

氯离子

80mg/L

阳极电流密度

0.5~2.5A/dm2

开缸剂

10mL/L

搅拌形式

阴极移动

 

 

填平剂A

0.5mL/L

 

 

安美特光亮镀金回收的溶液配方及工艺条件如下:

NiS04·6H20(工业级)

270g/L

Y-19

1.5mL/L

NiCl2·7H20(工业级)

60g/L

溶液温度

60℃

H3BO3(工业级)

45g/L

溶液pH

3.5~4.5

SM-A

lmL/L

阴极电流密度

3~10A/dm2

A-5

0mL/L

搅拌形式

阴极移动

SA-1

3mL/L

 

 

  7.光亮镀硬金工艺

 光亮镀硬金采用PENC公司22~23KT酸性镀厚金工艺,操作稳定,日常维护管理简单,使用化学纯金盐效果也很好,各批次的镀金色泽都能保持一致。镀层的外观光亮金黄而且耐磨。其溶液配方及工艺条件如下:

4g/L

溶液温度

32℃

开缸剂I

78g/L

溶液pH(20℃)

3.5

开缸剂Ⅱ

50mL/L

电流密度

DK=0.8~1.2A/dm2

导电盐

80g/L

搅拌

溶液循环+阴极移动含量(波美)

杨中东、李长业等人自配了柠檬酸盐型镀金溶液,经试验认为较理想,镀层光亮,近22KT金色,能达到镀金外观的要求,溶液配方及工艺条件如下:

3~5g/L

镀液温度

30~40℃

3.5~5g/L

电流密度(DK)

0.5~1.2A/dm2

柠檬酸钾+柠檬酸

90~130g/L

阳极材料

不锈钢

光亮剂(铟盐)

1~2g/L

搅拌形式

镀液循环+阴极移动

溶液pH

3.5~4.5

 

 

 

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