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    仿金电镀及镀层变色故障排除
    Source:亚洲钮扣Author:亚洲钮扣 发布时间:2020-09-17 Page views:151

     

    收稿日期:2007-08-09

    作者简介:程沪生(1932-),男,高级工程师,主要从事金属及非金属

    电镀工作。

    作者联系方式:(Tel) 020-37352653.

     

     

    (广州大道北同和街云涛花园七幢404室,广东,广州,510515)

     

    摘要:仿金电镀层包括Cu-Zn二元合金或Cu-Zn--Sn三元合金,色泽鲜艳。介绍了仿金电镀的工艺流程、6种不同的工艺配方、镀液中各组分的作用以及各操作条件对镀层色泽的影响。说明了仿金层色泽变化的几种情况,包括:操作不当引起镀层色泽变化;镀件出槽时色泽正常,清洗后出现白雾;水质不良而引起仿金层在3~4h内变成淡绿色等.并分析了这些情况下镀层变色的原因,给出了相应的解决办法。提出要保持仿金层色泽的稳定性,获得合格的仿金层,应严格控制镀液成分及操作条件

     

     

    .

    1前言

    仿金电镀是合金电镀中的一种,包括Cu-Zn二元合金或Cu-Zn-Sn三元合金,色泽鲜艳,与真金相似,深受消费者喜爱,现已广泛应用于灯具、家具、装饰、钟表、首饰、日用五金及建筑行业。仿金电镀既然是由Cu-Zn或Cu-Zn-Sn在阴极上共沉积而获得的镀层,就必须让Cu及Zn‘*按照仿金层内各元素的需求量在阴极上共沉积。要使不同金属离子在阴极上共沉积,就必须满足它们之间的静态电位差小于0.2V的要求。否则,电位较正的金属离子首先在阴极上放电沉积,而排斥电位较负的金属离子在阴极上同时放电而共同沉积。仿金电镀中铜锌锡在阴极上的共沉积,是利用对它们都能配位,而配位剂不稳定常数的差异,以及变

    更游离配位剂的浓度来实现它们之间的静态电位差接近,同时还要降低电位较正的Zn*浓度,提高电位较负的Cu*浓度,以此辅助它们之间的静态电位差小于0.2 V。在碱性氰化物溶液中,铜、锌、锡都是以离子形态存在的,如:

     

     

    CuCN+ 2NaCN= Na,[Cu(CN),]

    3Zn(CN),+2NaCN +4NaOH = 2Na,[Zn(CN),]+

    Na,[Zn(OH),]

    Na,SnO,= 2Na‘+ SnO;

    SnO,+3H,O =[Sn(OH),]

    在这些离子配位化合物中,Cu在氰化物溶液中放电电位为1.44 V,Zn"*的放电电位为-1.424V,Sn*的放电电位为-1.3V.3种金属离子在碱性氰化物液中放电电位的相互差值均小于0.2V,故它们在阴极上能共沉积。在仿金电镀液配制、工艺规范等-系列事项中,都要做到按照工艺,随时观察,随时调整,细心操作。否则,轻微色泽差异的镀件,都会造成批量内镀件有

    数种色泽。如:微红色金、淡黄色金等。为此,操作者不但要严控仿金电镀工艺,还要用肉眼观察镀层色泽的变化,用鼻子嗅觉镀液内氨味浓度,确保仿金电镀正常进行。

     

    2仿金电镀工艺说明

    2.1仿金电镀的工艺流程

    工艺流程:镀前处理─清洗—活化一氰化镀铜—清洗—浸稀酸━镀酸性亮铜—清洗一浸稀酸一清洗—镀亮镍—清洗─仿金电镀—清洗—弱酸中和(蚁比子钝化)一清洗—超声波清洗—干燥一喷罩光漆━烘干—包装。

     

    工艺流程中的几点说明:

    1)活化液为3~5 g/L的 NaCN溶液,在室温条件下浸渍10~15 s。

    (2)氰化镀铜液为般配方。镀件若为锌合金,镀液中不要加NaOH。

    (3)稀酸液为5~10 mL/L分析纯硫酸,在室温下浸渍10~15s.

    (4)镀亮镍为瓦特液配方,光亮剂应选择呈现白色的镜面光亮的光亮剂。

    (5)弱酸中和液为10%的硼酸溶液,在室温下浸渍10~15 s。因为弱酸比碱液容易清洗干净,故用硼酸液中和镀件深凹处的碱液。

     

    (6)镀后化学钝化液配方工艺规范:

    重铬酸钾

    25.

    氢氧化钾

    15 g/L

    碳酸钾

    15 g/L

    添加剂ZT-L(香港鸿昌化工行)

    o..

    12

    pH

    18~25 °C

    0

    20~30 s

    2.2仿金电镀液的配方及操作条件

     

    1列出了6种不同的仿金电镀液配方及操作条件。

     

    2.3仿金电镀液中各组分的作用

    2.3.1主盐

    CuCN、Zn(CN)2、NazSnO3是镀液中的主盐。它们按照镀层色泽的需要量沉积到阴极表面,形成设计要求的仿金层。镀液中铜与锌的含量比例应控制在4∶1。镀液温度处于30℃时,镀层内的铜含量应在70%~75%,而锌的含量在25%~26%。镀层中铜、锌含量比例的变化致使镀层色泽也随之变化。三元合金镀液中Sn*也参与阴极沉积,但其含量甚微,仅起调节镀层色泽更加鲜艳的作用,但其沉积量随着镀液中NaOH含量的增加而下降。镀层中锡含量少时,镀层色泽黄中带绿;多时,镀层色泽偏红。

     

     

    锡还能提高镀层的耐腐蚀能力。

     

    2.3.2氰化钠

    氰化钠是镀液中铜、锌的主要络合剂,起到缩小Cu‘与Zn沉积电位而达到共沉积的作用。镀液中一定量的游离NaCN对镀液的稳定性、分散能力、阳极溶解及镀层色泽都有重要的影响。但镀液的电流效率随着游离NaCN含量上升而下降。

     

    2.3.3

    酒石酸钾钠

    酒石酸钾钠在镀液中起辅助络合剂作用。它不能控制Cu‘与 Zn"‘的放电沉积,但能帮助阳极溶解,减少阳极钝化及防止因阳极钝化而使NaCN被分解成更加有毒的HCN的危险。

     

    2.3.4―氨水、氯化铵

    氨水、氯化铵能调节镀液pH,辅助配位剂的配位作用,在二元仿金电镀中还能使镀层的色泽更加鲜艳。但是,当镀液中铜、锌含量比为3.54,电流密度为1 A/dm2时,镀层中的铜含量随着氨水含量从О g/L逐渐上升到25 g/L,而从85%下降到50%。

     

    氨水能扩大均镀范围,还能给镀层提供光亮感,故氨水有半光亮剂之称。氨水含量不宜超过4 mLL(一般在1~ 3 mL/L),含氨量偏高时,镀层呈黄白色。过量的氨水在不同电流密度下会使镀层出现白色、紫红色或桔红色的带状物。当镀液中游离NaCN含量偏低,而氨水含量过高时,镀层发黑,甚至完全镀不上镀层。

     

    2.3.5氢氧化钠和碳酸钠

    在三元合金中加入少量的NaOH可防止锡盐水解,还能抑制锡在阴极上沉积,并能调高11.5以上氨水无法调节的pH。NaCO;在镀液中起缓冲作用,稳定pH,降低镀液中NaCN、NaOH与空气中COz作用而生成NazCO3的几率。

     

     

    关键词:仿金电镀;Cu-Zn二元合金;Cu-Zn-Sn 三元合金;镀层色泽;故障排除

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