仿金电镀及镀层变色故障排除

作者简介:程沪生（1932-)，男，高级工程师，主要从事金属及非金属

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）

之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

表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