無氰仿金電鍍工藝研究

無氰仿金電鍍工藝研究

1仿金鍍層的應(yīng)用黃金是貴族的一種珍貴稀有。獨(dú)特的金色非常迷人，裝飾性強(qiáng)。因此,在裝飾性電鍍中,金色電鍍一直占有較大比例。金色電鍍目前可分為純金電鍍和仿金電鍍兩大類,前者因成本高而使得其應(yīng)用面很窄,后者成本低且鍍層可接近于或達(dá)到純金鍍層的裝飾效果,因而得到了廣泛的應(yīng)用。隨著社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和人民生活水平日益提高,仿金電鍍越來越顯示出它所具有的特色。首飾、工藝制品、家用器具、燈具及鐘表等,一旦鍍上仿金層就顯得光彩奪目,所以仿金鍍層以其優(yōu)良的裝飾性能受到人們的喜愛。然而,普通的仿金鍍工藝鍍液中含氰化物較多,導(dǎo)致毒性很大,不僅危害到工人的身體健康,而且會嚴(yán)重污染環(huán)境,因此無氰仿金電鍍的研究倍受青睞?，F(xiàn)有的無氰仿金電鍍工藝,工藝參數(shù)范圍較窄,仿金色澤不夠理想。本文通過實(shí)驗(yàn)優(yōu)化,提出了一種無氰仿金電鍍新工藝,該工藝無毒無污染,有關(guān)工藝參數(shù)的允許范圍較寬,操作簡便,可以在工件表面獲得外觀逼真的仿18K金鍍層,因而具有較高的實(shí)用價(jià)值。2實(shí)驗(yàn)方法2.1機(jī)械磨削浸蝕工藝流程采用尺寸為30mm×50mm×1mm的低碳鋼試片若干個(gè),工藝流程如下:機(jī)械打磨→水洗→化學(xué)除油→熱水洗→冷水洗→浸蝕→冷水洗→活化→冷水洗→鍍亮銅→冷水洗→鍍亮鎳→冷水洗→活化→無氰仿金電鍍→冷水洗→熱水洗→鈍化→冷水洗→熱水洗→吹干→浸漆→烘干→性能檢測2.2無機(jī)絡(luò)市域合成cu/zn陰陽極面積比3/3Cu2+25～35g/LZn2+15～25g/L有機(jī)絡(luò)合劑A25～35g/L無機(jī)絡(luò)合劑B150～250g/lpH10～14J1.0～2.0A/dm2T15～35℃t30～60s陽極(黃銅板)Cu/Zn=7/3(質(zhì)量比)陰陽極面積比1∶3～1∶22.3溶液和硬化時(shí)間的組成苯駢三氮唑1～2g/L時(shí)間5～10min2.4由浸沒液組成聚氮脂清漆1份二甲苯4份苯駢三氮唑0.3%2.5格林威治的結(jié)合力試驗(yàn)采用彎曲試驗(yàn)法測定,直到基體金屬兩端合并。3結(jié)果與討論3.1工藝條件的變化對涂層顏色的影響3.1.1tt專業(yè)其中Jk為1.25A/dm2,T為20℃,t為30～60s。由表可知,pH值在11～14時(shí)可以得到金黃色鍍層,當(dāng)pH值為10時(shí)鍍層為金紅色,而pH值小于10則得到的鍍層為偏紅色。3.1.2電流密度測試其中,pH值為14,T為20℃,t為30～60s。由表可知,電流密度在1.25～2.0A/dm2范圍內(nèi)時(shí),可以得到金黃色鍍層,但當(dāng)電流密度大于或等于2.25A/dm2時(shí),得不到金黃色鍍層。3.1.3ph值,土壤ph值,為14其中,Jk為1.25A/dm2,T為20℃,pH值為14。由表可知,施鍍時(shí)間在30～50s時(shí)效果比較理想,但是如果施鍍溫度較低,必須適當(dāng)延長施鍍時(shí)間才可以獲得金黃色的鍍層。3.1.4溫度設(shè)定及其應(yīng)用溫度對鍍層的色澤有顯著影響。在其它條件一定的情況下,隨著溫度的升高,鍍層的顏色由金黃色逐漸變?yōu)槠t色。當(dāng)溫度較高(>35℃)或較低(<15℃)時(shí),鍍層均為偏紅色。但當(dāng)溫度高于35℃時(shí),只要相應(yīng)地適當(dāng)提高電流密度,也可以得到金黃色鍍層;而當(dāng)溫度低于15℃時(shí),只要相應(yīng)地適當(dāng)降低電流密度及增加施鍍時(shí)間,也可以得到金黃色鍍層。綜上所述,仿金電鍍工藝實(shí)際操作條件的允許變化范圍較寬,施鍍時(shí)間、溫度和電流密度3個(gè)參數(shù)中若有一、二個(gè)發(fā)生了變化,只要相應(yīng)地調(diào)整第三個(gè)參數(shù)以做到互相匹配,就能獲得相同色澤質(zhì)量的仿金鍍層,這對于實(shí)際生產(chǎn)來說是有利的。3.1.5銅鋅離子絡(luò)合非金融劑在本工藝中,仿金鍍層的色澤與鍍液中絡(luò)合劑的用量有關(guān)。當(dāng)絡(luò)合劑添加量不足時(shí),鍍層色澤呈偏紅色且粗糙無光澤,不能得到光亮的仿金色。這是由于此時(shí)鍍液中的金屬離子不能完全被絡(luò)合,絡(luò)合物穩(wěn)定性差,陰極極化小。此外,在保證銅鋅離子完全絡(luò)合后,還應(yīng)有一部分游離的絡(luò)合劑以幫助陽極溶解,防止陽極發(fā)生鈍化。但絡(luò)合劑含量過高,會使陰極電流效率和允許電流密度上限下降。3.2絡(luò)施工電極的制備未加絡(luò)合劑時(shí),鍍液為酸性,而單獨(dú)添加絡(luò)合劑A或B時(shí),溶液是混濁的,測其極化曲線沒有意義。采用微機(jī)控制的TD3690型恒電位儀測定鍍液在未加和添加了一定絡(luò)合劑情況下的陰極極化曲線,以不銹鋼片為工作電極,石墨為輔助電極,飽和甘汞電極作為參比電極,動電位掃描速度取50mV/min,所得陰極極化曲線見圖1所示。由圖可見,絡(luò)合劑的加入,使體系的穩(wěn)定電位大幅度降低,陰極極化顯著增大,合金沉積電位降低,即表明陰極還原過程的阻力增大。這說明本實(shí)驗(yàn)采用的絡(luò)合劑對金屬離子起到了很好的絡(luò)合作用,因而可以獲得質(zhì)量良好的仿金鍍層。3.3鍍層前鍍液現(xiàn)用性能將鍍液加熱至60～70℃,或者接近沸騰,冷卻后電鍍?nèi)钥烧＿M(jìn)行。此外,將鍍液在實(shí)驗(yàn)室中放置兩個(gè)多月后,其施鍍性能仍保持不變。表明絡(luò)合物不易分解,鍍液的穩(wěn)定性很好。3.4涂層固結(jié)力經(jīng)測定發(fā)現(xiàn)鍍層無起皮和脫落現(xiàn)象,說明亮銅、亮鎳及仿金鍍層之間的結(jié)合力良好,工藝較為可靠。4藝相對于氰化鍍仿金的優(yōu)點(diǎn)通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn),提出了一種無氰仿金電鍍新工藝:利用此工藝可獲得仿金鍍層,鍍層中銅含量為70%。該工藝相對于氰化鍍仿金的最大優(yōu)點(diǎn)是無毒無污染,并且所得鍍層的仿金色澤與