《無氰電鑄硬足金飾品工藝參數(shù)規(guī)范》

氰電鑄工藝參數(shù)規(guī)范—足金飾品警示——使用本標準的人員應有正規(guī)實驗室工作的實踐經(jīng)驗。本標準并未指出所有可能的安全問題。使用者有責任采取適當?shù)陌踩徒】荡胧?，并保證符合國家有關法規(guī)規(guī)定的條件，符合國家環(huán)保、安全等相應標準。范圍本規(guī)范規(guī)定了一種無氰（亞硫酸鹽體系）電鑄液電鑄金層的通用工藝方法。本規(guī)范適用于貴金屬飾品用電鑄金層，從收到模芯開始到脫芯完畢為止，不包括設計，起版，開模以及車磨打等后處理工序。規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。QB/T2062-2015貴金屬飾品GB11887-2012首飾貴金屬純度的規(guī)定及命名方法GB/T21198.6-2007貴金屬合金首飾中貴金屬含量的測定ICP光譜法第6部分GB/T9288-2019金合金首飾金含量的測定灰吹法（火試金法）GB28480-2012飾品有害元素限量的規(guī)定GB/T4340金屬維氏硬度試驗T/SZS4018-2020貴金屬飾品硬度測試方法顯微維氏硬度法術語和定義下列術語和定義適用于本規(guī)范。3.1主絡合劑Themaincomplexingagent與電鑄液中金離子形成絡合離子的主要化合物。3.2輔助絡合劑Theauxiliarycomplexingagent與電鑄液中金離子形成絡合離子的輔助化合物。3.3導電鹽Theconductivesalt用于增加電鑄溶液的導電能力，擴大允許使用的電流密度范圍。3.4緩沖劑Thebufferingagent緩沖劑能夠在一定程度上抵消、減輕外加強酸或強堿對電鑄金液酸堿度的影響，并保持電鑄金液的pH值相對穩(wěn)定。3.5掩蔽劑Thescreeningagent用以掩蔽干擾離子（如Ca2+、Mg2+、Fe3+等）的試劑。3.6穩(wěn)定劑Thestabilizingagent能夠增加電鑄液穩(wěn)定性能的化學物質，具有均衡反應、延緩電鑄液老化等作用。3.6.1上掛Hangup將產(chǎn)品以合適的方式固定在陰極掛籠上。3.6.2整籠Fixthecage在電鑄金過程的初始狀態(tài)，利用涂銀油、沖水、鎖緊銅針（絲）等方式，使模芯導電良好，進而可以完成預期的電沉積效果。原理無氰電鑄金是利用電沉積原理，在電場力的作用下，將電鑄液中的金離子遷移并還原沉積到陰極模芯上，從而得到精密復制的一定厚度的純金鑄層，整個過程沒有氰化物參與。試劑、材料及設備一般規(guī)定本規(guī)范所用試劑和水，在沒有注明其他要求時，均指分析純試劑和GB/T6682中規(guī)定的二級水，試驗中所用雜質標準溶液、制劑及制品，在沒有注明其他要求時，均按HG/T3696.2、HG/T3696.3的規(guī)定制備。材料電鑄金所需主要工藝材料要求見表1。表1電鑄金所需主要工藝材料工藝材料技術標準用途金料金含量≥99.99%制備金鹽[金離子以Au（Ⅰ）存在]鹽酸分析純?nèi)芙鹣跛岱治黾內(nèi)芙鸢彼治黾冎苽浣瘥}[金離子以Au（Ⅰ、Ⅲ）存在]亞硫酸鈉分析純主絡合劑輔助絡合劑分析純輔絡合劑導電鹽分析純增強導電性緩沖劑分析純調(diào)控電鑄液pH值掩蔽劑分析純掩蔽雜質元素穩(wěn)定劑分析純維持電鑄液穩(wěn)定硫酸分析純吊色磷酸分析純調(diào)節(jié)pH值氫氧化鉀（鈉）分析純調(diào)節(jié)pH值設備生產(chǎn)設備5.3.1.1電鑄金缸電鑄金缸是電鑄金過程的主體設備，具體要求及參數(shù)詳見附錄A。5.3.1.2堿性鍍銅缸堿銅缸時預鍍銅的主要設備之一，具體要求及參數(shù)詳見附錄B。5.3.1.3酸性鍍銅缸酸銅缸是預鍍銅的主要設備之一，具體要求及參數(shù)詳見附錄C。5.3.1.4電解除油缸滿足電鑄金前對模芯電解除油基本要求的設備。5.3.1.5三聯(lián)清洗缸清洗掛籠、產(chǎn)品的主要設備，常規(guī)款式以PP作為清洗缸主體材料，厚度在10~20mm之間，配備溢流水位裝置、入水手動補水裝置以及出水球閥開關裝置等。5.3.1.6噴淋槽沖洗掛籠及產(chǎn)品的配套裝置。5.3.1.7回收缸回收廢水、廢液的配套裝置。5.3.1.8吹貨臺吹干掛籠及產(chǎn)品的配套裝置。5.3.2檢測設備5.3.2.1臺式放大鏡10~60倍放大倍率。5.3.2.2分析天平十萬分之一電子分析天平。5.3.2.3英國CarboliteCF-24智能型火試金專用灰吹爐，三相電源，380v，最大功率14.5KW，溫度范圍0~1200℃5.3.2.4美國ThermoFisherICAP7400型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES），測試條件：功率1150W。氬氣壓力0.60MPa，霧化器壓力26.0L/min。5.3.2.5顯微維氏硬度計數(shù)顯自動轉塔，壓頭0.1/0.2。5.3.2.6游標卡尺3V鋰電池數(shù)顯，型號LJ800-001，量程：0~150mm，精度：0.01mm。5.3.2.7螺旋測微器數(shù)顯千分尺，量程：0~25mm，精度：0.01mm。產(chǎn)品主要質量指標6.1質量標準：貨品表面光亮平整，無批鋒，無殘缺，表面無凹坑，無破裂，無波浪條紋，無穿孔，無麻點及各類黑點等。6.2產(chǎn)品克重：與客戶要求相符，不得有負公差，稱量精確至0.01g。6.3產(chǎn)品含金量（Au）：（Au）≥999.0‰。6.4產(chǎn)品顯微維氏硬度HV（Au）：90HV0.1≤HV（Au）≤130HV0.1。6.5產(chǎn)品電鑄金層厚度h：80μm≤h≤300μm工藝流程產(chǎn)品分類根據(jù)模芯的種類，選擇對應的工藝路線，見圖5電鑄金工藝流程。選擇上掛方式根據(jù)模芯的種類，選擇合適的陰極掛籠以及對應的上掛方式。常見的上掛方式有：夾頭固定，導電針固定，銅絲固定等。若模芯為蠟模，大部分款式（除去戒指、手環(huán)、手鐲等方便以銅絲固定的）需要插導電針以方便固定在掛籠上。此外蠟模表面必須預涂銀油，可有效改善電鑄金時在蠟模表面的生長過程。導電材料為銀粒子，粘結材料為熱塑性樹脂?？伤⑼炕驀娡?。在使用前需充分攪拌均勻。銀油自然晾干凝固后，厚度應在5μm~15μm之間，阻值表現(xiàn)：＜1Ω/cm2。工藝條件詳見表2。表2涂銀油的要求及工藝條件涂銀油工藝條件銀油粒徑：≤10μm使用方式刷涂/噴涂干燥方式自然晾干厚度5μm~15μm風干后阻值＜1Ω/cm2貯存方式10~25℃保質期6個月若模芯為合金模，一般直接以銅絲固定在掛籠上即可。稱重、上掛不同款式的貨品，上掛前需稱重，并記錄克重。上掛（電鍍銅專用陰極掛籠）。電鍍堿銅將完成上掛的陰極掛籠放置到設置好各項參數(shù)的堿銅缸內(nèi)進行電鍍堿銅。工藝條件詳見表3。表3電鍍堿銅工藝條件范圍典型銅含量5.6–9.4克/升4.7–7.5克/升(鋅合金工件)7.5克/升5.6克/升(鋅合金工件)溫度40-60℃50℃pH9.2-10.09.5陰極電流密度0.2-2.5A/dm21A/dm2陽極無氧高導電銅棒或銅球，不要使用含磷銅?？捎免伝@盛載小塊的銅角。如電鑄液銅含量較高，可使用316不銹鋼或石墨等不溶性陽極。電壓掛鍍1-6V滾鍍15–18V掛鍍1.5-2V滾鍍15–18V堿銅缸溶液波美度12.0–18.5波美(25℃)或比重1.09-1.15（25℃）10.5–17.0波美(50℃)或比重1.08-1.13（50℃）16波美(25℃)14波美(50℃)電鍍酸銅電鍍酸銅缸工藝條件7.5.1清洗7.5.2鍍酸銅電鍍酸銅工藝條件見表4。表4電鍍銅工藝條件成分含量（g/L）硫酸銅(CuSO4·5H2O)150～220硫酸(H2SO4)40～70光亮劑適量時間（分鐘）30~50溫度（℃）10～30電流密度（A/dm2）3～6陰極材料電解銅板7.5.3清洗7.5.4下掛具7.5.5吹干氣槍吹干或自然晾干7.5.6稱重記錄電銅后產(chǎn)品克重，并記錄。電鑄金電鑄金工藝條件。上掛將貨品以適當?shù)姆绞焦潭ㄔ陉帢O掛籠（電金專用）上，若貨品款式不一，需按照貨品體積大小、上金克重等因素合理安排它們在掛籠上的位置。浸泡水洗小心提起陰極掛籠，緩緩將貨品浸沒一級清洗槽內(nèi)清洗干凈?；罨⌒奶崞痍帢O掛籠，緩緩將貨品浸沒在盛裝適量體積活化酸鹽溶液的活化槽內(nèi)，維持10s以上。噴淋水洗小心提起掛籠，用一定壓力的噴淋設備將產(chǎn)品沖洗干凈。下缸電鑄參照表5將無氰電鑄金缸的各項工藝參數(shù)調(diào)至最佳工作狀態(tài)，然后下缸電鑄金。表5無氰電鑄金缸的工藝參數(shù)整流機穩(wěn)流模式電流0.5~8A電壓≤1.5V電流密度0~0.3A/dm2電鑄液pH7.2~7.4電鑄液溫度40℃恒溫旋轉轉速≤30過濾15~50時間8~22h整籠計時10min后，小心的將掛籠提出電鑄液，轉移至貨品臺，檢查是否有未鍍上金的模芯。若有，則沖洗水口位置，并鎖緊銅絲。沖洗干凈，再次下缸，直至所有貨品均鍍上金層。稱重、起缸當上金重量達到要求，即可斷電起缸。脫芯蠟模脫芯蠟模產(chǎn)品的脫芯包括：除蠟、除銀和除雜。詳細工藝條件見表6。表6除蠟、除銀、除雜工藝條件試劑含量溫度/℃時間/min除蠟粉（第一次）60g/L10060除蠟粉（第二次）60g/L10030硝酸（第一次）50%≥8060硝酸（第二次）100%≥8030去離子水-100-注：電鑄金產(chǎn)品除蠟、除銀、除雜后需用去離子水洗至中性。合金模脫芯合金模產(chǎn)品的脫芯包括：除芯，除雜。不同配方的合金模需按照對應工藝條件脫芯。7.8吊色吊色工藝條件見表7。表7吊色工藝條件試劑規(guī)格溫度/℃時間/min硫酸（第一次）AR≥30010硫酸（第二次）AR≥3005~10去離子水-100-注：電鑄金產(chǎn)品吊酸后需先過冷的濃硫酸再用去離子水洗至中性。7.9烘干將吊色后的產(chǎn)品有序地放入陶瓷托盤，再置于300℃恒溫的烘箱中烤干水分。7.10后處理執(zhí)模，壓光，拋光，吹砂，勾光，溜光等（本標準不含相關工藝參數(shù)條件）。圖2電鑄金工藝流程質量檢驗及產(chǎn)品評價質量檢驗電鑄金產(chǎn)品質量檢驗按QB/T2062-2015《貴金屬飾品》進行；電鑄金產(chǎn)品克重檢驗按QB/T1690-2004《貴金屬飾品質量測量允差的規(guī)定》進行；電鑄金產(chǎn)品含金量檢驗按GB/T9288-2019《金合金首飾金含量的測定灰吹法（火試金法）》進行；8.1.4電鑄金產(chǎn)品顯微維氏硬度檢驗按T/SZS4018-2020《貴金屬飾品硬度測試方法顯微維氏硬度法》進行；電鑄金產(chǎn)品有毒有害元素檢驗按GB28480-2012《飾品有害元素限量的規(guī)定》進行。產(chǎn)品評價電鑄金產(chǎn)品每批次的質量檢驗結果需滿足以下條件，詳見表8。表8電鑄金產(chǎn)品評價項目成品率等級備注產(chǎn)品表面質量≥80%A50~80%B≤50%C產(chǎn)品重量≥70%A第一次起缸、脫芯、烘干后稱重30~70%B≤30%C產(chǎn)品含金量100%A＜100%C產(chǎn)品顯微維氏硬度≥90%A＜90%C產(chǎn)品有毒有害元素含量100%A不得檢出砷、銻＜100%CA級代表產(chǎn)品參數(shù)優(yōu)；B級代表產(chǎn)品參數(shù)良；C級代表產(chǎn)品參數(shù)差。同一批次產(chǎn)品若檢出有2個以上C級參數(shù)，則該批次產(chǎn)品報廢；同一批次產(chǎn)品若檢出含有砷、銻兩種有毒有害元素，則該批次產(chǎn)品報廢。________________________________附錄A（規(guī)范性附錄）無氰電鑄金開缸工藝標準A.1設備無氰電鑄金缸主要包括：主槽，副槽，陽極網(wǎng)，陰極掛籠，循環(huán)系統(tǒng)（單/雙），加熱系統(tǒng)，過濾系統(tǒng)，操控箱以及整流機等，常見類型示意圖如圖A1所示。圖A1電鑄金缸示意圖無氰電鑄金缸設備要求及常規(guī)參數(shù)見表A1。表A1電鑄金缸常規(guī)參數(shù)表主要參數(shù)規(guī)格缸體主要材料PP陽極網(wǎng)鈦網(wǎng)涂釕銥層整流器12V/100A輸入電壓220V功率3000W轉速0~50L/min循環(huán)系統(tǒng)0~50L/min加熱系統(tǒng)0~100℃電流密度0.3A/dm2棉芯過濾精度5μmA.1洗缸A.1.1在電鑄缸內(nèi)注入有效體積的去離子水，加入適量氫氧化鈉/鉀，調(diào)節(jié)水溶液pH值為9~9.5之間。A.1.2調(diào)整電鑄金缸各項參數(shù)，見附錄表A2，運行24h以上。表A2電鑄金缸洗缸的工藝參數(shù)項目工藝參數(shù)pH值9.0~9.5溫度60℃循環(huán)轉速50L/min過濾轉速50L/min持續(xù)時間≥24hA.1.3通過蠕動泵等工具，將洗缸廢水抽出，用干凈的毛巾仔細擦凈缸體內(nèi)壁及角落。A.1.4第二次在電鑄缸內(nèi)注入有效體積的去離子水，開啟循環(huán)持續(xù)2h，若缸內(nèi)溶液不為中性，則重復A.1.3~A.1.4。直至缸內(nèi)溶液為中性為止。A.1.5通過蠕動泵等工具，將洗缸廢水抽出，用干凈的毛巾仔細擦凈缸體內(nèi)壁及角落，備用。A.2制備電鑄金溶液A.2.1制備金鹽A.2.1.1準備金料含金量≥99.99%的金料。A.2.1.2溶金以溶解1000.0g金料舉例，溶金全程必須在開啟排風的通風櫥內(nèi)進行，且戴上手套等防護用品。將準確稱量好的金料放入耐高溫的石英玻璃燒杯中，加入2100mL鹽酸和350mL硝酸的混合酸溶解。將燒杯放置在電爐上加熱至60℃，持續(xù)0.5h。再緩慢加入350mL硝酸，直至金料完全溶解。A.2.1.3第一次濃縮將電爐升溫至金水沸騰，蒸發(fā)溶液體積至1200~1500mL之間，此時金水為濃稠的血紅色。A.2.1.4第一次趕硝關閉加熱，待燒杯及金水溫度下降后（約5min左右），沿著燒杯壁，緩慢加入500mL鹽酸。A.2.1.5第二次濃縮打開加熱，升溫至金水沸騰，蒸發(fā)金水體積至1200~1500mL之間。A.2.1.6第二次趕硝關閉加熱，待燒杯及金水溫度下降后（約5min左右），沿著燒杯壁，緩慢加入500mL鹽酸。A.2.1.7第三次濃縮打開加熱，升溫至金水沸騰，蒸發(fā)金水體積至1200~1500mL之間。判斷是否趕硝完成，可取100mL鹽酸加入金水中，觀察是否有黃煙冒出。如有，則重復趕硝、濃縮過程一次。A.2.1.8稀釋加入5倍體積去離子水，攪拌1min，靜置10min。A.2.1.9加氨水將金水轉移至120L專用塑料桶內(nèi)，在攪拌的條件下，沿著桶壁，緩慢加入氨水。每1000g金，需要6000mL氨水。此時塑料桶內(nèi)大量放熱，且生成棕黃色沉淀物，即金鹽。A.2.1.10水洗洗干凈抽濾瓶，布氏漏斗，準備好濾紙筒。將塑料桶內(nèi)反應完全的混合溶液用500mL塑料量杯轉移至布氏漏斗中，開啟抽濾。用80℃以上的去離子水，浸泡金鹽，并抽濾，重復此步驟10~12次，直至將金鹽洗至無氨味、無氯離子為止。用廣泛pH試紙檢測布氏漏斗出水口的溶液，pH值在8以下即可。A.2.1.11封存金鹽不可干燥儲存，最好現(xiàn)作現(xiàn)用。如有必要儲存，可用去離子水讓其保持濕潤狀態(tài)。并持續(xù)關注其情況。A.2.2制備電鑄金液金鹽的絡合有兩種方式：缸內(nèi)絡合和缸外絡合。根據(jù)實際情況，可選取其一進行。A.2.2.1缸內(nèi)絡合檢查洗好的金鹽，確保金鹽清洗干凈。檢查方法：用pH試紙測試濾液，如果pH≤8,說明金鹽清洗干凈。在電鑄缸內(nèi)注入適量去離子水，加入穩(wěn)定劑，開啟循環(huán)，攪拌均勻，并將缸內(nèi)溫度升至60℃。配制濃度為2.4%的稀硫酸6L，緩慢加入電鍍缸內(nèi)。在電鑄缸內(nèi)加入按比例計算好的適量主絡合劑、輔助絡合劑、導電鹽、掩蔽劑等，開啟循環(huán)，攪拌均勻。將制備好的金鹽沉淀緩慢少量多次地加入電鑄液溶液中。待電鑄液澄清、透明。將缸內(nèi)溫度降低至40℃，加入按比例計算好的適量緩沖劑。調(diào)節(jié)缸內(nèi)pH值至7.2~7.4之間。A.2.2.2缸外絡合檢查洗好的金鹽，確保金鹽清洗干凈。檢查方法：用pH試紙測試濾液，如果pH=7,說明金鹽清洗干凈。配制濃度為2.4%的稀硫酸，144ml硫酸加入到6L純凈水中，配好備用。向反應釜內(nèi)先加入20L水以用來溶解主絡合劑。將反應釜溫度調(diào)到70℃，向反應釜加入主絡合劑4.5kg，開啟攪拌使主絡合劑快速溶解。主絡合劑溶解完后，液體顏色呈無色透明，向反應釜內(nèi)加入金鹽（濾紙上殘留的少量金鹽用少量的水沖洗一起加入反應釜中），關閉反應釜蓋子，開啟攪拌。濾紙集中回收。將稀硫酸倒入玻璃容器中，緩慢滴加到反應釜中，促進絡合。絡合金鹽一般需要六個小時，絡合完成后溶液A顏色是無色或者淡黃色。在電鑄缸內(nèi)注入適量去離子水，加入穩(wěn)定劑，開啟循環(huán)，攪拌均勻，并將缸內(nèi)溫度升至60℃。在電鑄缸內(nèi)加入按比例計算好的主絡合劑（剩余的），輔助絡合劑，導電鹽，掩蔽劑等，開啟循環(huán)，攪拌均勻。將缸內(nèi)溫度降至40℃，加入緩沖鹽。調(diào)節(jié)缸內(nèi)pH值至7.2~7.4之間。將溶液A轉移至電鑄缸內(nèi)，開啟循環(huán)，攪拌均勻，確保缸內(nèi)溶液pH值在7.2~7.4之間。至此，無氰電鑄金開缸完成。圖B2無氰電鑄金開缸工藝流程圖附錄B（規(guī)范性附錄）電鍍堿銅B.1設備和試劑B.1.1設備無氰電鑄金工藝采用的堿銅缸，主要包括：主槽，副槽，陽極支架，陰極掛籠，鈦籃（袋），過濾、循環(huán)系統(tǒng)，恒溫系統(tǒng)，操控箱以及整流機等，常見類型示意圖如圖B1所示。圖B1堿銅缸示意圖堿銅缸設備要求及常規(guī)參數(shù)見表B1。表B1堿銅缸設備要求及常規(guī)參數(shù)設備零部件要求及常規(guī)參數(shù)缸體主要材料PP鍍槽柔鋼槽內(nèi)襯合適的橡膠、聚氯乙烯或聚丙烯溫控材料不銹鋼、鈦或石英電熱筆循環(huán)過濾過濾泵能在1小時內(nèi)將電鑄液過濾4次建議在過濾泵中加入碳粉約0.3g/L連續(xù)過濾電鑄液陽極袋建議使用聚丙烯陽極袋整流機12V/100A銅無氧純銅輸入電壓220V功率棉芯精度5μmB.1.2試劑堿銅缸開缸試劑主要材料見表B2。B2堿銅缸開缸試劑表名稱編號無氰堿銅開缸劑MK212A無氰堿銅補充劑MK212B無氰堿銅pH調(diào)整劑MK212CB.2堿銅缸開缸步驟B.2.1