無氰仿金電鍍工藝研究

無氰仿金電鍍工藝研究

1仿金鍍層的應用黃金是貴族的一種珍貴稀有。獨特的金色非常迷人，裝飾性強。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用面很窄,后者成本低且鍍層可接近于或達到純金鍍層的裝飾效果,因而得到了廣泛的應用。隨著社會經(jīng)濟不斷發(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,導致毒性很大,不僅危害到工人的身體健康,而且會嚴重污染環(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。本文通過實驗優(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,因而具有較高的實用價值。2實驗方法2.1機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,工藝流程如下:機械打磨→水洗→化學除油→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無機絡市域合成cu/zn陰陽極面積比3/3Cu2+25～35g/LZn2+15～25g/L有機絡合劑A25～35g/L無機絡合劑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溶液和硬化時間的組成苯駢三氮唑1～2g/L時間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格林威治的結合力試驗采用彎曲試驗法測定,直到基體金屬兩端合并。3結果與討論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時可以得到金黃色鍍層,當pH值為10時鍍層為金紅色,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,可以得到金黃色鍍層,但當電流密度大于或等于2.25A/dm2時,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,施鍍時間在30～50s時效果比較理想,但是如果施鍍溫度較低,必須適當延長施鍍時間才可以獲得金黃色的鍍層。3.1.4溫度設定及其應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。當溫度較高(>35℃)或較低(<15℃)時,鍍層均為偏紅色。但當溫度高于35℃時,只要相應地適當提高電流密度,也可以得到金黃色鍍層;而當溫度低于15℃時,只要相應地適當降低電流密度及增加施鍍時間,也可以得到金黃色鍍層。綜上所述,仿金電鍍工藝實際操作條件的允許變化范圍較寬,施鍍時間、溫度和電流密度3個參數(shù)中若有一、二個發(fā)生了變化,只要相應地調(diào)整第三個參數(shù)以做到互相匹配,就能獲得相同色澤質(zhì)量的仿金鍍層,這對于實際生產(chǎn)來說是有利的。3.1.5銅鋅離子絡合非金融劑在本工藝中,仿金鍍層的色澤與鍍液中絡合劑的用量有關。當絡合劑添加量不足時,鍍層色澤呈偏紅色且粗糙無光澤,不能得到光亮的仿金色。這是由于此時鍍液中的金屬離子不能完全被絡合,絡合物穩(wěn)定性差,陰極極化小。此外,在保證銅鋅離子完全絡合后,還應有一部分游離的絡合劑以幫助陽極溶解,防止陽極發(fā)生鈍化。但絡合劑含量過高,會使陰極電流效率和允許電流密度上限下降。3.2絡施工電極的制備未加絡合劑時,鍍液為酸性,而單獨添加絡合劑A或B時,溶液是混濁的,測其極化曲線沒有意義。采用微機控制的TD3690型恒電位儀測定鍍液在未加和添加了一定絡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。這說明本實驗采用的絡合劑對金屬離子起到了很好的絡合作用,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行。此外,將鍍液在實驗室中放置兩個多月后,其施鍍性能仍保持不變。表明絡合物不易分解,鍍液的穩(wěn)定性很好。3.4涂層固結力經(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合力良好,工藝較為可靠。4藝相對于氰化鍍仿金的優(yōu)點通過優(yōu)化實驗,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)點是無毒無污染,并且所得鍍層的仿金色澤與