无氰铜锌合金仿金电镀

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,无氰铜锌合金仿金电镀工艺,姓名：杨世莲,学号：,201111602131,1,前言,金色以其,光彩夺目的绚丽色彩,深受人们的喜爱。装饰性电镀中，,金色电镀,一直占有较大比例。目前金色电镀可分为,纯金电镀,和,仿金电镀,两大类，但由于金价昂贵，纯金用于装饰的成本太高。仿金电镀既保持金黄色的外观，又降低成本，从而缓解了价格与装饰要求的矛盾,1-2,。因此，仿金电镀广泛应用于首饰、工艺制品、家用器具、灯具、钟表等的装饰之中,3,。在仿金电镀工艺中，获得铜锌合金沉积的镀液分,含氰,和,无氰,两种。氰化物是剧毒物质，对环境和人体都有危害，因此必须开发无污染、无危害的电镀工艺。迄今为止，,无氰仿金电镀主要有酒石酸系列、焦磷酸盐系列、,HEDP,系列等,。这些无氰仿金镀液具有镀液稳定、深镀能力较强、镀层色泽较均匀等优点，但还无法与氰化物镀液相媲美，仍存在许多亟待解决的问题,(,如色泽不易控制，电流密度窄，电镀时间短，镀层光亮性受底层光亮镍的影响等,),。解决色泽、光亮性及耐用性等方面存在的问题,4,，必须从辅助配位剂及添加剂、工艺条件等方面综合考虑，筛选出性能更加优良的配位剂和添加剂。本文开发了,酒石酸盐电镀铜锌合金工艺，并分析了镀液和镀层的性能。,2,镀液配方及工艺条件,所用试剂均为分析纯，镀液用去离子水配制，阴极为,碳钢片,，阳极为,铜锌,比为,73,的黄铜板，,pH,用,pB210,型酸度计测量。工艺流程,5,如下：机械打磨水洗碱性除油热水洗冷水洗酸性除油除锈冷水洗活化冷水洗电镀底镍水洗仿金电镀冷水洗热水洗钝化冷水洗热水洗吹干涂漆烘干性能检测。在综合考察,氰化物电镀仿金工艺,6-7,和,无氰化物电镀铜锌合金工艺,8-11,的基础上，经过大量的筛选实验，研制出一种新的仿金电镀工艺。其镀液配方及工艺条件如下：,铜离子,10 30 g/L,锌离子,3 14 g/L,酒石酸盐,100 g/L,磷酸氢二钾,20 40 g/L,柠檬酸钾,10 20 g/L,氢氧化钾 适量,复合添加剂 适量,pH 10,35 45 C,J,k,3 A/dm2,3,镀液中各组分的作用,3. 1,铜离子,铜离子是主盐，以,硫酸铜或氯化铜,的形式加入。在镀液,pH 10,时，铜离子主要以,Cu(OH)2C4H4O6,的形式存在，其不稳定常数为,7.3 1020 1,。,3. 2,锌离子,锌离子是主盐，在镀液,pH,为,5.5 11.0,范围内，,Zn2+,主要以,Zn(OH)C4H4O6,的形式存在，其不稳定常数为,2.4 108,；,pH 11,时，,Zn2+,主要以,Zn(OH)42,的形式存在，其不稳定常数为,3.6 1016,。,3. 3,酒石酸盐,酒石酸钾钠是,铜、锌,的主要配位剂，其含量低，若提供的酒石酸根离子不够，镀液会浑浊。酒石酸钾钠必须在,碱性,条件下加入才能实现配位。酒石酸根对铜、锌离子的配位能力的显著差异，有利于通过控制镀液,pH,来实现两种金属的共沉积,1,。,3. 4,磷酸氢二钾,磷酸氢二钾是镀液的,导电盐,。,3. 5,柠檬酸钾,柠檬酸钾是金属离子的,辅助配位剂,，可以使铜和锌共沉积，保持镀液稳定，提高阴极极化，改善镀液的分散能力,。,3. 6,复合添加剂,由,组胺类有机化合物及可溶性锡盐,组成，其适量加入，对镀层颜色的控制和致密性都有很大的作用。其加入量过少，镀层显紫铜色,(,经分析，此时镀层成分主要是金属铜,),；加入过多，则镀层容易起皱。,4,工艺条件对镀层和镀液性能的影响,4. 1 pH,pH,是影响镀液稳定性的,重要因素,。实验表明，,pH,必须严格限制在,12,左右。,pH 12,时，镀液中的铜易析出，镀层显紫铜色，且均镀能力差。,4. 2,温度,镀液温度应控制在,35 C,左右。温度过高，镀层中的金 属铜增多，镀层偏红；温度过低，则影响镀速镀层中锌含量增多，不利于颜色的控制。,4. 3,电流密度,在电镀过程中必须严格控制电流密度。电流密度过低，镀层不光亮，色泽偏红；过高则镀层边缘容易烧焦。电流密度以,3 A/dm2,为宜。,5,镀液性能分析,5. 1,稳定性,镀液在使用,(,包括施镀和补充原料,),后,2,个月期间,，没有发生浑浊、变色现象，说明其稳定性很好。,5. 2,深镀能力,采用直角阴极法,12,，在,温度,40 C,、阴极电流密度,3 A/dm2,、施镀时间,20 min,的条件下，测得镀液的深镀能力为,90%,，说明该镀液的深镀能力良好。,5. 3,分散能力,采用矩形槽法，在,远阴极和近阴极与阳极的距离比为,21,、温度为,40 C,、阴极电流密度为,3 A/dm2,、时间为,20 min,的条件下，测得镀液的分散能力为,72.6%,。这说明该镀液具有良好的分散能力。,6. 3,铜、锌的含量,镀层表面主要由铜和锌元素所组成，另外还有来源于基体的少量铁元素。其中，铜、锌元素的质量分数分别为,69.69%,和,30.04%,。,7,镀液的维护,(,1),定期分析镀液中铜和锌的含量，及时补充,铜盐和锌盐。,(2),每次施镀前，用酸度计测量镀液的,pH,，并用氢氧化钠调节,pH,至,适宜,的范围内。,(3),对于复合添加剂，坚持,少加、勤加,的原则。,(4),如果镀液出现浑浊，应及时,过滤,，保持镀液的清洁。,(5),及时向镀液中,添加去离子水，,保持电解质浓度的稳定。,8,结语,所研制的仿金电镀工艺具有,镀液稳定、分散能力和深镀能力好,的优点。由于采用酒石酸盐作为主配位剂，降低了镀液的毒性和环境危害性。所得仿金电镀层光亮细致，结合力好，适合用作碳钢基装饰品的镀层。,