无氰铜锌合金仿金电镀

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7 3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 30g L锌离子3 14g L酒石酸盐100g L磷酸氢二钾20 40g L柠檬酸钾10 20g L氢氧化钾适量复合添加剂适量pH10 35 45 CJk3A 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 10 20 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 10 8 pH 11时 Zn2 主要以 Zn OH 4 2 的形式存在 其不稳定常数为3 6 10 16 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 1pHpH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3A 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3A dm2 施镀时间20min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2 1 温度为40 C 阴极电流密度为3A dm2 时间为20min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