水钻表面镀银新工艺.docx

水钻表面镀银新工艺郑仕远(重庆师专 化学系 ,重庆 402168)摘要 :本文提出了一种水钻表面化学镀银新工艺 。并对镀层的结合力和抗变色性能的改善提出了有效措施 。经粗化处理 ,可以提高镀层结合力 ,而又不影响镀层光泽 。 浸渍抗变色液 ,涂覆抗变色油漆 、取代传统重铬酸盐钝化较好地提高了镀银层的抗 变色性能 。关键词 :化学镀银 ; 镀层结合力 ; 抗变色Ne w electroless silver plating process f or dia mondZHENG Shi - yuanAbstract :A new electroless silver plating process for diamond was pressented with improvements on deposit ad2 hesion and anti - tarnishing of silver deposit . Treated by roughening. deposit adhesion was increased consider2 ably with no negative effect on deposit brightness. Immersed in anti - tarnishing solution and coated with lac2 quer as replacement for traditional chromating , anti - tarnishing property of siver deposit was improved greatly.Key words :electroless silver plating ; deposit adhesion ; anti - tarnishing水钻表面进行粗化处理 ,并以氯化钯为活化剂对水钻表面进行活化处理 ,以提高镀层结 合力 。(2) 以银氰化钠为银源并结合氰化钠 的强络合作用 ,使镀银层中沉积的银晶粒致密细腻 , 避 免 镀 层 的 粗 糙 , 改 善 镀 银 层 光 亮度和抗变色性能 。(3) 采用硼氢化钾为还原 剂 ,提高 化 学 镀 的 沉 积 速 度 , 且 可 增 加 镀 层厚度 ,改善镀 层 质 量 。( 4) 免 去 重 铬 酸 盐 钝 化处理工序 ,以浸渍变色液和涂装抗变色油漆 ,达到抗变色的目的 。1 前言水钻是以捷克 ( 或匈牙利) 的白钻 ( 未经表面精饰的钻石粗品) 为 材 料 , 经 表 面 精 饰 处理 (镀银装饰) 为水钻成品 。水钻是一种高级装饰品 ,在生产的最后环节是对水钻底部进行装饰银处理 ,它要求 镀层结合 力 好 , 外 表 光 亮 细 致 , 抗 腐 蚀 及 抗变色性能强 。对水钻生产而言 ,最易出现的 质量问题有 2 个 ; 一是镀银层结合力 差 , 易 脱落 ;二 是 镀 银 层 抗 变 色 性 能 差 。为 此 , 我 们提出了水钻表面镀银新工艺 。本工艺的构想是基于 以 下 几 点 : ( 1) 对2 镀银工艺211工艺流程化学除油 自来水洗 酸洗 自 来 水收稿日期 :2000 - 03 - 2016 J un. 2000Electroplating & FinishingVol . 19 No . 3洗 烘干 在水钻面部涂装油漆 蒸馏水洗 粗化 自来水洗 蒸馏水洗 敏化 活化 升温至沸 降温到室温 化学镀银蒸馏水洗 浸渍抗变色液 水洗 烘干洗去面部的油漆 涂 装 抗 变 色 油 漆 烘 干 进库 。212配方3结果与分析311 粗化处理对光亮度和结合力的影响粗化处理中 ,粗化度对光亮度和结合力 产生极 大 的 影 响 。粗 化 度 高 , 则 结 合 力 高 , 而光亮 度 下 降 ; 反 之 , 粗 化 度 低 , 则 结 合 力 低 ,而光亮度提高 。故粗化度的控制是兼顾 结合力和 光 亮 度 的 关 键 。所 以 在 粗 化 处 理 时应十分慎重 ,当水钻表面光泽度稍有下降 即止 (一般掌握在光泽度下降 5 %为宜) 。另 外 ,对提高结合力的另一协助措施是采用氯 化钯 ( PdCl2) 为活化剂 ,它也可以较大地增加 镀银层与 水 钻 表 面 的 结 合 力 。我 们 曾 对 经 粗化处理的水钻镀银层进行破坏实验 ,以晶 相砂纸打 磨 , 直 到 把 银 打 磨 露 底 , 也 无 脱 落 现象 。显微结构分析 ,发现初生的银与钯沉 积在水钻 表 面 的 微 孔 中 , 结 合 极 为 紧 密 ; 检 测镀银层的光泽度时发现 ,粗化处理适度对 光泽影响甚微 。312 镀液成分对沉积速度和镀液稳定性的 影响在镀银液中 ,各组份的浓度对银的沉积 速度及镀 液 的 稳 定 性 影 响 极 大 。银 氰 化 钠 浓度在 0105011 mol/ L 范围内 ,其浓度增加 可使银析出的沉积速度增大 ,但其浓度超过011 mol/ L 时 ,银的浓度过高 ,则造成镀液过早 分解 。对氰化钠而言 ,最佳浓度为011 mol/ L , 在 011 mol/ L 浓 度 以 下 , 沉 积 速 度 随 浓 度 增 大而增大 , 但镀液不稳定 ; 当 趋 于 011 mol/ L 时 ,镀液 稳 定 性 好 , 且 有 较 高 沉 积 速 度 。还 原剂硼氢化钾的浓度必须控制 ,如果浓度过 高 ,镀液 会 发 生 自 然 分 解 则 使 镀 液 失 效 , 其 警戒 上 限 浓 度 为 0115 mol/ L , 当 其 浓 度 在01050 . 15 mol/ L 范围内 ,沉积速度随其浓 度的 增 加 而 增 大 。镀 液 中 氢 氧 化 钠 的 浓 度(下转第 58 页)化学除油液 :碳酸钠磷酸钠 硅酸钠OP 乳化剂温度 时间1020 g/ L1020 g/ L1020 g/ L23 g/ L7080 510 min酸洗液 :浓 HNO2 H O = 14 (体积比)3 2粗化液 : HFHNO3 温度 时间敏化液 : SnCl210 H2O HCl活化液 : PdCl2HCl化学镀银液 :NaAg ( CN) 21 %2 %1 . 5 %3 %室温15 min10 g/ L40 ml/ L0 . 25 g/ L10 ml/ L0 . 050 . 01 mol/ L0 . 1 mol/ L0 . 40 . 7 mol/ L0 . 050 . 15 mol/ LNaCNNaOH KBH4抗变色液 :苯骈三氮唑3 g/ L1 - 苯基 - 5 - 巯基四氮唑0 . 5 g/ LKI抗变色油漆 :B01 - 15 丙烯酸清漆 乙酸丁酯香蕉水苯骈三氮唑 金珠光粉 (1000 目) 耐晒黄色浆2 g/ L100 g170 g170 g1 g25 g适量58 J un. 2000Electroplating & FinishingVol . 19 No . 3通孔 ,以 减 少 工 件 升 降 阻 力 , 避 免 工 件 整 体升降时摆 动 。溶 液 的 循 环 使 用 离 心 式 氟 塑 料泵 ,流量为 100 升/ 分 , 即连续工作 215 小时能使整个槽液循环一次 。是非常有 效 的 。工 件 整 体 升 降 法 主 要 是 当溶液循环系统出现故障时 ,所采取的一种补 救措施 ,也就是说当循环系统出现故障又不 能断电处理时采用升 降 工 件 方 法 可 以 控 制包容在内孔中溶液的温度 。具体方法是 : 当循环系统 出 现 故 障 时 , 先 卸 下 软 管 , 然 后 用 天车把工件提升到下端距液面 1200 mm 处 ,该位置事先作好标记 避 免 镀 铬 部 位 出 槽 液 而产生不良铬层 , 再 下 降 至 原 深 度 , 每 隔 5分钟升降一次 , 每次腔 内 溶 液 更 新 一 次 ( 更 新 70 升) ,以缓解腔内溶液温升过快 。只要先把阴极软导线加长 3 m ,就能实现在应急时工件的 升 降 , 待 故 障 排 除 后 , 工 件 降 到 初 始位 置 , 装 上 软 管 启 动 离 心 泵 恢 复 正 常 施镀 。如果采用 工 件 升 降 法 进 行 连 续 施 镀 就 必须使 用 连 续 升 降 的 专 用 设 备 , 相 比 之 下 ,升降法不如溶液强制循环法经济实用 。3 结果分析施镀时将工件入槽 4 m 长 ,腔内镀铬液约 100 升 ,根据镀铬溶液装载量 30 L/ dm2 计 算 ,该 件 所 需 镀 铬 溶 液 1500 升 与 实 际 相 差15 倍 ,所以采用槽液与内孔所包容的溶液强 制循环对工件进行连续施镀 ,每件镀覆两小 时 ,槽液温升只有 1 ,环境温度 5 ,镀液初始温度为 51 , 连续施镀 6 件 , 镀铬层质量 完全合格 ,表明采用这种溶液强制循环对控 制电镀过程中电流通 过 溶 液 所 产 生 的 温 升(上接第 16 页)在 014017 mol/ L 范围内 ,其浓度的增大可提 高 银 的 沉 积 速 度 , 但 当 其 浓 度 超 过017 mol/ L时 ,镀液稳定性下降 。313镀液成分对镀膜外观的影响当氰化钠低于 011 mol/ L 、银氰化钠高于011 mol/ L 、硼氰化钾高于 0115 mol/ L ,氢氧化 钠高于 017 mol/ L 均 无 法 获 得 光 亮 的 镀 银层 。银氰 化 钠 浓 度 过 高 、氰 化 钠 浓 度 过 低 、硼氢化钾浓度过高 、氢氧化钠浓度过高均导 致沉积银的晶粒粗大 ,镀层粗糙 ,光泽下降 。314工艺对抗变色性能的影响对镀银层抗变色处理 ,传统的方法是重 铬酸盐钝化处理 ,易引起钝化膜发黄 。钝化 膜发黄的原因 :镀银膜薄 ,银晶粒过粗 ,有裂 纹 ;银膜 中 夹 杂 有 机 物 ; 高 价 铬 夹 在 晶 界 相 无法洗 净 。为 此 , 我 们 在 抗 变 色 处 理 中 , 免 去重铬酸盐的钝化抗变色处理 ,直接将已镀 银的水钻制品浸渍抗 变 色 液 和 涂 装 抗 变 色 油漆以达 目 的 。抗 变 色 液 和 抗 变 色 油 漆 中 的抗变色化学物质阻止了镀银层的变色 ,而 油漆形成的有机膜将镀银层与外环境 (变色外因) 隔开 ,避免了外因对其变色的影响 。本工艺的抗变色处理手段 ,使水钻镀银层抗变 色性能大大提高了 ,表 1 可以说明这一点 。表 1 不同钝化工艺试样抗变色性能比较抗变色时间实验条件重铬酸盐钝化样 浸渍 、涂漆抗变色物质样空气中硫化物中 烘箱中 (110 )10 天变黑36 小时有黑斑18 小时变暗23 年不变色220 小