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仿金镀层具有真金的色泽,既雍容华贵又价廉物美,因此深受人们的喜爱,广泛用于首饰、日用电器、灯具、五金件、工艺品等民用商品上。
作为装饰品用的仿金镀层一般比较薄,大约为l~2μm。仿金镀层可通过以下几种电镀工艺获得。
①基体(金属或非金属)经适当镀前处理后,镀氰铜打底,光亮铜增厚镀层、亮镍后再仿金,最后喷涂一层清漆保护。
②基体(金属或非金属)经适当镀前处理后,镀光亮镍,电镀仿金层,再在特种溶液中进行化学处理,使镀层颜色一致并起钝化效果,然后涂保护漆。
③基体镀光亮镍后,用阳极电泳沉积法涂上一层透明树脂,浸入染色剂中着色,最后在160℃烘烤20min左右。
④基体先镀铜,再镀锌,然后在420~450℃下热处理,使两种金属扩散融合而成铜锌合金(仿金)镀层。
⑤基体先镀一层仿金镀层,再镀金,以此来节约用金。这一工艺主要用于首饰等小型贵重物品的制作上,以降低成本。
仿金镀液有氰化物型、氰化物一焦磷酸盐型、HEDP型和焦磷酸盐型,后者组分复杂,维护较难,仅用于电镀形状简单的零件,目前一般采用氰化物镀液。并且以电镀Cu—Zn—Sn三元合金所得的镀层光泽度最好,色泽如金。 .
仿金电镀中最关键的是镀层色泽及镀层耐变色的问题。镀层的色泽可以通过镀液组成的调整及工艺参数的改变来控制,表4—22列出黄铜的色泽与含铜量之间的关系,可供调整仿金工艺时参考。仿金镀层的变色问题,可通过后处理来解决,后处理包括钝化处理及涂覆有机膜。钝化处理是必不可少的工序,除可防止仿金层的变色外,还可中和零件表面滞留的碱。采用苯并三氮唑进行钝化,抗变色效果虽好,但其成本较高,此外这种保护膜在受热或长期暴露后会使仿金镀层的色泽变得偏红,故目前生产中一般多采用重铬酸盐钝化处理。苯并三氮唑钝化可用于钝化后不便于涂覆有机保护膜的仿金镀件上。
黄铜的色泽与含铜量之间的关系
氰化电镀仿金溶液稳定,容易控制,镀层的色泽鲜艳,合格率高。缺点是有剧毒。目前,有氰仿金比无氰仿金应用广泛。
氰化物电镀仿金镀液分为铜一锌、铜一锡二元合金及铜一锌一锡、铜一锡一锌一铟、铜一锡一铟一镍、铜一锡一锌一镍等三元或多元合金。现以电镀铜一锌一锡三元合金为例详细讨论,镀液组成见表4—23。
1)镀液配制
除加入锡酸钠外,配制步骤与高氰化物镀铜一锌合金相同。锡酸钠另外用稀氢氧化钠热溶液溶解,煮沸过滤后加入。在不断搅拌下加3~5g/L活性炭,搅拌2h,静置一段时间后过滤。
2)影响镀层质量的因素
①Cu+、Zn2+、Sn4+离子浓度比 Cu+、Zn2+、Sn4+不同的配比是形成仿金色的关键,Cu+/Zn2+比值易控制在3:1,亚铜离子浓度低,电流效率低,但分散能力好;镀层的色泽则视合金中含锌量而变化,锌含量高时呈柠檬黄,锌低时为玫瑰红。提高NaOH含量及pH值,则锌的含量增高。sn4+起调整合金色调作用,实践证明,Zn2+:Sn4+此值波动小,对稳定色泽与工艺有重要作用。同时Sn4+含量少,颜色深,一般易控制在2~10g/L。
②游离氰化钠 随着游离氰化钠浓度提高,镀层中铜含量迅速下降,并使阴极效率降低。游离氰化钠过低时,阳极产生钝化,而且镀层粗糙,颜色不均匀。
仿金电镀镀液组成及工艺条件
③氨水氨水主要起调色、增加光亮、扩大阴极电流密度范围的作用,还可抑制氰化物的分解。但氨水的增加会降低镀层中含铜量,其加入量为0.2~lg/L,有时也可略高。
④温度镀液温度对镀层的成分和色泽有明显的影响。随着温度的升高,镀层铜含量显著增加,一般每升温l℃,约增加2%左右。温度过高,碳酸盐积累增加,氨挥发,镀层产生
毛刺并发灰。通常在15~35℃下操作,不易超过45℃。
3)仿金电镀的镀后处理
①钝化钝化处理可防止仿金镀层变色或泛点,还可中和零件表面滞留的碱,所以仿金后立即清洗,再进行钝化处理。
仿金镀层钝化处理液组成及工艺条件
②罩光仿金罩光涂料要求透明无色,流平性好,膜层硬度高、光泽好、烘干温度低、耐间短、抗变色强。干燥温度最好在80~90℃以下或常温固化。常用的有丙烯酸型、聚氨147
酯型等。
4)常见故障及排除方法
5)不合格仿金镀层的退除
除了仿金镀层出现粗糙、气泡、脱皮或烧焦等必须退除重镀外,一般均可用稀盐酸活化、清洗、重镀亮镍及仿金镀层。
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