无氰铜锌合金仿金电镀.ppt

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1、无氰铜锌合金仿金电镀工艺姓名：杨世莲学号：2011116021311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

2、。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

3、，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

4、量复合添加剂适量pH10θ35~45°CJk3A/dm23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，

5、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

6、。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

7、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

8、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