電鍍工藝學(xué)- 電鍍銅合金

1、一、概述一、概述 銅錫合金銅錫合金(俗稱俗稱青銅青銅)是合金電鍍中應(yīng)用較多的一個鍍是合金電鍍中應(yīng)用較多的一個鍍種。種。1934年首先提出了含有錫酸鹽年首先提出了含有錫酸鹽氰化物電鍍銅氰化物電鍍銅錫錫合金的專利。在合金的專利。在50年代由于金屬鎳供應(yīng)短缺，曾作為代年代由于金屬鎳供應(yīng)短缺，曾作為代鎳鍍層得到推廣使用。近年來隨著金屬鎳供應(yīng)情況的改鎳鍍層得到推廣使用。近年來隨著金屬鎳供應(yīng)情況的改善，作為代鎳的銅善，作為代鎳的銅錫合金用量有所減少。銅錫合金還錫合金用量有所減少。銅錫合金還可用來作為最后的加工精飾，合金鍍層經(jīng)過清漆保護(hù)后，可用來作為最后的加工精飾，合金鍍層經(jīng)過清漆保護(hù)后，外觀為金黃色似黃金

2、，可作為仿金鍍層，另外，還可用外觀為金黃色似黃金，可作為仿金鍍層，另外，還可用于電視機(jī)和無線電底板以及代替銅作底層。雖然電鍍合于電視機(jī)和無線電底板以及代替銅作底層。雖然電鍍合金層比電鍍銅成本高，但抗蝕性、硬度和沉積速度等方金層比電鍍銅成本高，但抗蝕性、硬度和沉積速度等方面都比鍍銅好。面都比鍍銅好。 1 銅錫合金的性質(zhì)利用途銅錫合金的性質(zhì)利用途 在銅錫合金層中，隨錫含量在銅錫合金層中，隨錫含量增加，合金的外觀色澤也發(fā)生變化。當(dāng)錫含量低于增加，合金的外觀色澤也發(fā)生變化。當(dāng)錫含量低于8時，時，其外觀與銅相似，為紅色，當(dāng)錫含量增加到其外觀與銅相似，為紅色，當(dāng)錫含量增加到1315時，時，鍍層為金黃色，當(dāng)

3、錫含量達(dá)到或超過鍍層為金黃色，當(dāng)錫含量達(dá)到或超過20時，鍍層為白時，鍍層為白色。根據(jù)合金鍍層中含錫量的多少，可分為三種類型：色。根據(jù)合金鍍層中含錫量的多少，可分為三種類型：(1) 低錫青銅低錫青銅 合金中含錫量為合金中含錫量為815，鍍層呈黃色。，鍍層呈黃色。低錫青銅硬度較低，有良好的拋光性。對鋼鐵基體而言，低錫青銅硬度較低，有良好的拋光性。對鋼鐵基體而言，合金屬于陰極鍍層。低錫青銅在空氣中易氧化而失去光合金屬于陰極鍍層。低錫青銅在空氣中易氧化而失去光澤，不宜單獨(dú)作防護(hù)澤，不宜單獨(dú)作防護(hù)裝飾性鍍層，表面還要套鉻，作裝飾性鍍層，表面還要套鉻，作為裝飾性鍍層的底層。它在為裝飾性鍍層的底層。它在熱水

4、中有較高的穩(wěn)定性熱水中有較高的穩(wěn)定性，可，可用于在熱水中工作的零件。用于在熱水中工作的零件。(2) 中錫青銅中錫青銅 合金中含錫量大致在合金中含錫量大致在1535范圍內(nèi)。中范圍內(nèi)。中錫青銅的硬度、抗氧化性和防蝕能力均較低錫青銅為好。錫青銅的硬度、抗氧化性和防蝕能力均較低錫青銅為好。中錫青銅一般也可以套鉻，作為底層，但容易發(fā)花和色澤中錫青銅一般也可以套鉻，作為底層，但容易發(fā)花和色澤不均，故應(yīng)用較少。不均，故應(yīng)用較少。(3) 高錫青銅高錫青銅 含錫量大致在含錫量大致在4055范圍內(nèi)，鍍層呈銀范圍內(nèi)，鍍層呈銀白色，拋光后有良好的反光性能。在空氣中不易失去光澤，白色，拋光后有良好的反光性能。在空氣中不

5、易失去光澤，能耐弱酸、弱堿和食物中的有機(jī)酸。高錫青銅的硬度介于能耐弱酸、弱堿和食物中的有機(jī)酸。高錫青銅的硬度介于鎳和鉻之間，同時還有良好的導(dǎo)電性和釬焊性。一般可用鎳和鉻之間，同時還有良好的導(dǎo)電性和釬焊性。一般可用來代銀或代鉻，可用作反光鍍層及儀器儀表、日用商品、來代銀或代鉻，可用作反光鍍層及儀器儀表、日用商品、餐具，樂器等裝飾性鍍層。高錫青銅的缺點(diǎn)是脆性較大，餐具，樂器等裝飾性鍍層。高錫青銅的缺點(diǎn)是脆性較大，產(chǎn)品不能經(jīng)受變形。產(chǎn)品不能經(jīng)受變形。2 銅錫合金電解液的類型銅錫合金電解液的類型 電鍍銅錫合金電解液可分為氰化電鍍銅錫合金電解液可分為氰化物、低氰和無氰三種。物、低氰和無氰三種。(1) 氰

6、化物電鍍銅錫合金氰化物電鍍銅錫合金 氰化物電鍍銅錫合金應(yīng)用最廣，氰化物電鍍銅錫合金應(yīng)用最廣，也最成熟。常用的氰化物也最成熟。常用的氰化物錫酸鹽電解液。通過對電解液錫酸鹽電解液。通過對電解液成分和工藝條件的調(diào)整，可得到低錫、中錫和高錫的合金成分和工藝條件的調(diào)整，可得到低錫、中錫和高錫的合金鍍層。該工藝的主要缺點(diǎn)是氰化物劇毒，不利于環(huán)境保護(hù)。鍍層。該工藝的主要缺點(diǎn)是氰化物劇毒，不利于環(huán)境保護(hù)。(2) 低氰化物低氰化物焦磷酸鹽電解液焦磷酸鹽電解液 該電解液采用少量氰化物該電解液采用少量氰化物與一價銅離子絡(luò)合，二價錫離子與焦磷酸鹽絡(luò)合，也能得與一價銅離子絡(luò)合，二價錫離子與焦磷酸鹽絡(luò)合，也能得到低錫、中

7、錫和高錫的合金鍍層，外觀比較光亮，其主要到低錫、中錫和高錫的合金鍍層，外觀比較光亮，其主要缺點(diǎn)是電解液中仍含有劇毒的氰化物，合金陽極溶解性差。缺點(diǎn)是電解液中仍含有劇毒的氰化物，合金陽極溶解性差。 (3) 低氰化物低氰化物三乙醇胺電解液三乙醇胺電解液 該電解液一般是由氰化該電解液一般是由氰化物物踢酸鹽電解液過渡過來的。在氰化物含量逐漸降低的踢酸鹽電解液過渡過來的。在氰化物含量逐漸降低的過程中，補(bǔ)充三乙醇胺絡(luò)合劑，氰化物含量保持在過程中，補(bǔ)充三乙醇胺絡(luò)合劑，氰化物含量保持在38克克升范圍內(nèi)，這樣一價銅基本上都以銅氰絡(luò)離子的狀態(tài)存升范圍內(nèi)，這樣一價銅基本上都以銅氰絡(luò)離子的狀態(tài)存在。該電解液也能獲得滿

8、意的低錫合金鍍層。在。該電解液也能獲得滿意的低錫合金鍍層。(4) 無氰銅錫合金電解液無氰銅錫合金電解液 我國在我國在70年代就研究了無氰電鍍年代就研究了無氰電鍍銅錫合金工藝，并取得一定的成果。例如，焦磷酸鹽銅錫合金工藝，并取得一定的成果。例如，焦磷酸鹽錫錫酸鹽電鍍銅錫合金已成功的用于生產(chǎn)。酸鹽電鍍銅錫合金已成功的用于生產(chǎn)。二、二、氰化物電鍍銅氰化物電鍍銅錫合金錫合金1.1.電解液的組成和工藝電解液的組成和工藝 銅的標(biāo)準(zhǔn)電位為：銅的標(biāo)準(zhǔn)電位為：錫的標(biāo)準(zhǔn)電位為：錫的標(biāo)準(zhǔn)電位為： 兩金屬的標(biāo)準(zhǔn)電位相差較大，因而在簡單鹽溶液中很難兩金屬的標(biāo)準(zhǔn)電位相差較大，因而在簡單鹽溶液中很難得到合金鍍層，必須選用適

9、宜的絡(luò)合劑。電解液中采用得到合金鍍層，必須選用適宜的絡(luò)合劑。電解液中采用兩種絡(luò)合劑分別絡(luò)合兩種金屬離子，以氰化鈉與一價銅兩種絡(luò)合劑分別絡(luò)合兩種金屬離子，以氰化鈉與一價銅離子絡(luò)合，氫氧化鈉與四價錫絡(luò)合成錫酸鈉，兩種絡(luò)合離子絡(luò)合，氫氧化鈉與四價錫絡(luò)合成錫酸鈉，兩種絡(luò)合劑互不干擾，電解液穩(wěn)定，維護(hù)容易。劑互不干擾，電解液穩(wěn)定，維護(hù)容易。0Cu /Cu0.52V20Cu/Cu0.34V20Sn/Sn0.14V40Sn/Sn0.005V氰化物電鍍銅錫合金電解液的組成及工藝條件列于表氰化物電鍍銅錫合金電解液的組成及工藝條件列于表621表表621 氰化物電鍍銅錫合金電解液組成及工藝條件氰化物電鍍銅錫合金電解

10、液組成及工藝條件組成低錫青銅中錫青銅高錫青銅12345銅（CuCN）錫（Na2SnO3）游離NaCN游離NaOH明膠溫度陰極電流密度 7910127878 58621.5 253014181620690.20.555652.5 1014404514172025 55602.5 10153045101557 60701.52.5 1015456010152530 606534 2. 電解液成分和工藝條件對合金鍍層成分的影響電解液成分和工藝條件對合金鍍層成分的影響(1) 放電金屬離子總濃度和濃度比的影響放電金屬離子總濃度和濃度比的影響 改變電解液中金屬離子的總濃度改變電解液中金屬離子的總濃度(金屬

11、離子濃度比不變金屬離子濃度比不變)，對合金鍍層成分的影響不大，它主要影響陰極的電流效率。對合金鍍層成分的影響不大，它主要影響陰極的電流效率。當(dāng)總濃度提高時，陰極的電流效率有所提高，但總濃度不能當(dāng)總濃度提高時，陰極的電流效率有所提高，但總濃度不能過高，否則鍍層結(jié)晶粗糙。過高，否則鍍層結(jié)晶粗糙。電解液中銅和錫的含量比，對合金鍍層成分影響較大，如圖。電解液中銅和錫的含量比，對合金鍍層成分影響較大，如圖。通常降低電解液中銅與錫的含量比，鍍層中銅含量下降，而通常降低電解液中銅與錫的含量比，鍍層中銅含量下降，而錫含量升高。這是因?yàn)楹辖鸪练e的陰極極化增大，使沉積電錫含量升高。這是因?yàn)楹辖鸪练e的陰極極化增大，

12、使沉積電位向負(fù)方向偏移，有利于錫的析出，因而，合金中錫的含量位向負(fù)方向偏移，有利于錫的析出，因而，合金中錫的含量升高。為了獲得含錫量為升高。為了獲得含錫量為1015的低錫銅合金，電解液中的低錫銅合金，電解液中應(yīng)維持應(yīng)維持CuSn為為231。 (2) 絡(luò)合劑濃度的影響絡(luò)合劑濃度的影響 電解液中的電解液中的CuCN與與NaCN生成銅氰絡(luò)合物，生成銅氰絡(luò)合物， 即即 CuCNNaCN=NaCu(CN)2 K不穩(wěn)不穩(wěn)=11024 在陰極上放電的是銅氰絡(luò)離子在陰極上放電的是銅氰絡(luò)離子 Cu(CN)2 e Cu 2CN 電解液中游離氰化鈉的含量，影響銅氰絡(luò)離子的穩(wěn)定性，電解液中游離氰化鈉的含量，影響銅氰絡(luò)

13、離子的穩(wěn)定性，提高溶液中游離提高溶液中游離CN離子的含量，使絡(luò)離子穩(wěn)定性增加，離子的含量，使絡(luò)離子穩(wěn)定性增加，使陰極極化增大。隨著游離氰化鈉含量的提高，在溶液中使陰極極化增大。隨著游離氰化鈉含量的提高，在溶液中可能生成配位數(shù)更高、更加穩(wěn)定的絡(luò)離子可能生成配位數(shù)更高、更加穩(wěn)定的絡(luò)離子 Cu(CN)32 Cu(CN)43 當(dāng)幾種不同形式的離子在溶液中同時存在時，直接在當(dāng)幾種不同形式的離子在溶液中同時存在時，直接在陰極上放電的將首先是低配位數(shù)和負(fù)電荷較少的絡(luò)離子。陰極上放電的將首先是低配位數(shù)和負(fù)電荷較少的絡(luò)離子。當(dāng)溶液中游離氰化鈉含量足夠高時，當(dāng)溶液中游離氰化鈉含量足夠高時，Cu(CN)32絡(luò)離子可

14、絡(luò)離子可能參加電極反應(yīng)能參加電極反應(yīng) Cu(CN)32 e = Cu + 3CN 從而進(jìn)一步提高陰極極化。因此，電解液中游離氰化鈉從而進(jìn)一步提高陰極極化。因此，電解液中游離氰化鈉影響著銅氰絡(luò)離子在陰極上放電的速度，也必定影響鍍層影響著銅氰絡(luò)離子在陰極上放電的速度，也必定影響鍍層中銅的含量。隨著溶液中游離氰化鈉含量的增加，鍍層中中銅的含量。隨著溶液中游離氰化鈉含量的增加，鍍層中銅含量下降。銅含量下降。 在電解液中，錫以錫酸鈉的形式加入，它在堿性溶液在電解液中，錫以錫酸鈉的形式加入，它在堿性溶液中電離，并生成具有絡(luò)離子性質(zhì)的水合物中電離，并生成具有絡(luò)離子性質(zhì)的水合物 Na2SnO3 2Na SnO

15、32 SnO32 3H2O = Sn(OH)6224566Sn(OH) Sn6OHK1 10不 由于由于K不穩(wěn)不穩(wěn) 很小，因此溶液中簡單很小，因此溶液中簡單Sn4離子非常少。在陰離子非常少。在陰極上放電的將主要是絡(luò)離子直接放電，即極上放電的將主要是絡(luò)離子直接放電，即 Sn(OH)624e Sn6OH 同理，溶液中游離同理，溶液中游離氫氧化鈉氫氧化鈉的增加，的增加，錫絡(luò)離子的錫絡(luò)離子的穩(wěn)定性穩(wěn)定性增加增加，它在陰極放電更困難，它在陰極放電更困難，極化增大極化增大，鍍層，鍍層錫含量降低錫含量降低。低錫青銅的電流效率大致為。低錫青銅的電流效率大致為60左右。左右。如果游離絡(luò)合劑含量太高，銅和錫析出電

16、位負(fù)移，有如果游離絡(luò)合劑含量太高，銅和錫析出電位負(fù)移，有利于氫的析出，不僅使陰極電流效率進(jìn)一步下降，而利于氫的析出，不僅使陰極電流效率進(jìn)一步下降，而且鍍層針孔增加，嚴(yán)重時將造成鍍層粗糙和疏松。且鍍層針孔增加，嚴(yán)重時將造成鍍層粗糙和疏松。(3) 電流密度的影響電流密度的影響 在合金電鍍中，陰極電流密度對鍍層的質(zhì)量和成分都有在合金電鍍中，陰極電流密度對鍍層的質(zhì)量和成分都有一定的影響，低錫青銅電流密度以一定的影響，低錫青銅電流密度以1.52.5 Adm2為宜。為宜。電流密度對合金成分的影響比較復(fù)雜，還沒有得到統(tǒng)一的電流密度對合金成分的影響比較復(fù)雜，還沒有得到統(tǒng)一的規(guī)律。對銅錫合金而言，隨電流密度的提

17、高，鍍層內(nèi)規(guī)律。對銅錫合金而言，隨電流密度的提高，鍍層內(nèi)電位電位較負(fù)金屬較負(fù)金屬(錫錫)的含量下降的含量下降，即提高電流密度，使合金中錫，即提高電流密度，使合金中錫含量下降。含量下降。(4) 溫度的影響溫度的影響 溫度對鍍層成分，質(zhì)量和電流效率都有影響。對于電鍍溫度對鍍層成分，質(zhì)量和電流效率都有影響。對于電鍍低錫青銅，溫度?？刂圃诘湾a青銅，溫度常控制在6065，這時鍍層的色澤，這時鍍層的色澤，電流效率和陽極溶解情況都較好。電流效率和陽極溶解情況都較好。升高溫度，鍍層中錫含量提高，升高溫度，鍍層中錫含量提高，降低溫度，鍍層錫含量減少，電流效率下降，鍍層光澤降低溫度，鍍層錫含量減少，電流效率下降，

18、鍍層光澤性差，陽極工作也不正常。性差，陽極工作也不正常。(5) 陽極陽極 電鍍低錫青銅多用銅錫合金可溶性陽極，其陽極電鍍低錫青銅多用銅錫合金可溶性陽極，其陽極溶解曲線比較復(fù)雜。當(dāng)電解液中的銅含量為溶解曲線比較復(fù)雜。當(dāng)電解液中的銅含量為18.4gL錫錫28gL、游離氰化鉀游離氰化鉀27.2gL，游離氰化鈉游離氰化鈉13.2克升時，測克升時，測得的合金陽極極化曲線如圖得的合金陽極極化曲線如圖9-7所示。所示。極化曲線分為三段：在極化曲線分為三段：在ab段電位下，銅以一價銅離子形式段電位下，銅以一價銅離子形式進(jìn)入溶液，而錫則以二價錫離子形式溶解，隨電流密度升進(jìn)入溶液，而錫則以二價錫離子形式溶解，隨電

19、流密度升高，電位上升至某數(shù)值時，出現(xiàn)電位第一次突躍，在高，電位上升至某數(shù)值時，出現(xiàn)電位第一次突躍，在bc段段電位下，銅以一價、錫以四價形式溶解，這時陽極上出現(xiàn)電位下，銅以一價、錫以四價形式溶解，這時陽極上出現(xiàn)黃綠色的膜，此時陽極處于半鈍化狀態(tài)。繼續(xù)提高電流密黃綠色的膜，此時陽極處于半鈍化狀態(tài)。繼續(xù)提高電流密度，接近于度，接近于4 Adm2時，電位又一次發(fā)生突躍，在時，電位又一次發(fā)生突躍，在cd段電段電位下，陽極上被位下，陽極上被層黑色膜所覆蓋，合金陽極完全鈍化，層黑色膜所覆蓋，合金陽極完全鈍化，溶解停止，大量氧氣析出，即溶解停止，大量氧氣析出，即 4OH4e 2H2OO2Cu；Sn2Cu；Sn

20、4 陽極出現(xiàn)黃綠色膜黃綠色膜 陽極處于半鈍化半鈍化狀態(tài) 陽極出現(xiàn)黑色膜黑色膜 陽極處于鈍化狀態(tài)鈍化狀態(tài)合金陽極溶解時，可能伴隨有二價銅離子和二價錫離子生合金陽極溶解時，可能伴隨有二價銅離子和二價錫離子生成，都是有害的：二價錫離子能與氫氧化鈉形成亞錫酸鈉，成，都是有害的：二價錫離子能與氫氧化鈉形成亞錫酸鈉，亞錫酸鈉易水解，生成亞錫酸沉淀而消耗金屬亞錫酸鈉易水解，生成亞錫酸沉淀而消耗金屬 Na2SnO22H2O2NaOHH2SnO4二價錫對鍍層也有不良影響，使鍍層發(fā)灰或發(fā)生毛刺等，二價錫對鍍層也有不良影響，使鍍層發(fā)灰或發(fā)生毛刺等，一般可加入雙氧水將其氧化為四價錫。一般可加入雙氧水將其氧化為四價錫。

21、另外，由于空氣中的二氧化碳或氧不斷地與溶液中的氫氧另外，由于空氣中的二氧化碳或氧不斷地與溶液中的氫氧化鈉和氰化鈉作用生成碳酸鹽，過量的碳酸鹽應(yīng)定期的除化鈉和氰化鈉作用生成碳酸鹽，過量的碳酸鹽應(yīng)定期的除去。去。三、不良銅錫合金鍍層的退除三、不良銅錫合金鍍層的退除 質(zhì)量不合格的低錫青銅鍍層可用以下方法退除。質(zhì)量不合格的低錫青銅鍍層可用以下方法退除。 1. 化學(xué)法化學(xué)法 化學(xué)法退除銅錫合金鍍層的溶液及工藝條件如下：化學(xué)法退除銅錫合金鍍層的溶液及工藝條件如下： 濃硝酸濃硝酸(工業(yè)工業(yè)) 100毫升升毫升升 氯化鈉氯化鈉(工業(yè)工業(yè)) 40克升克升 溫度溫度 6575 退除速度退除速度 約約6微米分微米分

22、 化學(xué)退除的優(yōu)點(diǎn)是退除速度快、范圍廣化學(xué)退除的優(yōu)點(diǎn)是退除速度快、范圍廣(基體金屬可以基體金屬可以是鐵、鎳、鋅鎳、銅及銅合金等是鐵、鎳、鋅鎳、銅及銅合金等)，成本低，效果好，缺點(diǎn)，成本低，效果好，缺點(diǎn)是硝酸易分解出是硝酸易分解出NO和和NO2等有毒氣體，需經(jīng)處理后排放。等有毒氣體，需經(jīng)處理后排放。 2. 電解法電解法 電解法退除銅錫合金鍍層的溶液及土藝條件如下：電解法退除銅錫合金鍍層的溶液及土藝條件如下： 硝酸鉀硝酸鉀(工業(yè)工業(yè)) 100150 gL 溫度溫度 1550 pH值值 7一一10 陽極電流密度陽極電流密度 510 Adm2 陽極移動陽極移動 2025次分次分 退除速度退除速度 1.5

23、2微米分微米分鍍層退除后，在一般鍍鋅鈍化液中浸漬，再用鹽酸洗，然后鍍層退除后，在一般鍍鋅鈍化液中浸漬，再用鹽酸洗，然后浸堿液。浸堿液。 銅鋅合金鍍層俗稱黃銅鍍層，一般含銅銅鋅合金鍍層俗稱黃銅鍍層，一般含銅6875，含鋅，含鋅2532。電鍍銅鋅合金在工業(yè)上已應(yīng)用了。電鍍銅鋅合金在工業(yè)上已應(yīng)用了100年左右。除了由年左右。除了由于它具有美麗的金黃色外觀用于裝飾外，還作為提高鋼鐵件與于它具有美麗的金黃色外觀用于裝飾外，還作為提高鋼鐵件與橡膠的結(jié)合力的中間鍍層橡膠的結(jié)合力的中間鍍層(0.5m2.5 m)以及減摩鍍層。以及減摩鍍層。 由于銅與鋅的標(biāo)準(zhǔn)電勢相差甚大，從簡單鹽鍍液中難以共由于銅與鋅的標(biāo)準(zhǔn)電勢

24、相差甚大，從簡單鹽鍍液中難以共同沉積，因此，只能用絡(luò)合物來調(diào)整使銅和鋅離子析出電勢接同沉積，因此，只能用絡(luò)合物來調(diào)整使銅和鋅離子析出電勢接近。這樣才有利于銅的鋅共同沉積。近。這樣才有利于銅的鋅共同沉積。在氰化物電解液中216.9Zn4CNK1 102-4不 Zn( C N ) 9uCu3CNK102-23不 C ( C N ) 2. 6由于氰化物對兩中主鹽所形成的絡(luò)合物具有不同的由于氰化物對兩中主鹽所形成的絡(luò)合物具有不同的K不穩(wěn)不穩(wěn)常數(shù)常數(shù)，故可以調(diào)節(jié)兩者的析出電位達(dá)到一致，實(shí)現(xiàn)共沉故可以調(diào)節(jié)兩者的析出電位達(dá)到一致，實(shí)現(xiàn)共沉積的目的。積的目的。作為裝飾用，一般在光亮鎳鍍層上閃鍍一層很薄的銅鋅作

25、為裝飾用，一般在光亮鎳鍍層上閃鍍一層很薄的銅鋅合金鍍層合金鍍層(約約l m2 m)，以達(dá)到裝飾的目的。如果以達(dá)到裝飾的目的。如果還要在銅鋅合金鍍層表面上著色或制作花紋，則需按鍍還要在銅鋅合金鍍層表面上著色或制作花紋，則需按鍍件要求鍍得較厚。件要求鍍得較厚。 銅鋅合金鍍層在大氣中很快變色，因此，鍍后必須用流動銅鋅合金鍍層在大氣中很快變色，因此，鍍后必須用流動水和純水分別清洗干凈，然后進(jìn)行鈍化或著色處理和涂覆有機(jī)水和純水分別清洗干凈，然后進(jìn)行鈍化或著色處理和涂覆有機(jī)涂料。涂料。成分及操作條件 配 方 1234567氰化亞銅CuCNgL-1 26 3040 2633 48 610氰化鋅Zn(CN)2

26、 gL-1 11.3 68 46總氰化鈉NaCNgL-1 45 5575 4260 6.512 914游離氰化鈉NaCN(游離)gL-1 67 1521 86 1.5 1.54酒石酸鉀鈉KNaC4H4O64H2OgL-1 1030 2030 2030 2030 焦磷酸鋅Zn2P2O7 gL-1 48 612焦磷酸鉀K4P2O73H2OgL-1100140 100140碳酸鈉Na2CO3gL-1 1530氫氧化鈉NaOHgL-1 46氨水NH4OHmLL-1 58 13 24醋酸鉛Pb(CH3COO)23H2OgL10.010.02894光亮黃銅鹽gL1 130140 9095894A光亮劑mL

27、L1 1820 1719894B光亮劑mLL1 24 23pH值 12.6 911 911 911 911 1112 1112溫度 30502038 5055 2536 1825 4045 3842陰極電流密度/Adm2 0.50.20.40.20.4 0.51 0.20.4滾筒轉(zhuǎn)速rmin 1214 1215 812陽極成分(Cu：Zn) 70:30 70:30 70:30 70:30 70:30 70:30 70:30用途 粘接橡膠 掛鍍 滾鍍光亮銅鋅合金掛鍍滾鍍 掛鍍光亮銅鋅合金滾鍍光亮銅鋅合金生產(chǎn)單位 上海永生助劑廠上海永生助劑廠 2鍍液的配制方法鍍液的配制方法 (1) 高氰化物鍍銅鋅

28、合金鍍液的配制高氰化物鍍銅鋅合金鍍液的配制 在良好的通風(fēng)條件下，將氰化鈉溶解在在良好的通風(fēng)條件下，將氰化鈉溶解在30 40所需體所需體積積23的去離子水或蒸餾水中。的去離子水或蒸餾水中。1)用水將氰化亞銅和氰化鋅分別調(diào)成糊狀，在不斷攪拌下分用水將氰化亞銅和氰化鋅分別調(diào)成糊狀，在不斷攪拌下分別慢慢地加入氰化鈉溶液中，使其溶解。此時溶液會發(fā)熱，別慢慢地加入氰化鈉溶液中，使其溶解。此時溶液會發(fā)熱，如果溫度升至如果溫度升至60時，需待冷卻后方可繼續(xù)加入，以避免溶時，需待冷卻后方可繼續(xù)加入，以避免溶液過熱濺出。液過熱濺出。2)逐一加人已用少量水溶解好的其他成分，攪拌均勻，然后逐一加人已用少量水溶解好的其

29、他成分，攪拌均勻，然后加入氨水，加去離子水或蒸餾水至所需體積。加入氨水，加去離子水或蒸餾水至所需體積。3)分析校正。分析校正。4)電解試鍍。電解試鍍。 (2)微氰鍍銅鋅合金鍍液的配制微氰鍍銅鋅合金鍍液的配制 配制步驟基本同上，只是將氰化亞銅和焦配制步驟基本同上，只是將氰化亞銅和焦磷酸鋅分別溶解于氰化鈉和焦磷酸鉀溶液中，磷酸鋅分別溶解于氰化鈉和焦磷酸鉀溶液中，然后再合并。然后再合并。 3鍍液中各成分的作用鍍液中各成分的作用 (1)氰化亞銅和氰化鋅氰化亞銅和氰化鋅 是鍍液中供給銅和鋅離是鍍液中供給銅和鋅離子的主鹽。它們分別以氰化物絡(luò)鹽子的主鹽。它們分別以氰化物絡(luò)鹽Na2Cu(CN)3和和Na2Zn

30、(CN)4的形式存在。銅和鋅離子濃度的高低的形式存在。銅和鋅離子濃度的高低影響鍍層中各該金屬含量的高低和色澤的變化。鍍影響鍍層中各該金屬含量的高低和色澤的變化。鍍層中的銅和鋅的比例除了與銅和鋅的離子濃度有關(guān)層中的銅和鋅的比例除了與銅和鋅的離子濃度有關(guān)外，還與鍍液中的氰化鈉、氫氧化鈉和氨水的含量外，還與鍍液中的氰化鈉、氫氧化鈉和氨水的含量有關(guān)。操作條件的改變亦有影響。因此，必須綜合有關(guān)。操作條件的改變亦有影響。因此，必須綜合考慮調(diào)整才能鍍出理想色澤的鍍層?？紤]調(diào)整才能鍍出理想色澤的鍍層。 (2)游離氰化鈉游離氰化鈉 氰化鈉除了生成銅和鋅的絡(luò)鹽外，還氰化鈉除了生成銅和鋅的絡(luò)鹽外，還必須有適當(dāng)?shù)挠坞x

31、量，即游離氰化鈉。它可以使鍍液穩(wěn)定必須有適當(dāng)?shù)挠坞x量，即游離氰化鈉。它可以使鍍液穩(wěn)定和保證銅與鋅按所需比例析出，并能使陽極溶解正常。游和保證銅與鋅按所需比例析出，并能使陽極溶解正常。游離氰化鈉離氰化鈉過低時過低時，鍍層中的，鍍層中的銅含量增加銅含量增加，色澤暗紅色，嚴(yán)，色澤暗紅色，嚴(yán)重時粗糙起泡，陽極鈍化，鍍液混濁。過高時，鍍層中的重時粗糙起泡，陽極鈍化，鍍液混濁。過高時，鍍層中的銅含量減少，陰極電流效率下降，甚至鍍件嚴(yán)重析氫。銅含量減少，陰極電流效率下降，甚至鍍件嚴(yán)重析氫。 (3)碳酸鈉碳酸鈉 適量的碳酸鈉可以提高鍍液的導(dǎo)電性能和分散適量的碳酸鈉可以提高鍍液的導(dǎo)電性能和分散能力。在生產(chǎn)過程中

32、由于氰化鈉的分解和鍍液吸收空氣中能力。在生產(chǎn)過程中由于氰化鈉的分解和鍍液吸收空氣中的二氧化碳，碳酸鈉會逐漸增加。其含量過高時，會使陽的二氧化碳，碳酸鈉會逐漸增加。其含量過高時，會使陽極鈍化和降低陰極電流效率，必須及時除去。極鈍化和降低陰極電流效率，必須及時除去。 (4)氫氧化鈉氫氧化鈉 加入氫氧化鈉可以增加鍍液的導(dǎo)電性能，加入氫氧化鈉可以增加鍍液的導(dǎo)電性能，但會使鋅不容易析出，一般僅在滾鍍時加入少量。但會使鋅不容易析出，一般僅在滾鍍時加入少量。 (5)氨水氨水 可以擴(kuò)大鍍液的陰極電流密度范圍和有利于可以擴(kuò)大鍍液的陰極電流密度范圍和有利于獲得色澤均勻的銅鋅合金鍍層。氨水含量高時，鍍層中的獲得色澤

33、均勻的銅鋅合金鍍層。氨水含量高時，鍍層中的鋅含量增加，因此，調(diào)節(jié)鍍液中的氨水含量，可以控制銅鋅含量增加，因此，調(diào)節(jié)鍍液中的氨水含量，可以控制銅和鋅在銅鋅合金鍍層中的比例和外觀色澤。和鋅在銅鋅合金鍍層中的比例和外觀色澤。 (6)酒石酸鉀鈉是陽極去極化劑，可以溶解陽極上的堿酒石酸鉀鈉是陽極去極化劑，可以溶解陽極上的堿性鈍化膜。性鈍化膜。 (7)焦磷酸鉀焦磷酸鉀 主要用于微氰鍍銅鋅合金溶液以絡(luò)合鋅離子。主要用于微氰鍍銅鋅合金溶液以絡(luò)合鋅離子。 (8)陽極陽極 一般采用與銅鋅合金鍍層同樣比例的銅鋅一般采用與銅鋅合金鍍層同樣比例的銅鋅合金做陽極，不能含有鐵和鉛等雜質(zhì)。鑄造后再經(jīng)過延壓的合金做陽極，不能含

34、有鐵和鉛等雜質(zhì)。鑄造后再經(jīng)過延壓的陽極效果較好。使用前先在陽極效果較好。使用前先在65010 退火退火1h2h，再用再用5硝酸溶液侵蝕后刷洗干凈。在生產(chǎn)過程中要定期刷洗陽極。硝酸溶液侵蝕后刷洗干凈。在生產(chǎn)過程中要定期刷洗陽極。陽極與陰極的面積比控制在陽極與陰極的面積比控制在(23)：1 正常時陽極為光亮的金黃色正常時陽極為光亮的金黃色 4操作條件的影響操作條件的影響 (1)pH值值 對銅鋅合金鍍層的外觀有明顯的影響。對銅鋅合金鍍層的外觀有明顯的影響。pH值高值高時，鍍層中的鋅含量提高，反之則銅含量增加。提高時，鍍層中的鋅含量提高，反之則銅含量增加。提高pH值一般值一般可用氫氧化鈉；降低可用氫氧

35、化鈉；降低pH值則用碳酸氫鈉溶液或酒石酸。必須在值則用碳酸氫鈉溶液或酒石酸。必須在良好的排風(fēng)條件下操作，因反應(yīng)時會產(chǎn)生劇毒的氰化氫。良好的排風(fēng)條件下操作，因反應(yīng)時會產(chǎn)生劇毒的氰化氫。 (2)溫度溫度 對銅鋅合金鍍層中的金屬組成和外觀色澤均有對銅鋅合金鍍層中的金屬組成和外觀色澤均有影響。溫度高時，合金鍍層中的銅含量增加，同時也會加速氰影響。溫度高時，合金鍍層中的銅含量增加，同時也會加速氰化鈉的分解，必須嚴(yán)格控制?；c的分解，必須嚴(yán)格控制。 (3)陰極電流密度陰極電流密度 陰極電流密度高時合金鍍層中的鋅含陰極電流密度高時合金鍍層中的鋅含量增加，并降低鍍液的陰極電流效率。量增加，并降低鍍液的陰極電流

36、效率。5銅鋅合金鍍層的后處理銅鋅合金鍍層的后處理 銅鋅合金鍍層在大氣中很容易變色或泛點(diǎn)，鍍銅鋅合金鍍層在大氣中很容易變色或泛點(diǎn)，鍍后必須立即進(jìn)行鈍化處理和涂覆透明有機(jī)涂料。后必須立即進(jìn)行鈍化處理和涂覆透明有機(jī)涂料。 鈍化處理工藝如下：重鉻酸鉀鈍化處理工藝如下：重鉻酸鉀40gL60gL，用醋酸調(diào)用醋酸調(diào)pH值至值至34；溫度；溫度3040 ；時間時間5minl0min。 透明有機(jī)涂料種類很多，如丙烯酸清漆、聚氨脂清漆、水透明有機(jī)涂料種類很多，如丙烯酸清漆、聚氨脂清漆、水溶性清漆、有機(jī)硅透明樹脂等等。固化溫度一般為溶性清漆、有機(jī)硅透明樹脂等等。固化溫度一般為80 160 。市售專用涂料很多，可根據(jù)

37、不同要求選用。市售專用涂料很多，可根據(jù)不同要求選用。 6不合格銅鋅合金鍍層的退除不合格銅鋅合金鍍層的退除 (1)鉻酐鉻酐 150gL250gL， 濃硫酸濃硫酸 5gL10gL； 溫度溫度 10 40 。 (2)濃硫酸濃硫酸 體積分?jǐn)?shù)體積分?jǐn)?shù)75； 濃硝酸濃硝酸 體積分?jǐn)?shù)體積分?jǐn)?shù)25。 722 電鍍仿金電鍍仿金 仿金鍍層具有真金的色澤，既雍容華貴又價廉物美，因此仿金鍍層具有真金的色澤，既雍容華貴又價廉物美，因此深受人們的喜愛。首飾、鐘表、燈具、眼鏡、工藝晶等民用商深受人們的喜愛。首飾、鐘表、燈具、眼鏡、工藝晶等民用商品鍍仿金鍍層后可以提高它的裝飾性。價值稍高的商品鍍仿金品鍍仿金鍍層后可以提高它的

38、裝飾性。價值稍高的商品鍍仿金鍍層后再鍍一層極薄的金或金合金鍍層則更可以提高它的穩(wěn)定鍍層后再鍍一層極薄的金或金合金鍍層則更可以提高它的穩(wěn)定性能和商品價值。性能和商品價值。 所謂仿金鍍層其實(shí)就是鍍銅鋅合金，或在鍍液中加入某些所謂仿金鍍層其實(shí)就是鍍銅鋅合金，或在鍍液中加入某些第三種金屬第三種金屬(如錫、鎳、鉆等如錫、鎳、鉆等)來改變鍍層的外觀，以期鍍?nèi)〗咏鼇砀淖冨儗拥耐庥^，以期鍍?nèi)〗咏鞣N成色黃金的色調(diào)。各種成色黃金的色調(diào)。 仿金鍍層一般鍍仿金鍍層一般鍍1 m2l m。為了提高它的光亮度和耐為了提高它的光亮度和耐腐蝕性能，大多數(shù)在鍍仿金鍍層前先鍍光亮鎳作中間鍍層。不腐蝕性能，大多數(shù)在鍍仿金鍍層前先鍍

39、光亮鎳作中間鍍層。不應(yīng)在光亮銅鍍層上面直接鍍仿金鍍層，因?yàn)樗鼤狗陆疱儗臃簯?yīng)在光亮銅鍍層上面直接鍍仿金鍍層，因?yàn)樗鼤狗陆疱儗臃杭t色。紅色。 采用光亮鎳作中間鍍層時，為了提高仿金鍍層與鎳鍍層的采用光亮鎳作中間鍍層時，為了提高仿金鍍層與鎳鍍層的結(jié)合力，鍍件鍍光亮鎳后必須經(jīng)過陰極電解去油結(jié)合力，鍍件鍍光亮鎳后必須經(jīng)過陰極電解去油3min5min，清洗后用清洗后用50g/L的硫酸溶液活化再經(jīng)清洗干的硫酸溶液活化再經(jīng)清洗干凈才可進(jìn)入鍍仿金渡槽。凈才可進(jìn)入鍍仿金渡槽。 為了防止仿金鍍層泛色或變色，鍍仿金后的鍍件么經(jīng)為了防止仿金鍍層泛色或變色，鍍仿金后的鍍件么經(jīng)過多次流動水清洗和純水清洗，并進(jìn)行鈍化處理后

40、再涂覆過多次流動水清洗和純水清洗，并進(jìn)行鈍化處理后再涂覆透明有機(jī)涂料。透明有機(jī)涂料。 1工藝規(guī)范工藝規(guī)范(見表見表75) 表表75 電鍍仿金工藝規(guī)范電鍍仿金工藝規(guī)范 成分及操作條件 配 方 1 2 317氰化亞銅CuCNgL1 1518氰化鋅Zn(CN)2gL1 79錫酸鈉Na2SnO33H2OgL1 46總氰化鈉NaCNgL1 50游離氰化鈉NaCN(游離)gL1 58碳酸鈉Na2CO3gL1 812酒石酸鉀鈉KNaC4H4O64H2OgL1 3035895仿金鹽 gL1 150160895A光亮劑mLL1 20895B光亮劑mLL1 2BH代金鹽(開缸劑)mLL1 50pH值 11.512

41、 1012溫度 2035 2535 4555陰極電流密度Adm1 0.51 0.20.5 0.55時間min 12 25 0.662陽極 7：3黃銅 7：3黃銅 不銹鋼 用途 金黃色金 金黃色金 金色和玫瑰色金生產(chǎn)單位 上海永生助劑廠 廣州市二輕研究院 2鍍液的配制方法鍍液的配制方法 除加入錫酸鈉外，配制步驟與高氰化物鍍銅鋅合金相同，除加入錫酸鈉外，配制步驟與高氰化物鍍銅鋅合金相同，錫酸鈉另外用稀氫氧化鈉熱溶液溶解，煮沸過濾后加入。在錫酸鈉另外用稀氫氧化鈉熱溶液溶解，煮沸過濾后加入。在不斷攪拌下加不斷攪拌下加3gL5gL活性碳，攪拌活性碳，攪拌2h，靜置一段時間靜置一段時間后過濾。分析校正后電解試鍍。后過濾。分析校正后電解試鍍。 3鍍液中各成分的作用和操作條件的影響鍍液中各成分的作用和操作條件的影響 錫離子起調(diào)整金色色調(diào)作用。為了獲得所要求的仿金色錫離子起調(diào)整金色色調(diào)作用。為了獲得所要求的仿金色澤，必須通過試驗(yàn)來確定各成分的配比和工藝規(guī)范生產(chǎn)時澤，必須通過試驗(yàn)來確定各成分的配比和工藝規(guī)范生產(chǎn)時嚴(yán)格控制，否則可能引起色差。嚴(yán)格控制，否則可能引起色差。 由于鍍液的成分含量、由于鍍液的成分含量、pH值、溫度和陰極電流密度等均值、溫度和陰極電流密度等均對仿金鍍層的色調(diào)產(chǎn)生影響，在生產(chǎn)中有時難對