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        裝飾銀電鍍工藝的研究

        2009-06-12 09:46:28馬士華何東升
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2009年9期

        馬士華 何東升

        摘要:本文對沖擊鍍銀工藝的方法進(jìn)行了敘述,討論了其影響條件,得出一套鍍層結(jié)合力好、光亮、耐磨、抗變色能力強(qiáng)的裝飾銀電鍍工藝配方。

        關(guān)鍵詞:沖擊鍍;影響條件;工藝配方

        銀,是一種應(yīng)用歷史悠久的貴金屬,在地殼中的含量很少,僅占0.07ppm,純銀是一種美麗的銀白色的金屬,其首飾和器皿具有良好的反射率,磨光后可以達(dá)到很高的光亮度,在首飾和家庭裝飾中用途很廣泛。而在一些金屬表面鍍上一層銀,也可以達(dá)到純銀的裝飾效果,外表光亮細(xì)致,耐磨、抗腐蝕、抗變色能力強(qiáng),因此具有廣泛的應(yīng)用。以往采用的非光亮鍍銀工藝存在外觀較差,抗蝕力較低,特別是抗硫抗變色能力差,為了出光,通常采用化學(xué)拋光或銅刷刷光再浸銀,這樣既浪費(fèi)電和時(shí)間,又污染環(huán)境。為了解決上述問題,國內(nèi)一般采用兩種方法,一是采用酒石酸銻鉀配合有機(jī)添加劑(多數(shù)是含硫化合物)來獲得光亮鍍銀層,此法因銻及硫的影響,使鍍層易變色、脆性大、可焊性不理想。另一種是采用氰化光亮鍍銀,此法采用一種不含硫的有機(jī)光亮劑和適量的酒石酸銻鉀配合使用,獲得了全光亮銀層,解決了鍍層易變色、脆性大、可焊性不理想的問題,同時(shí)降低了原材料的消耗。但此法由于需要的有機(jī)配合物較多,使得影響電鍍的因素增多,又增加了工序。為了尋求一種省時(shí)省力省原料的方法,在原工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改革,推薦一種沖擊鍍銀工藝,即在較高電流密度下,在短短的幾秒內(nèi)完成鍍銀,銀層薄而均勻光亮,電鍍液成分簡單,不需要其它有機(jī)配料,過程一次完成,時(shí)間短,生產(chǎn)效率高,

        節(jié)省原料(需銀量僅為原氰化光亮鍍銀的4%左右)。

        1 實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)果討論

        1.1 電極及實(shí)驗(yàn)條件

        陽極:不銹鋼板 10×2cm2;

        陰極:銅片(若干)10×2cm2;

        溫度:室溫?zé)o攪拌。

        1.2 工藝流程

        電鍍除油→熱水洗→冷水洗→化學(xué)除銹→水洗→氰化頂鍍銅→水洗→酸性光亮鍍銅→水洗→光亮鍍鎳→水洗→沖擊鍍銀→去離子水(或蒸餾水)洗→鈍化→浸400有機(jī)膜→烘干→浸光亮漆保護(hù)膜→烘干→檢驗(yàn)。

        1.3 電解液

        沖擊鍍銀的電解液包括AgCN及KCN兩種電解質(zhì),因此AgCN及KCN的含量多少對沖擊鍍這一短時(shí)間內(nèi)的電鍍方法影響很大。實(shí)驗(yàn)采用固定的AgCN的用量為1.5g/l,改變KCN在電解液中的含量,以明確AgCN與KCN的合適配比。由表1可見,KCN在電解液中的含量以80g/l 最合適,即與AgCN的配比為160:3,這時(shí)的銀鍍層光亮細(xì)致,表觀為理想的白色,而KCN的含量低于這一含量,鍍層即成霧狀使銀鍍層模糊,光澤不足,鍍層的結(jié)晶不細(xì)致,若高于這一含量,則鍍層發(fā)黃。

        AgCN與KCN保持的這種配比關(guān)系,是由于沖擊鍍銀電解液的主要成分為絡(luò)合銀鹽及游離氰化鉀。絡(luò)合銀鹽的生成反應(yīng)如下:Ag CN + K CN=K [Ag(CN)2];絡(luò)合銀鹽發(fā)生的離解反應(yīng):K[Ag(CN)2]=K++[Ag(CN)2]-

        由于[Ag(CN)2]-的不穩(wěn)定常數(shù)很小(K不穩(wěn)定=8×10-22),電解液中Ag 的濃度很低,所以工件上銀層的沉積主要是[Ag(CN)2]-的直接還原。

        氰化鉀作為電解液中的絡(luò)合劑,與銀絡(luò)合生成[Ag(CN)2]-,由于它的絡(luò)合能力強(qiáng),所以銀氰絡(luò)離子的穩(wěn)定性好。在電解液中保持一定的氰化鉀游離量,才能保證[Ag(CN)2]-絡(luò)離子的穩(wěn)定性,提高陰極極化的作用,使鍍層均勻細(xì)致。

        電解液中AgCN的含量過高會導(dǎo)致鍍層發(fā)黃,含量過低則銀離子與氰化鉀絡(luò)合不穩(wěn)定,陰極極化小,鍍層不細(xì)致。本方法在大量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上確定AgCN的含量為1.5g/L時(shí)即可達(dá)到?jīng)_擊鍍的要求,節(jié)省了銀的用量,達(dá)到裝飾性鍍銀的要求。

        1.4 電流密度對鍍層表觀的影響

        實(shí)驗(yàn)采用不同電流密度下進(jìn)行沖擊鍍(見表2)。通過實(shí)驗(yàn)表明,電流密度過大會導(dǎo)致鍍層起皮及燒焦,鍍層發(fā)黑,鍍層結(jié)晶粗;電流密度過小達(dá)不到?jīng)_擊鍍的效果,所需時(shí)間長才有效果;合理的電流密度為5.0-6.0A/dm2;實(shí)驗(yàn)還表明,隨鍍液中AgCN和KCN的含量多少不同電流密度應(yīng)適當(dāng)變化,一般KCN的含量增加,電流密度也適當(dāng)增加。

        1.5 電鍍時(shí)間對鍍層表觀的影響

        比較不同時(shí)間的電鍍效果,尋求沖擊鍍銀的最佳時(shí)間。沖擊鍍的時(shí)間不易過長,以7~9秒為宜,同時(shí)因鍍件的大小不同,沖擊鍍的時(shí)間也應(yīng)稍有不同,鍍件大可多沖鍍2~3秒,鍍件小可少沖鍍2~3秒。沖擊時(shí)間過長會導(dǎo)致鍍層呈霧狀,雖白但是不亮,時(shí)間過短,鍍層無明顯現(xiàn)象,表觀發(fā)暗,主要是由于鍍層不均勻,未將鎳底層全部覆蓋而致。

        1.6 溫度對鍍層表觀的影響

        采用不同溫度下的沖擊鍍實(shí)驗(yàn):適當(dāng)提高電解液的溫度,可以相應(yīng)陰極電流密度,提高沉積速度。但溫度太高,會加快電解液的揮發(fā),放出有毒氣體,使電解液不穩(wěn)定,一般在室溫下操作即可,不加溫也無須攪拌(見表3)。

        1.7 其它影響條件的討論(見表4)

        2 工藝配方

        在以上實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上得出關(guān)于沖擊鍍銀的工藝配方。裝飾鍍銀工藝配方如下:AgCN(g/l) 1.5-3;KCN(g/l) 80-160;T( 0C) 室溫;T(s)5-11;DK(A/dm2) 5.0-6.0;電壓(V)3-4。

        通過實(shí)驗(yàn)可知,沖擊鍍銀工藝具有以下優(yōu)點(diǎn):周期短,生產(chǎn)效率大大提高,電鍍簡單易操作;減少操作程序,節(jié)省原料,電鍍用的電解質(zhì)僅AgCN 和KCN 兩種,成品光亮耐磨、抗腐蝕與抗變色能力都較強(qiáng)。所鍍成品達(dá)到裝飾性要求,同時(shí)可應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)。本法應(yīng)用于裝飾品、首飾的電鍍,具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 張大昌 電鍍與保護(hù)[M]

        [2] 吳雙成 電鍍與環(huán)保[M]

        [3] 申順保表面技術(shù)[M]

        作者簡介:馬士華(1970-),女,遼寧撫順人,撫順技師學(xué)院講師

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