无氰仿金电镀工艺

普遍仿金电镀工艺中的镀液含氰量大，因此毒性也大，不仅危害电镀工作人员的健康，还严重地污染环境，废水排放量大，治污费用高，生产成本增大。因此无氰仿金电镀早已引起人们的关注和重视。现有的无氰仿金电镀工艺工艺参数比较狭窄，仂金色彩也不够理想，还需要进一步研究改善，提高质量。只要认真研究解决问题，质量必定会逐步提高，可以达到氰化物电镀的水平。

    (一)无氰电镀工艺流程

    以钢铁制工件为例，无氰电镀的工艺流程如下：钢铁零件一机

械抛光→除抛光蜡→水洗→化学除油→热水洗→冷水洗→酸浸蚀→冷水洗→电解抛光→水洗→弱浸蚀→冷水洗→镀光亮铜→冷水洗→弱浸蚀(活化)→镀光亮镍→冷水洗→弱浸蚀(活化) →无氰仿金镀→冷水洗→热水洗→钝化→冷水洗→热水洗→干燥→涂透明漆→烘干→成品。

    1．除油、抛光等前处理

    均按常规电镀处理，遇有特殊问题，需特殊制定规范。最后的涂透明漆也按仿金电镀镀层的处理方法处理。为了防止仿金层变色，必须进行钝化处理。钝化工艺为：1～2g／L苯并三氮唑，0.05～0.10g／L十二烷基硫酸钠，温度20～30℃，时间l～2min。

    2．电镀酸性光亮铜工艺

    电镀酸性光亮铜的溶液配方及工艺条件如下：

用磷酸铜阳极，镀层光亮致密，孔隙率低，镀层厚度控制在8～12µm内。

3．电镀光亮镍工艺

电镀光亮镍溶液配方及工艺条件如下：

    光亮铜的镀层应先进行彻底清洗干净，及时带电挂入光亮镍槽阴极，以合适的电流密度电沉积光亮镍。采用阴极移动，要保证镀镍过程中挂具接触良好，避免阴极移动时断电而影响镀层的结合力，应注意进出槽时产生双电极现象而影响镀层质量。

    (二)无氰电镀仿金工艺

    无氰仿金电镀的溶液配方及工艺条件见表5-4。

表5-4无氰仿金电镀溶液配方及工艺条件

    (三)影响无氰仿金镀质量的因素

    以表5—4中配方1为例，说明工艺条件的变化对无氰仿金镀层色泽的影响。

    1．镀液pH的关系

    pH的大小与镀层的关系如下：

  溶液pH        l0         11         12         13           14

镀层色泽      金红       金黄       金黄       金黄         金黄

其他工艺条件为：溶液温度20℃，电流密度(阴极)1.25A／dm²，处理时间为30～60s。由此可见：pH在11～14范围内可以得到金黄镀层，而小于11时，镀层为偏红色，因此pH应控制在11～14范围内。

    2．电流密度的关系

    在溶液pH为14、温度20℃、处理时间为30～60s条件下试验，可得到电流密度与镀层颜色的关系如下：

由数据可看到，电流密度小于1．25A／dm²时，颜色偏红，在25A／dm²时，颜色偏红，在1．25～2．OA／dm²范围内产生金黄色，电流密度过大(>2．0A／dm²)，则产生烧焦的现象。因此，电流密度应控制在1．25～2．0A／dm²范围。

    3．电镀时间的关系

在溶液pH为14、温度20℃和电流密度为1.25A／din²的条件下试验，可以得到不同的处理时间与镀层颜色的关系如下：

由此可见，施镀时间在30～50s时颜色较好，时间太短或过长都会产生偏红的色彩，但如果施镀时温度过低，则需延长施镀时间，才能得到金黄色镀层。

    4．络合剂用量的关系

    本配方中，络合剂的用量与仿金镀层的色泽有关。若络合剂用量不足，镀层的颜色偏红，而且粗糙无光泽，不能得到满意的仿金色。这是因为镀液中的金属离子不能完全被络合，络合物的稳定性差，阴极极化小，另外，在保证铜、锌离子全部络合的情况下，还应有部分的游离络合物帮助阳极溶解，防止阳极发生钝化的现象出现，但络合剂过高，会使阴极电流效率和允许的电流密度上限下降。

    5．操作温度与镀层颜色的关系

    镀层的颜色与操作温度有很大关系。在其他条件确定的情况下，随着温度的升高，镀层的颜色由金黄逐渐变成偏红。温度较高(>35℃)和较低(<15℃)时，镀层均显偏红色彩，但温度高时，只要相应提高电流密度也可以得到金黄色。而当温度低时，则要降低电流密度并增加施镀时间，同样也可以得到金黄色的仿金层。总的来看，工艺操作条件的允许变化范围较宽，同时各参数之间可以互相调整，以获得所要的色彩。

(四)无氰仿金电镀的应用

1．概述

    锌基合金材料压缩成型的温度较低，同时可以一次压缩成型，容易加工而且加工质量好、精度高，且有一定的机械强度，对形状复杂、加工难度较大的零件特别有效果，而且生产效率高，因而在许多领域都得到应用。锌基合金除锌外，还含有铜、铝、镁等元素，化学性质比较活泼，故在加工、运输和使用过程中，表面容易氧化、腐蚀，并失去光泽，影响零件的外观，甚至缩短使用寿命，因此对此类零件压铸成型及加工后，必须进行电镀防护镀层。贵州某厂则对锌合金零件进行无氰仿金电镀，不但解决了表面的防护问题，获得金色光泽的外观，而且不用氰化物电镀，而是采用无氰电镀，避免了麻烦的环境污染问题，具有推广应用的价值。

    2．无氰仿金电镀的特殊处理

    (1)锌基合金零件的磨抛、滚光处理对表面有严重缺陷的零件(如裂纹、疏松、麻坑、凸瘤等)，应先剔除，保证表面平整光洁。对抛磨处理，应避免擦伤压铸锌合金零件表面的致密层，以免给电镀加工处理带来困难。用布轮进行粗细磨抛光。磨抛时要少用抛光油膏，以免清洗困难。抛磨处理后应及时用有机溶剂、金属清洗剂等将油膏彻底清除。

    (2)零件的除油  对经抛磨、滚光后的零件进行除油，一般要采用低温低碱的化学除油，特别是不用NaOH等强碱性物质，否则对锌造成过腐蚀，破坏抛磨好的表面，除油液pH控制在8.5～10.0范围之内。此外，也可以用电解除油。电解除油宜用阴极除油，电流密度不宜过大，约l～3A／dm²，除油后应立即用热水清洗，再用流动水冲洗掉除油液，并确保零件表面湿润、洁净。化学或电化学除油的溶液配方及工艺条件如下：

    (3)零件的活化处理零件表面的氧化膜必须彻底清除，以便提高各镀层与基体之间的结合力，保证电镀质量，为此镀前要充分活化表面。选用l％～3％的HF水溶液在室温浸渍3～5s，当表面出现均匀的小泡或变色后，要立即取出用水清洗。也可采用15～20mL／L的氟硼酸溶液室温下浸渍3～10s；还可以用含l％～3％HF和1％～20A H₂S0₄的混合溶液浸渍2～5s。此外，选用含有30～50g／L的柠檬酸水溶液室温下浸渍l0～30s也十分有效。

    (4)锌合金基体镀中性镍  锌合金零件无氰仿金镀镀层组合为Ni／Cu／Ni／仿金。以中性镍层作为与基体直接结合的底镀层，中性镍电镀溶液的配方及工艺条件如下：

(5)其他的镀层其他镀层如镀光亮铜、镀光亮镍及无氰仿金镀的溶液配方见本节三、无氰仿金电镀工艺。仿金镀的镀液配方及工艺条件见表5-4中配方2。

    (6)无氰仿金镀后处理锌合金仿金镀后，镀层容易与空气中的氧接触，氧化后仿金颜色将会改变，因此，镀后要马上进行钝化处理，以防止镀层被氧化变色。经钝化处理后，应充分清洗干净，并马上吹干、烘干，温度不宜过高，在60～100℃内。

    为了使镀层永久不变色，而且耐磨、耐蚀，经钝化烘干后，应对仿金表面喷涂好的透明有机涂料。常用的有硝基清漆、聚氨酯清漆和丙烯酸清漆等，并按工艺进行表面喷有机罩光漆，以保证产品颜色美观大方。