裝飾銀電鍍工藝

銀，是一種應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，也可以達到純銀的裝飾效果，外表光亮細致，耐磨、抗腐蝕、抗變色能力強，因此具有廣泛的應用。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，通常采用化學拋光或銅刷刷光再浸銀，這樣既浪費電和時間，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，同時降低了原材料的消耗。但此法由于需要的有機配合物較多，使得影響電鍍的因素增多，又增加了工序。為了尋求一種省時省力省原料的方法，在原工藝的基礎上進行了改革，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，不需要其它有機配料，過程一次完成，時間短，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實驗方法及結果討論

1.1電極及實驗條件

陽極：不銹鋼板10×2cm2；

陰極：銅片(若干)10×2cm2；

溫度：室溫無攪拌。

1.2工藝流程

電鍍除油→熱水洗→冷水洗→化學除銹→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有機膜→烘干→浸光亮漆保護膜→烘干→檢驗。

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間內(nèi)的電鍍方法影響很大。實驗采用固定的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，這時的銀鍍層光亮細致，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，鍍層的結晶不細致，若高于這一含量，則鍍層發(fā)黃。

AgCN與KCN保持的這種配比關系，是由于沖擊鍍銀電解液的主要成分為絡合銀鹽及游離氰化鉀。絡合銀鹽的生成反應如下：AgCN KCN=K[Ag(cn)2]；絡合銀鹽發(fā)生的離解反應：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合劑，與銀絡合生成[Ag(CN)2]-，由于它的絡合能力強，所以銀氰絡離子的穩(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]-絡離子的穩(wěn)定性，提高陰極極化的作用，使鍍層均勻細致。 電解液中AgCN的含量過高會導致鍍層發(fā)黃，含量過低則銀離子與氰化鉀絡合不穩(wěn)定，陰極極化小，鍍層不細致。本方法在大量實驗基礎上確定AgCN的含量為1.5g/L時即可達到?jīng)_擊鍍的要求，節(jié)省了銀的用量，達到裝飾性鍍銀的要求。

表4其它條件對鍍層表觀的影響

鍍層現(xiàn)象

產(chǎn)生原因

解決方法

發(fā)黃

鍍液中含有機雜質(zhì)及硫；AgCN含量太低；KCN含量太高

KCN含量低；電流密度高

用活性炭處理；補充AgCN；調(diào)整KCN含量

補充KCN；適當降低電流密度

有白霧，發(fā)糊，光澤不足

KCN含量低；有機雜志累積

加入KCN；活性炭處理過濾

起皮，鍍層燒焦，發(fā)花

鍍前清洗不良；電流密度太大；除油不徹底；鍍前夾入有機雜質(zhì)；鍍前未活化

改進前處理；降低電流密度；加強鍍前除油；用活性炭處理；加活化

1.4電流密度對鍍層表觀的影響

實驗采用不同電流密度下進行沖擊鍍(見表2)。通過實驗表明，電流密度過大會導致鍍層起皮及燒焦，鍍層發(fā)黑，鍍層結晶粗；電流密度過小達不到?jīng)_擊鍍的效果，所需時間長才有效果；合理的電流密度為5.0～6.0A/dm2；實驗還表明，隨鍍液中AgCN和KCN的含量多少不同電流密度應適當變化，一般KCN的含量增加，電流密度也適當增加。

表1KCN的含量對鍍銀層表觀的影響

KCN含量(g/L)

鍍層表觀現(xiàn)象

25

鍍層模糊無光澤

55

鍍層呈霧狀光澤不足

80

鍍層白亮細致

135

鍍層大部分白亮局部淡黃

175

鍍層發(fā)黃粗糙無光澤

1.5電鍍時間對鍍層表觀的影響比較不同時間的電鍍效果，尋求沖擊鍍銀的最佳時間。沖擊鍍的時間不易過長，以7～9秒為宜，同時因鍍件的大小不同，沖擊鍍的時間也應稍有不同，鍍件大可多沖鍍2～3秒，鍍件小可少沖鍍2～3秒。沖擊時間過長會導致鍍層呈霧狀，雖白但是不亮，時間過短，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驗:適當提高電解液的溫度，可以相應陰極電流密度，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）。

表2電流密度對鍍銀層表觀的影響

DX(A/dm2)

鍍層表觀現(xiàn)象

2.0

無現(xiàn)象

4.0

起小泡，不均勻

5.0

氣泡均勻，速度較平緩，光亮

6.0

氣泡均勻，速度平緩，光亮

9.0

氣泡過快，無光澤

10.0

劇烈氣泡起皮，燒焦

1.7其它影響條件的討論（見表4）

表3溫度對鍍層表觀的影響

T(℃)

鍍層表觀現(xiàn)象

25

白亮

35

白亮

40

白亮

55

白亮不均勻

65

部分發(fā)黃無光澤

2工藝配方

在以上實驗基礎上得出關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(℃室溫；T（s）5-11；DK(A/dm2)5.0～6.0；電壓（V）3-4。 通過實驗可知，沖擊鍍銀工藝具有以下優(yōu)點：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。所鍍成品達到裝飾性要求，同時可應用于大規(guī)模生產(chǎn)。本法應用于裝飾品、首飾的電鍍，具有較強的實用性。

參考文獻

張大昌電鍍與保護[M]

吳雙成電鍍與環(huán)保[M]

申順保表面技術[M]

作者簡介：馬士華（1970-），女，遼寧撫順人，撫順技師學院講師

評價任何電鍍工藝都要用到若干通用指標，通常分為與鍍液性能有關的指標和與鍍層性能有關的指標。鍍液指標是電鍍工藝的主要指標，包括鍍液的電流效率(與沉積速度有關)、分散能力、深鍍能力、鍍層結晶狀態(tài)、鍍液穩(wěn)定性和可操作性(包括工藝條件的控制、對設備有無特別要求)、對環(huán)境的影響程度、經(jīng)濟效益(電鍍加工成本)等。

鍍層性能指標是電鍍工藝所保證的鍍層性能和質(zhì)量的指標，是直觀地評價電鍍工藝水平的重要指標，比如鍍層的裝飾性能、光亮程度、抗腐蝕性能、鍍層脆性、鍍層孔隙率等。功能性鍍層則要加上功能性能指標，比如電導率、反射光系數(shù)、可焊性、耐磨性等。

這兩類指標都屬于水平較高的先進工藝，有時鍍液性能指標好的工藝，不一定有好的鍍層指標；而有些鍍層指標好的工藝，鍍液指標卻并不好。人們通常以鍍層指標為主來判斷和選擇電鍍工藝，也就是說為了獲得好的鍍層有時不得不采用鍍液性能差的鍍種，比如裝飾鍍鉻就是典型的例子。許多氰化物電鍍也是鍍層性能好但對環(huán)境影響大的鍍種。

電鍍除油→熱水洗→冷水洗→化學除銹→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有機膜→烘干→浸光亮漆保護膜→烘干→檢驗。

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