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鍍金介紹
金是人們熟悉的金屬,但對其化學(xué)性質(zhì)和相關(guān)參數(shù)就不是所有的人都了解的了。金的元素符號是Au,原子序數(shù)79,原子量l97,相對密度l9.3,熔點(diǎn)1063℃,沸點(diǎn)2860℃,化合價(jià)為l或3。
金的質(zhì)地很軟,有非常好的延展性,可以加工極細(xì)的絲和極薄的片,薄到可以透光。
金在空氣中穩(wěn)定,不溶于酸,與硫化物也不發(fā)生反應(yīng),僅溶于王水和青化堿溶液。金的標(biāo)準(zhǔn)電極電位在酸性體系中較正,為 1.5V(Au3 /Au)左右,而在青化物體系中只有一0.6V(Au2 /Au)。
金在國民經(jīng)濟(jì)中占有的重要地位,不僅是貨幣的強(qiáng)大后盾,而且是重要的首飾和裝飾物,又在電子工業(yè)中扮演重要角色。為了節(jié)約這一貴重資源,經(jīng)常使用是金的合金,即平常所說的K金。
純金的顏色是金黃色,金的合金顏色隨著含金量的減少而變淺。但金的粉末呈棕色,透光時(shí)呈綠色。
電鍍金為合金時(shí),隨著成分的變化可鍍得赤金、黃金、青金、白金等各種顏色。金的化合物中,三氯化金呈黃色,金酸鈉呈黃色,硫化金呈黑色。
鍍金與鍍銀一樣,主要采用各種青化物鍍金工藝,但也有用到某些無青或低青鍍液的,如亞硫酸鹽鍍金、檸檬酸鹽鍍金等。
電鍍工藝不可忽視的鍍后處理技術(shù)
電鍍后處理的目的是確保鍍層的質(zhì)量,提高鍍層的防護(hù)性、裝飾性和功能性。鍍后處理是很重要的,但往往易被人忽視。在實(shí)際生產(chǎn)中常出故障,甚至前功盡廢,故應(yīng)引起有關(guān)人員重視。
電鍍后處理工藝是根據(jù)電鍍層的性能、使用要求、環(huán)境影響等因素來選定,通常有拋光、鈍化、著色、涂膜、封閉、除氫等工藝。
常見鍍后處理:
1.拋光處理
拋光是通過化學(xué)拋光或機(jī)械拋光來提高金屬工件表面的平整性和降低表面粗糙度的工藝過程,它既能直接用于金屬的表面加工,也用于金屬工件鍍前處理及鍍后精加工。如銅、鎳等合金以及鍍后的銅、鎳、鉻等金屬鍍層的裝飾性精加工。
2.鈍化處理
所謂鈍化處理是指在一定的溶液中進(jìn)行化學(xué)處理,在鍍層上形成一層堅(jiān)實(shí)致密的,穩(wěn)定性高的薄膜的金屬表面處理方法。鈍化使鍍層耐蝕性大大提高并能增加表面光澤和抗污染能力。這種方法用途很廣,鍍鋅、銅等后,都可以進(jìn)行鈍化處理。
3.除氫處理
大部分金屬基體如鋼鐵、銅,在前處理(酸洗、陰極電解除油)及電沉積過程中,都會產(chǎn)生“氫”,有部分還沒來得及形成“氫氣”即以“氫原子”的形式滲入到基體和鍍層中,使鍍件產(chǎn)生脆性,嚴(yán)重降低零件的抗拉強(qiáng)度,稱為氫脆。因此在航天航空、汽車制造等領(lǐng)域使用的零件鍍后都須經(jīng)過“除氫”處理,有些在使用中要求抗拉強(qiáng)度高的零件也要進(jìn)行“除氫”處理。除氫處理是在200℃左右的溫度下進(jìn)行的,處理時(shí)間根據(jù)零件要求的抗拉強(qiáng)度來決定。除氫處理應(yīng)在鍍后的3小時(shí)內(nèi)進(jìn)行。
非金屬電鍍技術(shù)的工作原理及流程
電鍍過程也被稱做電結(jié)晶過程,它以電能作為電化學(xué)反應(yīng)的動力,并向陰極源源不斷地提供使金屬離子還原的電子。因此,被鍍覆的產(chǎn)品首先必須具備導(dǎo)電能力。一般來說,不導(dǎo)電的物體不能拿來電鍍。非金屬(也就是非導(dǎo)體)因?yàn)椴痪邆鋵?dǎo)電性能,不能直接利用電鍍技術(shù)進(jìn)行電鍍加工。
但是,在非金屬材料表面鍍上金屬一直是人們的夢想。不要說在發(fā)明了電以后,就是在幾千年前的古代,人們也知道在非金屬材料表面包覆金屬來進(jìn)行裝飾或節(jié)約珍貴的金屬。在木材表面包覆金屬、在低值金屬表面包覆金屬等的包金技術(shù),就是這種構(gòu)想的實(shí)踐。從這個(gè)意義上來說,非金屬電鍍技術(shù)的產(chǎn)生實(shí)際上是古代人類創(chuàng)意在新的生產(chǎn)力條件下的發(fā)展。尤其是在塑料被開發(fā)并大量應(yīng)用以后,在塑料等材料上進(jìn)行電鍍一直是表面技術(shù)科技人員努力幵發(fā)的一個(gè)重要課題。
顯然,根據(jù)電鍍的原理,只要使非金屬表面呈現(xiàn)導(dǎo)電性,對這種表面導(dǎo)電的非金屬進(jìn)行電鍍就是完全可能的。
過去,有過在非導(dǎo)體表面涂覆導(dǎo)電銀漿或?qū)щ娔z以后進(jìn)行電鍍的方法。但是,那不適合于大量生產(chǎn)或電鍍比較精細(xì)的產(chǎn)品,而且鍍層的質(zhì)量也不是很好。理想的方法是使非金屬表面金屬化,從而能像金屬電鍍那樣進(jìn)行電鍍加工。因此,如何使非金屬表面金屬化是非金屬電鍍技術(shù)的關(guān)鍵。
怎樣使非金屬表面金屬化呢?這就是我們要重點(diǎn)向讀者介紹的內(nèi)容,以期你在讀過本書后,可以根據(jù)本書提供的流程、工藝和配方,親自在非金屬制品上電鍍出所需要的金屬鍍層。但是,“知其然,知其所以然,”這是大家共同的求知原則。因此,我們還是希望更多的讀者在動手實(shí)踐之前,對非金屬電鍍的原理和依原理設(shè)計(jì)的流程有所了解。
簡單地講,非金屬電鍍的原理,就是非金屬表面金屬化的原理。而非金屬表面金屬化的過程,則是通過一系列化學(xué)反應(yīng),在非金屬表面獲得金屬化學(xué)沉積層的過程。
塑料件的雙色電鍍加工工藝流程,你了解多少?
1.1除應(yīng)力將塑料件放在烘箱中,70℃下保溫2h。
1.2化學(xué)除油
氫氧化納40g/L,磷酸納30g/L,碳酸納20g/L,OP乳化劑1~3g/L,θ60~70℃,t10~15min
除油過程中,應(yīng)輕輕攪動塑料件,以加快除油速度。也可將粗化后的回收液加溫到不超過70℃下除油。
1.3化學(xué)粗化[1]CrO3 400g/L,H2SO4(d=1.84)200mL/L,H2O 600mL/L相對密度1.45θ70℃,t10~15min只要嚴(yán)格按照此配方和工作條件操作,不會發(fā)生粗化不足或粗化過度。
1.4鹽酸洗HCl(d=1.19)100~200mL/L,t1~3min鹽酸洗滌能除去塑料表面殘留的粗化液和吸附的Cr3 。經(jīng)過鹽酸洗滌后,能用肉眼觀察到塑料表面由淡淡的暗綠色變得白一些。
1.5膠體鈀直接活化法PdCl2·2H2O 0.5~1g/L,SnCl2·2H2O 50~100g/L,HCl(d=1.19)200~300mL/L,θ 50~60℃,t5~10min氯化把濃度不要太高,否則配槽成本高,帶出損失大。一些資料[2]報(bào)道的配方中,氯化把質(zhì)量濃度低于0.5g/L,筆者在生產(chǎn)中證實(shí)是不可行的,即使延長活化時(shí)間到30min以上,溫度提高到60℃以上,依然會出現(xiàn)露塑,生產(chǎn)效率低,成品率低。