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多色电镀与涂装工艺

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-16  浏览次数:1970

引 言

多色电镀是指在同一个零件上镀(涂)覆二种以上的颜色或光泽不同的镀(涂)覆工艺,该工艺在近年表面处理行业中获得了广泛的应用,尤其是中高档日用五金产品的表面处理,以满足良好的装饰性要求为目的的应用更为广泛。在电子行业中,为满足产品的导电性、焊接性和耐磨性等性能也应用了多色电镀及涂装工艺。

目前应用多色电镀与涂装工艺的日用五金产品有各种锁具、灯具、洁具、烟具以及各种中高档眼镜架、胸饰品、头饰品和各类挂件饰品等,还有各类通讯产品,例如电话机、手机等。这些产品在市场上需求量很大,不仅对产品的内在质量要求高,包括零件所使用的材质,电镀层的耐蚀与防腐性能,而且对产品的表面处理质量要求更高,外观色调也必须丰富多彩。

多色电镀工艺不仅使产品颜色多样化,而且可以在产品的表面镀(涂)覆出各种图案、花纹和文字,使产品更加锦上添花,绚丽多彩,适应了客户提出的多元化需求。

1 多色电镀工艺的组合

多色电镀实际上是由各种电镀工艺、涂装技术、丝网印刷技术等工艺的综合性组合。目前各工厂采用的工艺主要有以下几种类型的组合:

1)不同颜色的单金属镀层的组合 这种方法是在同一个零件上镀(涂)覆二种以上不同颜色的镀层或涂层而组成的多色工艺。如:镀金与镀银的组合、白色镀层与黑色镀层的组合(镀银、镀锡与枪黑、黑镍镀层的组合)。

2)单金属镀层与合金镀层的组合 如镀银与镀仿金(镀铜一锌合金或镀铜一锌一锡合金),镀黑镍与仿金的组合。

3)哑光镀层与光亮镀层的组合 近十几年来,由于电镀工艺中砂铜、砂镍、雾镍等添加剂的应用和哑光、无光涂料的应用,改变了以往镀层单一光亮的色凋。目前又将哑光或无光与光亮的镀层相结合,可以获得更加丰富多彩的色调,这种组合可以给人们一种柔和与亮丽相结合的色调感觉。

4)电镀层颜色与涂装颜色的组合采用这种电镀与涂装相结合的工艺可以按照人们所需的颜色进行任意组合,获得各种各样的颜色色调。涂装的颜色可以通过加入各种色浆来调节人们所需要的颜色,因此,可以获得比电镀层更多的颜色色彩。

5)零件毛坯在电镀前进行各种机械加工 如:喷砂、喷丸、模压、拉丝、铣切成各种花纹等;再电镀单一镀层或多色镀层的组合,例如:塑料电镀件,在零件注塑时,通过模具的设计可以注塑出各种麻砂状花纹和各种所需的图案,经电镀后,可以显示出多种色彩。

6)镶嵌式组合 如果产品由二个以上的单件组合时,单件可分别镀(涂)覆出各种所需的颜色,然后在装配时组合在一起,这样也可显示出同一产品上的颜色组合。

以上列举了几种常用的色彩组合工艺,在实际生产中,还有其它的各种组合方式。这些都可以通过产品设计人员和工艺人员自行选择。

2多色电镀的主要工序

多色电镀比单一颜色的电镀工序要复杂得多。镀种的品种和涂装的颜色品种也多。一般电镀五金产品的专业电镀单位必须要有多种镀种和多种颜色的涂装设备,还必须配备各种丝网印刷技术和印刷设备。

2.1 电镀金一银双色工艺流程

电镀金和银的双色镀层,最能显示产品的华贵,是一种金黄色与银白色的组合,色调的反差较大,其中金和银色可以是光亮镀层、半光亮镀层或是哑光、无光镀层相组合,再加上镀金层本身含金量的不同从14~24 K的各种系列颜色进行组合。其颜色色调真可谓是层出不穷,千变万化。其主要工艺流程如下:

零件镀前处理一预镀铜(或预镀镍)一酸性光亮镀铜一镀镍一镀金一干燥一丝网印刷一干燥一上挂一弱腐蚀一镀银一退除油墨一表面清洁处理一电泳漆(或静电喷漆)一烘干一检验包装。

每道工序间都必须用流动水清洗,电泳漆前后必须经过多道纯水清洗。

2.2 电镀光亮金色与哑光金色的工艺流程

零件镀前处理一预镀铜一酸性光亮镀铜一镀光亮镍一镀金或仿金(仿金颜色可根据客户需要,以18~24 K的颜色应用较多)一干燥一丝网印刷一干燥一上挂一弱腐蚀一镀砂镍(砂铜或雾镍)一再镀仿金层一退除丝网油墨一表面清洁处理一钝化处理一电泳色漆或透明清漆一干燥一检验包装。

2.3毛坯压花件镀双色镍工艺流程

零件毛坯采用机械的方法加工成所需要的图案或花纹(或砂面状)一镀前处理(如果是塑料件电镀,需按塑料镀工艺进行导电膜成膜处理)一预镀铜(或预镀镍)一镀光亮镍(需严格控制电镀时间和镀层厚度,否则达不到双色效果)一电泳色漆或清漆一干燥一检验包装。

2.4电镀银色与黑色镀层的工艺流程

零件镀前处理一预镀铜一镀镍一镀银一千燥一丝网印刷一干燥一上挂具一弱腐蚀一镀黑镍或枪色镍一退除油墨一表面清洁处理一电泳漆(或静电喷漆)一干燥一检验包装。

以上列举的几种电镀双色的主要工艺流程,在生产中必须结合工厂的生产设备条件及产品的具体要求还可以增减一些工序。总之,以满足各种产品所需要的色调,保证产品质量为目的。

3主要工序说明

3.1镀前处理

镀前处理工序在多色电镀工艺中尤为重要。目前用于多色电镀的零件材料主要有铜及铜合金、锌合金压铸件、钢铁件和不锈钢零件。这几种材料必须按其材质采用不同的前处理方法,尤其是锌合金压铸件,一旦前处理不好就容易产生起泡、脱皮,现介绍二种较通用的锌合金前处理的方法:

工艺一:除蜡水浸渍一水洗一超声波除蜡一水洗一化学除油一水洗一电解除油一水洗一化学浸蚀(硫酸:5 %~10%,氢氟酸:2%~5%,室温:10~60s)一水洗一预镀铜。

工艺二:零件装挂后,直接浸于浓硫酸中酸洗。硫酸温度70~90℃,时间视零件表面状况而定。温度低,表面抛光蜡严重,浸渍时间应长一些。应注意的是硫酸溶液中不能带入水分。

3.2预镀

零件经过前处理后。铜合金件、钢铁件及锌合金件可用氰化预镀铜。目前国家对氰化物电镀有严格的控制。电镀科技工作者开发了碱性无氰镀铜工艺(型号有:UM一2002型)可以取代氰化镀铜,其镀层的柔软性、结合力良好,而且溶液的分散能力、深镀能力及阴极电流效率优于氰化镀铜,是目前取代氰化镀铜的最佳工艺,可供电镀行业选用。

不锈钢零件可采用冲击镍预镀。配方为:盐酸200 mL/L氯化镍100 g/L,预镀镍后镀铜。

3.3酸性光亮镀铜

酸性光亮镀铜是装饰性电镀中关键工序之一,无论是光亮镀层还是哑光镀层都可以采用酸性镀铜作为中间镀层。目前,各厂使用的酸性光亮镀铜基本配方大致相同,但使用的光亮剂和光亮剂的控制方法各有千秋。应用较多的酸铜光亮剂还是以210、510型号(其中日本210和安美特210型号)多用。其整平性和低电流密度区的光亮度较好,也不容易出现针孔、麻点。国内的酸铜光亮剂也有其价廉的优点,掌握得好,也能获得同样的效果。

3.4镀镍

在所有的镀种中,镀镍的品种最多,在多色电镀中是不可缺少的工序,其中常用的镀镍品种有光亮镀镍、无光镀镍、镀砂面镍(有粗砂和细砂之分)、雾面镍、黑镍、枪灰镍、褐色镍、半光亮镍、封闭镍等。这些镀镍品种都可以为多色电镀增加绚丽色彩。

镀镍的基本配方大致有酸性和碱性二大类型,主要的不同点是所使用的添加剂。现在。镀镍的添加剂品种甚多,比如,电镀砂面镍工艺中,市场一卜销售的就有几十个品种,这需要工艺人员根据自身产品的要求和操作人员掌握的熟练程度来精心挑选。

3.5镀仿金

由于仿金镀层其外观显得华丽高贵,价格又便宜,所以在多色电镀中也是应用最多的一种镀层。目前应用较广的仿金配方有二元合金(铜一锌合金)、三元合金(铜一锌一锡合金),还可以在其中加入镍、钴等金属以改变外观的色泽,使仿金镀层的色彩更加丰富。

电镀仿金所采用的溶液类型仍然是氰化物镀液为主,虽然国内外电镀工作者对无氰电镀仿金工艺进行了多年的研究,但到目前为止,仍未找到可与氰化物相媲美的无氰镀仿金工艺。

常用的镀仿金工艺配方如下:

1)铜一锌合金配方

氰化亚铜

25~30 g/L

氰化锌

6~10 g/L

游离氰化钠

10~15 g/L

碳酸钠

10~20 g/L

氨水

1~4 mL/L

pH

9~1O

θ

28~40℃

JK

O.2~O.5 A/dm2

阳极板

8:2铜锌合金板

2)铜一锌一锡三元合金配方

氰化亚铜

20~25 g/L

氰化锌

6~8 g/L

锡酸钠

5~8 g/L

氢氧化钠

6~10 g/L

游离氰化钠

10~15 g/L

氨水

1 mL/L

pH

10~ll

θ

50~60℃

JK

O.2~O.8 A/dm2

镀三元合金最好采用三相可调式整流电源,能更好地稳定镀层颜色。

3.6 丝网印刷

为了达到多色电镀的目的,有些产品必须应用丝网印刷,将需要的各种花纹、图案、文字甚至商标都可制成丝网,印刷在零件的表面,然后按所需要的颜色进行电镀。这样镀出来的各种颜色、图案、文字艳丽多彩,非常美观,而且这些图案、文字不易磨损,具有很强的装饰外观。

丝网印刷采用的油墨,应考虑能耐酸、碱,而且容易退除。

4 涂 装

在涂装工艺中,装饰性五金产品应用较广的涂装技术是静电喷漆和阴极电泳漆。涂装的应用可以防止镀层变包,提高耐腐蚀性能和耐磨性能,而且可以增加美丽的装饰外观,通过颜色的调配获得各种各样的色彩。这些颜色的搭配在多色电镀中的应用更为重要。

这里介绍几种电泳漆颜色调配方法(以配制100 L电泳漆为例):

1)金色电泳漆 先将原透明漆液充分搅拌均匀,加入纯水稀释到所需的浓度,一般漆液中的固体质量分数在9%~15%,不同型号的原漆因固体质量分数的不同其原漆的用量各有差异,搅拌和熟化的时间也不同,这是需要注意的。

在另一容器中,把金色色浆和红色色浆混合搅拌均匀后,加入到原透明漆液中,再充分搅拌均匀。

其色浆的用量和比例应根据所需的颜色,可以在淡金黄色到24 K的浓金黄色范围内任意调节。

2)茶色电泳漆 这种茶褐色漆膜近年来很受客户的欢迎,用棕色色浆加黄色色浆,其颜色的浓淡也可任意调节。一般用量为棕色浆200 mL,黄色浆30~50 mL。

3)古铜色电泳漆 原漆液中加入棕色浆200mL和红色浆50 mL充分搅拌均匀。

4)粉红色电泳漆 原漆液中加入粉红色色浆200 mL搅拌均匀。

5)蓝色电泳漆 原漆液中加入蓝色色浆300mL搅拌均匀,另加一点红色色浆,以衬托出蓝色的

鲜艳。也可加入一点黑色色浆,可转换成淡蓝色漆膜。

6)紫色电泳漆(紫罗兰色) 原漆液中加入以红色色浆为主,再加一点蓝色即可得到紫红色漆膜。

7)哑光黑色电泳漆 在黑亮色漆液中加入少量的沙黑色色浆,充分搅拌均匀。

以上列举了几种常用颜色电泳漆的配制,在实际生产过程中,可以根据产品的需要,采用各种色浆任意调配以满足产品所需的颜色。但必须注意的是无论加入何种色浆,都必须与原漆充分搅拌均匀,否则,电泳后的漆膜色泽不均匀。

以上所述是经验之谈,供同行参考。

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