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铜及铜合金的电解着色工艺

放大字体  缩小字体发布日期:2012-11-16  浏览次数:1076
核心提示:铜及铜合金经化学或电解方法使表面转化成有色化合物而着色。经着色处理后,可以提高铜及其合金制品表面的耐磨性及抗蚀性能
 

铜及铜合金经化学或电解方法使表面转化成有色化合物而着色。经着色处理后,可以提高铜及其合金制品表面的耐磨性及抗蚀性能,并且能改善制品的外观,如仿金、仿古色泽。因此铜及铜合金的着色被广泛地应用于仪器、仪表工业,建筑五金,光学仪器,轻工业品及工艺美术品等的表面装饰上。

铜和铜合金的电化学着色方法有两种,一种是阳极氧化法,另一种为阴极还原法。铜和铜合金通过阳极氧化的方法可以获得各种不同的着色膜。阳极氧化通常是在碱性的电解溶液中进行,所获得的着色膜主要成分为氧化铜,因而膜层趋向黑色。如果在溶液中加进适量的钼酸盐,则会加速变黑,色膜的黑度将有所提高。阴极还原法是较新的电解着色工艺,就是在特定的电解着色溶液(一般为铜的强络合剂溶液)中用较小的电流密度进行电解着色,可得到不同颜色的着色膜,其色泽随膜的厚度而变。这是因为光的干扰作用所致,当铜金属表面与膜表面发生光的反射时,光波在相外互相抵消形成不同的色彩,因此颜色的层次取决’于膜的厚度。

铜及铜合金电解着色工艺流程:铜工件一化学除油一热水洗一冷水洗一化学抛光一冷水洗一弱浸蚀一水洗一电解着色一冷水洗一干燥一成品。

1.化学除油

化学除油主要用碱性除油的方法,也可以用其他方法,只要把铜制品表面的油脂除干净,保证后面工序的顺利进行,也为了保证电解着色膜的质量。一般情况下用下列除油配方及工艺条件:

氢氧化钠(NaOH)40~509/L 硅酸钠(Na2Si03) 5~109/L磷酸钠(Na3P04) 40~5C19/L 除油温度 70~80X]碳酸钠(NazC03) 15~209/L 处理时间 3~5min2.化学抛光

抛光是为了保证铜制品表面的光滑,以便使着色膜更显光泽亮丽。既可以用化学抛光的方法,也可以用电抛光。主要根据需要及原有的条件选择,一般化学抛光的溶液配方及工艺条件如下:

硫酸(H2S04) 400~500mL/L 明胶 l~29/L硝酸(HN03)40~60mL/L 溶液温度40~50'C尿素[CO(NH 2)2]40~609/L 处理时间0.5~1.0min3.弱浸蚀(活化)

铜在空气中很容易氧化,抛光后铜表面的活性很高,极易生成薄的氧化膜。因此在电解着色前要除掉这层膜,才能使着色膜与基体铜有良好的结合。弱浸蚀的酸液配方及工艺条件如下:

硝酸(HN03) 300~4009/L 处理时间 20~30s溶液温度 20~30"C

4.电解着色工艺 ’阴极电解还原着色的溶液配方及工艺条件如下:

硫酸铜(CuS04)40~609/L 聚7,--醇 1~29/L氢氧化钠(NaOH) 90~1209/L 溶液温度 20~30'C柠檬酸三钠 90~1209/L 阴极电流密度 20~80A/dm2乳酸(C3H603) 90~1409/L 着色时间 l.5~2.5min5.着色膜的颜色

本工艺是把工件作为阴极进行电解着色。着色过程中首先在铜制品表面生成氧化亚铜薄膜。然后再进一步形成较厚的氧化铜膜。着色液中Cu2+与柠檬酸根(L2一)形成络合物,在铜阴极的表面上生成氧化亚铜薄膜,阳极铜失去电子进入溶液,与柠檬酸根络合。铜阴极的颜色则随时间的延长而变化,分别由紫红色到浅黄色、金黄色、橙黄色和粉红色等各种色彩的变化。生产时可以根据所需要的颜色控制电解着色的时间。此外,电流密度对着色也有很大的影响,电流密度较小时,色彩变化的速度较慢,电流密度较大时,色彩的变化速度较快,所以在实际操作时,应根据所需时间严格控制电流密度的大小,才能得到所需要的颜色。

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