(一)概述 铁制工艺品广泛用于各种日用装饰及其他行业。国内外市场巨大，但对外观的要求是越来越精美。由于钢铁材料在大气等环境中容易生锈，所以通常是喷涂各种有色涂料，既防护又有一定的美观，也有先镀铜再进行着色处理的方法，但是喷漆成本高、操作麻烦，而且有色漆膜也容易老化、变色等。电镀铜操作比较繁杂，而且对形状复杂的工艺品，很难使镀层均匀，因而染色也不均匀。化学镀铜代替电镀铜、然后再在化学镀铜后进行化学着色也是一种比较简单易行的方法，在某些情况下有其优点，可以代替其他的处理方法。 化学镀铜与化学置换法不同，是利用适当的还原剂使镀液中的铜离子在具有催化活性的基体表面进行还原而沉积成镀层的一种工艺方法，像化学镀镍等一样，具有生产设备简单、常温下处理、能耗少、生产成本较低、环境污染少等优点。因此，铁制工艺品的装饰既可以用有色有机涂料喷涂的方法处理，也可以用电镀铜或其他金属再着色处理，还可以采用先常温化学镀铜、再进行化学着色处理。铜镀层化学着色处理可以得到多种色泽的装饰制品。 (二)铁制工艺品装饰工艺 1．工艺流程 铁制品→化学除油→水洗→化学抛光→水洗→弱浸蚀→水洗→化学镀铜→水洗→化学着色→水洗→脱水烘干。 2．铁制工艺品前处理 (1)表面化学除油铁制工艺品的前处理对化学镀铜及镀后着色的质量影响很大，所以必须要除油、除锈彻底，否则化学镀的表面反应会受到很大影响，镀层会出现污斑、起泡、甚至开裂、脱落的现象，以及镀层着色不均匀等情况。化学除油的溶液配方及工艺条件如下：
(2)化学抛光化学抛光要根据制品的表面情况而定。如果表面已达到产品要求的光洁度或者已经过机械抛光时，可以不必进行化学抛光，经除油及水洗后，可以直接放入20％～30％的硫酸溶液中，浸泡5～10min除锈及氧化膜。 如果制品表面未达到所需的光洁度，则应进行化学或电解抛光。表面抛光的溶液配方及工艺条件见表7-2。 表7-2化学抛光和电解抛光溶液配方及工艺条件
(3)弱浸蚀活化弱浸蚀是在化学镀铜之前必须时行的一道工序，目的是清除钢铁工艺品表面残留的氧化物及其他污物，使铜离子能够在表面顺利地还原沉积，从而保证铜镀层的质量。由于活化后的金属表面结构已充分暴露，化学活性大，所以不宜在空气中停留，应马上进入化学镀槽施镀，避免再次被氧化。 弱浸蚀溶液为l0％～l5％的稀硫酸或l0％稀盐酸，时间约3～10s。 3．化学镀铜 化学镀铜的溶液配方及工艺条件如下：
溶液在常温下浸镀，反应时间可根据镀层厚度而定，一般是1～3h即可得到l5～20µm厚的镀层。在施镀过程中，由于对化学原料的消耗，溶液中的主要成分硫酸铜及甲醛的浓度将不断下降，应及时补充调整，以便稳定镀液的组成，保护镀铜的正常进行。 4．影响化学镀的主要因素 (1)铜离子浓度的影响 在一定的范围内，铜成膜的速度随着铜离子浓度的增大而加快，但是镀液的分解速度也会加快：因此，不宜太浓，但应根据溶液内铜离子的减少量及时补充。 (2)甲醛浓度的影响 甲醛是化学镀铜中的还原剂，与镀液的pH有密切的关系。pH愈大，其还原能力愈强，铜的镀速相应提高，但也有加速镀液分解的倾向。在生产施镀过程中，随着铜的不断还原，甲醛也不断被氧化而成酸，造成溶液的pH减小。因此，要及时分析并补充甲醛溶液并用氢氧化钠调整pH之规定值。 (3)溶液温度的影响 从化学反应的角度看，溶液的温度升高有利于反应的进行，化学镀铜的速度加快，但氧化亚铜的生成也较多，同时镀液的稳定性也会下降。因此，温度不宜过高，控制在20～30。C范围内，可以稳定镀液，也可以减少能源及原料的消耗。 (4)溶液的搅拌把空气通进镀液中进行搅拌可使溶液的浓度保持均匀，可以使反应得到均匀的铜镀层，同时也可以使镀液中的一价铜氧化成可溶性的二价铜，从而抑制氧化亚铜的生成，提高并保持镀液的稳定性，减少铜的消耗。 5．铁制工艺品的着色 铁制工制品经过化学镀铜后，表面有一层l0～2µm的铜层，镀铜层的着色可以按铜的化学着色方法进行。铜化学着色的溶液种类很多，有硫化物溶液、硫代硫酸盐溶液、碱性溶液、碱式碳酸铜、氯酸钾、硒盐和砷盐的溶液等。着色的种类也很多，最常用的有古铜、金色、红、蓝、黑、绿及褐色等。 铜的着色方法及工艺比较简单，操作容易，色泽鲜艳而且稳定，所以对普通的铜装饰品，大多采用化学着色的方法。铜的着色溶液配方及工艺有很多种，可以参考第三章第四节铜及铜合金化学着色部分的内容。通常生产厂家也有采用下列的化学着色配方及工艺。 (1)着古铜色着古铜色的溶液配方及工艺条件如下：
(2)着金黄色着金黄色的溶液配方及工艺条件如下：
(3)着古铜绿色 着铜绿色的溶液配方及工艺条件有多种选 择，见表7—3。 表7-3铜镀层着铜绿色的溶液配方及工艺条件
着色层需要涂清漆或上蜡，并用羊毛刷轻轻抛，转速为750／min，可以得到悦目的半光亮外观。 (4)着褐色着褐色的化学溶液配方及工艺条件见表7—4。 表7-4镀铜层化学着褐色的溶液配方及工艺条件
(5)着黑或蓝色 着蓝、黑色的溶液配方及工艺条件见表7-5。 表7-5镀铜层着蓝、黑色溶液配方及工艺条件
配方l在配制着色液时，应当把硫化钠放人事先加有碳酸钠或氨水的溶液中，使呈碱性。使用的硫化钾应为肝棕色碎块。如果碎块呈灰色，则不能使用，而且它在空气中容易分解。因此，必须保存于密封的容器内。着色时间应根据要求而定。一般情况下，铜在溶液中经过1～2min处理后呈棕色，4rain后呈蓝黑色，接着则变为黑色。 配方2的着色液可以得出多种颜色，铜膜层的颜色是随着时间的延长，由金黄色变成紫红色、深蓝、浅蓝、蓝黑变到黑色。溶液的温度低时，颜色的变化较慢。当温度达到60～70℃后，颜色的变化迅速而且比较均匀。浸泡着色时，溶液应搅动或处于流动状态，使膜层的着色均匀，否则色泽不均。 6．化学着色后的处理 铁制工艺品化学镀铜并着色后，由于色膜极薄，很容易擦损擦伤，同时也会氧化变色，所以必须喷涂一层透明罩光漆防护，强化装饰层的精美彩色效果，并使产品耐磨、耐蚀，达到经久耐用的目的。
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