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锌合金零件仿古铜电镀工艺

放大字体  缩小字体发布日期:2012-05-04  浏览次数:1302

(一)概述

   锌合金零件主要是指锌合金压铸件。用锌合金压铸件进行仿古铜电镀具有零件轻、加工费用低廉、生产效率高、对外观要求高而形状又复杂的零件,可以通过一次成型等特点,受到人们的青睐。通过电镀铜再镀黑镍或电镀铜层再着黑色的方法,可以使锌合金压铸件获得典雅的古铜色,但锌合金易氧化及置换镀铜前必先预镀镍或氰化预镀铜。镀后要进行调色处理及喷漆处理。

   (二)工艺流程

   锌合金压铸件→压铸件表面整平→初级除油→清洗→电解除油→清洗→热水洗→冷水洗→弱浸蚀→预镀镍(或预镀铜)→清洗→镀铜→清洗→镀黑镍→清洗→钝化→清洗→烘干→涂漆。

(三)锌舍金零件的预处理

1.锌合金零件表面的抛磨仿古铜电镀的零件表面应光滑平整。对于有严重缺陷,如裂

纹、麻坑、疏松物、凸瘤等质量问题的零件,不能进行电镀,否则会给操作带来麻烦而且质量不能保证。对表面缺陷不严重的要进行抛磨、整平和精饰。

   首先要进行机械清理及抛磨。在清理过程中应避免过多地损伤表面的致密层,压铸件表面致密层只有0.05~0.1µm,且锌合金压铸件硬度低,只是表面层无孔,而表层下的基体多为疏松多孔结构,表层一旦被破坏,就会露出孑L隙较多的内层,给电镀造成困难。因此不宜用磨轮抛光,最好用150号以上的金刚砂粉作油轮蘸绿抛光膏粗抛,然后再用布轮细抛。

  2.除油及抛光膏

  先用有机溶剂或表面活性剂将油膏清洗干净,然后再用电解除油进一步把残余的油污清除。除油液应用弱碱性的,否则会使压铸件表面产生针孔腐蚀,造成镀层鼓泡、脱皮等不良后果。电解除油后要用热水清洗,时间30~60s,再用流动冷水漂洗干净。电解除油液配方及工艺条件见表5-5。

表5—5锌合金零件电解除油液配方及工艺条件

溶液成分及工艺条件

1

2

碳酸钠(Na2C03)/(g/L)

磷酸钠(Na3P04·12H20)/(g/L)

氢氧化钠(NaOH)/(g/L)

溶液温度/℃

电流密度/(A/dm2)

处理时间/min

15~25

35~50

50~70

3~5

0.5~1.0

30~40

50~60

1~2

60~70

3~5

10~20s

   3.弱浸蚀

   弱浸蚀可以在氢氟酸溶液中,也可以在稀硫酸溶液中进行。对表面挂灰的零件,采用氢氟酸更好,可以溶解含硅酸盐的灰迹。弱浸蚀的溶液不能太浓,浸渍时间也不宜太久,否则镀层附着力不好。处理时间以零件表面析出气泡后再停留2~3s为宜。弱浸蚀后,对准备预镀镍的零件,可在30~509/L柠檬酸盐溶液中活化少刻,不经清洗直接进入中性镀镍槽中预镀镍。对准备镀铜的零件,则在3~10g/L氰化钠溶液中活化后直接进入镀铜槽中预镀铜。弱浸蚀溶液配方及工艺条件见表5-6。

表5-6锌合金零件弱浸蚀液配方及工艺条件

   溶液成分及工艺条件

   1

   2

   氢氟酸(HF,40%)/%

   硫酸(H2S04,98%)/%

   溶液温度/℃

   浸溃时间/s

   3~4

   —

   20~30

   5~6

   —

   3.0~7.5

   20~30

   15~25

  (四)预镀镍或铜

  经弱浸蚀后的锌合金零件要先预镀一层镍或铜打底,否则仿古铜镀层与基体的结合力得不到保证,而且仿古镀层很薄,容易在擦磨时磨薄而露出基体,使仿古铜颜色得不到保证。在选用预镀层及预镀液时,要考虑预镀液对基体的浸蚀尽量小,预镀层要能完全覆盖表面而且致密、附着力强,以保证下步的电镀进行。预镀溶液的配方及工艺条件见表5-7。

表5—7锌合金压铸件预镀液配方及工艺条件

   溶液成分及工艺条件

预镀镍1

预镀镍2

预镀铜1

预镀铜2

硫酸镍(NiSO4·7H20)/(g/L)

硫酸镁(MgS04·7H20)/(g/L)

氯化钠(NaCI)/(g/L)

柠檬酸钠(Na3C6H507·2H20)/(g/L)

硼酸(H3BO3)/(g/L)

氰化亚铜(CuCN)/(g/L)

氰化钠(游离,NaCN)/(g/L)

氰化锌[Zn(CN)2]/(g/L)

氨水(NH3·H2O)/(g/L)

溶液pH

溶液温度/℃

电流密度/(A/dm2)

150~160

 14~15

 11~12

 180~200

 20~30

 

 

 

 

 6.6~7.0

 35~40

 0.5~1.2

 90~100

 

 10~15

 110~130

 20~30

 

 

 

 

 7~7.2

 50~60

 1.0~1.5

 

 

 

 

 

 20~25

 40~50

 8~14

 0.3~0.8

 9.8~10.5

 15~35

 0.5~1.5

   —

   —

   —

   —

   —

 30~50

 15~30

   —

   —

   —

 30~40

 0.3~1.0

   预镀镍时镀液中的硫酸镍与柠檬酸钠的比例应保持在1:(1~3)的范围内。若比值太低,会析出氢氧化镍沉淀;比值太高,则阴极电流效率降低。

   预镀铜时,镀铜溶液中不能加氢氧化钠,氰化钠的含量也不能太高,pH值应控制在11以下,否则镀层附着力不好,若pH>11.5,镀层将起泡、剥离、脱落。预镀铜的镀层要厚些,应达到7µm,但预镀时间不能太长,以免造成表面粗糙。

 (五)预镀层上镀铜

 锌合金压铸件经前处理和预镀后,可按一般的镀铜工艺加厚镀层,但预镀镍后镀光亮铜时,应进行亮镍处理,以便提高镀层的耐蚀性和光亮度。镀铜的溶液配方及工艺条件见表5—8。

表5-8锌合金零件镀铜液的配方及工艺条件

溶液成分及工艺条件

1

2

3

氰化亚铜(CuCN)/(g/L)

氰化钠(NaCN)/(g/L)

酒石酸钾钠(KNaC4H406·4H2O)/(g/L)

硫氰酸钾(KSCN)/(g/L)

氢氧化钠(NaOH)/(g/L)

硫酸锰(MnS04·5H2O)/(g/L)

硫酸铜(CuS04·5H2O)/(g/L)

硫酸(H2S04)/(g/L)

光亮剂SCB-1型/(mL/L)

光亮剂SCB-2型/(mL/L)

阳极材料

溶液温度/℃

电流密度/(A/dm2)

搅拌方式

50~58

65~80

20~25

10~25

10~15

0.05~0.10

 

 

 

 

铜板

55~60

1.5~2.0

阴极移动

 

 

 

 

 

 

150~200

50~80

适量

适量

磷铜板

15~40

1.5~5.0

阴极移动

 

 

 

 

 

 

160~180

55~70

4

0.5

磷铜板

20~30

2.0~3.0

阴极移动

   氰化加厚镀铜时,最好采用换向电流以获得结晶细致、平滑的铜镀层,而不用抛光,就能提高镀铜的装饰性能。光亮酸性镀铜的阳极为含磷0.1%~0.3%的磷铜板,阴、阳极面积比为SK:SA-1:(2~3)。   

   (六)铜镀层的黑化处理

   锌合金压铸件镀铜后,可以着成黑色或镀黑镍,以达到表面黑化的目的。着黑色可参考第二章化学着色的方法进行。镀黑镍所得的镀层是由镍、锌、硫、碳等元素组成的。电镀过程中,镀层色泽的变化与各元素的含量有关,随着电镀时间的变化,当各元素含量达到一定的比例后,便形成黑色的镀层。电镀黑镍的溶液配方及工艺条件见表5-9。

表5-9铜镀层镀黑镍的溶液配方及工艺条件

   溶液成分及工艺条件

   1

   2

   3

硫酸镍(NiS04·7H20)/(g/L)

氯化钠(NaCl)/(g/L)

钼酸铵UNH4)M07024·4H20]/(g/L)

硼酸(H3803)/(g/L)

硫酸锌(ZnS04)/(g/L)

硫氰酸钠(NaScN)/(g/L)

氯化镍(NiCl2·6H20)/(g/L)

氯化铵(NH4CI)/(g/L)

氯化锌(ZnCl2)/(g/L)

硫氰酸铵(NH4SCN)/(g/L)

溶液pH

溶液温度/℃

电流密度/(A/dm2)

镀层厚度

 125~150

   4~6

   30~40

   20~25

 

 

 

 

 

 

 4.5~5.5

   20~25

 0.15~0.3

   2~4

   30~40

 

 

   10~20

   1~2

   9~12

 

 

 

 

 4.5~5.0

   25~40

 0.15~0.40

   1~2

 

 

 

 

 

 

   60~80

   20~50

   25~40

   15~30

 3.5~5.5

   20~30

 0.13~0.16

   2~4

   镀黑镍时,要带电下槽,电镀过程中不允许停电,同时应控制在电流密度规定范围内;要经常测定并调整镀液的pH值,否则pH过低会造成镀层结合力不好,pH过高得到的镀层质量差,容易松散、脱落;电镀时间决定于需要镀层的厚度,一般来说控制在2~4btm。镀层太薄,会出现彩虹色,黑度不够,而且很容易擦去;镀层太厚,不便于后处理擦光、滚光等;挂具使用2~3次后要退镀后再使用,以保证导电性。

(七)锌合金零件仿古铜镀后处理

1.擦光

   经过镀黑镍或铜镀层染黑后,零件表面覆盖一层黑色镀膜或氧化膜,因此需要进行擦光处理,使零件凸出部分的膜薄些并露出一点铜的本色,而凹下部位则显得比较黑,这样便使一个零件上的不同部位呈现深浅不同的色泽,获得类似古铜的形态和色调。

   擦光时,可以用手工擦或机械滚光、抛光。手工擦光有用金属丝刷、硬毛利、纤维刷等进行拭擦。对那些黏附牢的氧化膜或黑镍层,可以用布轮或毛毡轮抛光。机械滚光则用木屑料或皮角料及滚光磨料放在滚筒内处理。

   2.喷涂透明漆

   为了使仿古铜层色泽美观且经久耐用不变色,可在表面喷涂一层透明的罩光漆。漆膜要求薄而均匀,透明光亮,硬度高,附着力好而耐磨,耐蚀,干燥温度低,时间短。常用的有机涂料有硝基清漆、聚氨酯清漆及丙烯酸清漆等。

 

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