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首饰表面处理工艺(电镀)影响因素探讨

放大字体  缩小字体发布日期:2012-05-08  浏览次数:1259

1.引言

 

首饰表面处理工艺主要分为机械处理和化学处理两大类。机械处理主要是利用相关机械工具对首饰进行打磨、抛光等,以期达到所需的工艺要求。而化学处理则是利用化学的方法对金属表面进行腐蚀、钝化和保护性的处理,尤其是对沙地结构复杂的首饰和首饰花头的背面,不易被打磨、抛光到的部位,化学处理更具有其独特的优越性。

 

目前,化学处理的方法很多,主要有电镀、化学镀、化学转化膜技术等。在首饰行业,应用最多的是电镀方法。首饰经过打磨、抛光后,再经过镀前处理和电镀,形成电镀层,使得首饰更显得光亮无比、美丽动人。随着科学技术的发展,首饰基材的表面处理显得越来越重要,也是首饰加工业最为关注的问题之一,而实质上就是光与色的处理问题。

 

众所周知,电镀实际上是一个电沉积的过程(也称电结晶过程)。不同基材的首饰产品,电镀液的配方、pH值、温度、时间、阳极材料、电流密度等参数不尽相同。电镀效果好与否,实质上就是能否使电镀层的性质达到镀层要求:①镀层与基体,包括镀层与镀层之间,应有良好的结合力;②镀层在产品的主要工作面上,应有比较均匀的厚度和细致的结构;③镀层具有规定的厚度和尽可能少的孔隙;④镀层应具有规定的各项指标。例如,光亮度、硬度、色彩以及耐腐蚀性等。能否达到镀层要求和上述相关影响因素是否合理组合至关重要,以下分三个方面对影响因素进行探讨。

 

2.电镀液对镀层的影响

 

2.1电镀液本身的性质

 

依据主要放电离子存在的形式,可把电镀液分为两大类:①金属以简单离子形式存在。②金属以络合离子形式存在。

 

目前,在生产上,多采用络盐镀液②,由于其阴极极化作用较大,因此镀层比较细致、紧密,镀液的分散能力也较好。而采用简单金属离子的镀液①,镀层晶粒较粗,镀液的分散能力也较差。

 

2.2镀液中主盐浓度

 

若其他条件(温度、电流密度)不变,随着主盐浓度的增大,结晶核心形成的速度就降低,因而镀层的组织结构也较粗。可用提高电流密度或加入添加剂的方法来解决。相反,若主盐浓度过低,导致无法结晶,形成不了镀层。

 

2.3添加剂的影响

 

添加剂也称光亮剂、发光剂。如在氰化物镀银中,加入少量的二硫化碳,具有使镀层光亮的作用。添加剂不改变镀液的性质,分无机和有机两类。在电镀实践中,必须注意各种电镀液对添加剂是有选择性的。同一种添加剂,在某一种镀液中有效,而在另一种镀液内却可能产生坏的影响。

 

3.电镀操作规范对镀层的影响

 

3.1电流密度的影响

 

任何镀液都有一个电流密度范围。当电流密度过大,超出上限时,镀件会被烧黑或烧焦,生成空洞、麻点、疏松、发黑的现象。因此,操作中应控制电流密度范围。

 

3.2温度的影响

 

温度过高,会使镀层结构粗糙、表面发黑;温度过低,易造成镀层硬度不够、性脆、易起皮、脱落。

 

3.3 pH值的影响

 

镀液的pH值会影响氢的放电电位、碱性杂质的沉淀、沉积出金属的络合物或水化物的组成以及添加剂的吸附程度。

 

3.4搅拌的影响

 

在电镀过程中,常常需要对电镀液进行搅拌,使电解质浓度分布均匀,提高镀液的分散和覆盖能力。

 

3.5时间的影响

 

任何电结晶都有一个时间的过程,不同配方的镀液所需要时间长短不同。一般来说,结晶时间过长,镀层结构较粗,表面易发黑。结晶时间过短,镀层达不到工艺要求。

 

4.析氢对镀层的影响

 

在大多数的电镀液中,阴极上除了金属的沉积外,总是或多或少地有氢气析出,一般都是有害的。主要有三点:

 

4.1降低镀层质量

 

4.1.1产生“氢脆” 在阴极析氢时,其中有一部分以原子氢的状态渗入到基体金属和镀层中,使基体金属和镀层的韧性下降而变脆。

 

4.1.2使镀层产生孔洞和麻点 在某些情况下,阴极产生的氢气泡在整个电镀过程中,滞留在一个部位不脱落,就会在该处形成孔洞。如果气泡在阴极表面产生周期性的滞留与脱落,就会造成镀层的麻点。

 

4.1.3使镀层起泡 在氢气析出时,基体金属表面的裂纹和微孔等处,会聚集一定的吸附氢。当周围介质温度升高时,往往因膨胀而产生一种压力,使镀层鼓起起泡。

 

4.1.4使首饰局部无镀层 对于结构较复杂的首饰,析出的氢气往往会储留在局部不易排出的“死角”,使该处无镀层。

 

4.2降低电流效率

 

阴极氢气析出多了,金属的沉积相对减少,因而电流效率下降,延长了电镀时间,增加了电能的消耗。

 

4.3污染生产环境

 

当氢气大量析出时,电镀液呈雾状而被带出,从而恶化操作环境,影响操作者的身体健康。因此,电镀操作应在通风条件较好的环境下进行。

 

综上所述,影响电镀质量的因素很多,也很复杂,它们相辅相成,有机联系。在操作上很大程度取决于经验,因而,只有正确掌握电镀原理和工艺,严格按电镀操作规范操作,综合分析实际生产过程中电镀影响因素,才有可能最大程度地获得高质量的镀层和满意的电镀效果。

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