CN101838829B - 形成黑灰色涂层的电流沉积方法和带有该涂层的金属零件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及形成黑灰色涂层的电流沉积方法和带有该涂层的金属零件。本发明涉及一种用于在金属零件上形成黑灰色涂层的电流沉积方法，其包括用电解质浴沉积金镍合金的第一步骤，其特征在于，该方法包括用稀酸浴处理所述金镍合金的第二步骤，所述稀酸浴含有选自盐酸、氢氟酸、磷酸、硝酸和硫酸中的酸。

Description

形成黑灰色涂层的电流沉积方法和带有该涂层的金属零件
技术领域
本发明涉及由电解液开始的电流沉积方法(galvanic depositionmethods)领域。更具体而言，其涉及用于在金属零件上沉积黑灰色涂层(an anthracite coloured coating)的方法，所述金属零件将要用在例如制表或首饰中。
背景技术
这些电流沉积方法对本领域中的技术人员而言是公知的并且在科技文献中有广泛记载。我们将专门回顾其原理。浴，或称为电解液，含有离子形式的金属物质。在浸入电解液中的两个电极间施加电势差，以使得在阳极发生离子金属物质的还原反应。当对放在支撑件上或在筐中的要进行处理的零件施加阳极电势时，经由还原反应的作用，它们会被金属膜覆盖。
根据不同的电解液，存在几种用黑灰色金属层来涂覆金属零件，例如黄铜、青铜、不锈钢或其它金属的方法。
其中一种方法是镍锌合金沉积法(称为“黑镍法”)，以得到深黑灰色的沉积物。其使用一种含有锌、镍和硫物质的电解液。虽然从美观上讲非常有效，但是该黑镍法并非没有技术缺陷。首先，由此涂覆有镍锌合金的零件必须涂覆清漆以防止沉积层被氧化和黑灰色被破坏。涂覆清漆的步骤增加了该方法的复杂程度和成本。此外，该方法不适合于小尺寸的零件，清漆会损害这些小尺寸零件的外观。其次，所述电解液是化学不稳定性的，这导致该方法存在再现性问题。最后，用于夹持零件的支撑元件必须在两种浴之间进行长时间的剥黑膜(desmut)处理。
另外两种方法(根据它们所包含的主要金属物质称为“黑钌法”和“黑铑法”)也是本领域技术人员公知的。它们具有部分与黑镍法相同的缺陷。
最后一种方法是本领域技术人员公知的，用于沉积黑灰色涂层。这就是“黑金”法，其使用基于金和镍的电解液。这种方法不需要任何后处理，使用简单且长时间稳定。此外，用于夹持零件的支撑元件可以使用多次而不需要进行清洁。虽然与黑镍法、黑钌法和黑铑法相比在技术上有优势，但是“黑金”法得到与用黑钌法和黑铑法相似的外观，得到的黑灰色色度不够强。
发明内容
本发明的一个目的是通过提出一种沉积黑灰色涂层的方法来克服上述缺陷，所述方法技术上简单易行且能够提供强的黑灰色色度。更具体而言，本发明涉及一种用于在金属零件上形成黑灰色涂层的电流沉积方法，该方法包括用电解质浴沉积金镍合金的第一步骤。根据本发明，所述方法包括第二步骤，其中用稀酸浴处理所述金镍合金，所述稀酸浴含有选自盐酸、氢氟酸、磷酸、硝酸和硫酸中的酸。
对金镍合金进行酸处理的步骤增加了所得涂层的黑灰色色度的强度和吸引力。与常规金镍法相比，该方法包括一个额外步骤，但是与黑镍法、黑钌法和黑铑法相比，仍然相当简单、更加稳定且更廉价。而且，其适合于所有尺寸的零件。
本发明还涉及具有由金镍合金形成的黑灰色涂层的金属零件，其中金镍合金中的镍原子含量在百分之30至40之间。
本发明的其它特征和优点将从下面对根据本发明方法的示例性实施方案的详细描述中更清楚地显现出来，给出实施例仅仅是为了进行非限制性的解释说明。
具体实施方式
根据本发明的用于在金属零件上形成黑灰色涂层的电流沉积方法通常包括一个第一步骤：用含有金和镍物质的电解质浴来沉积金镍合金。金镍合金的沉积参数为标准参数并且是本领域技术人员所公知的。下列步骤以举例的方式给出：
金属金含量：2g/l
金属镍含量：5g/l
电测量pH：5.6
波美密度(degree Baumédensity)：11°Bé
温度：55℃
电流密度：2A/dm2
当然，上述参数是以象征的方式给出的并且可以根据所期望的结果进行修改。例如，增加电流密度可以增加金镍合金的沉积速度。
需要进行处理的金属零件，例如表针、表盘或用于表盘的附饰品、外壳或机械装置零件，被置于支撑元件(称为“bouclard”)上，或放在筐中。所述零件由金属制成，例如黄铜、不锈钢、青铜、金或具有所需机械性能的任何一种其它金属。有利的是，它们涂覆有纯金合金或例如金钴合金的金合金的内层(sub-layer)，该内层用电流(沉积)或其它方法获得并具有约0.35微米的厚度。在一个变体中，进行处理的零件由裸金属制成。
所述支撑元件被浸入电解质浴中并施加阳极电势。在几分钟内，在进行处理的零件上就沉积上了一层约0.6微米的金镍合金，其带上希望的黑灰色。然后淋洗零件并干燥。在本发明的这个阶段，它们显现黑金电流(沉积)法的特征黑灰色。
根据本发明，用于在金属零件上形成黑灰色涂层的电流沉积方法还包括用稀酸浴处理由此沉积的金镍合金的步骤。所述稀酸浴包含选自硫酸、盐酸、氢氟酸、磷酸或硝酸中的酸。所述稀释度优选包含1至50ml/l的浓酸，且温度为20℃。有利的是，向该酸浴中加入润湿剂。
在根据本发明方法的第一个有利的实施方案中，所述稀酸浴包含在预定稀释范围内的盐酸和氢氟酸的混合物。在第二个有利的实施方案中，所述稀酸浴包含在指定稀释范围内的盐酸，同时加入化学式为NH4HF2的中和盐，氟化氢铵。在一个特别有利的实施方案中，所述酸浴含有10ml/l的稀盐酸、50g/l的上述中和盐和2ml/l的润湿剂。
涂覆有金镍合金的要进行处理的零件被置于支撑元件上或在筐中，然后被浸入前述类型的稀酸浴中从几秒到几分钟的一段时间。然后对它们进行淋洗和干燥。
稀酸浴具有大大强化零件的最初黑灰色色度的效果。由此简单快速且成本低廉地增强了零件的黑灰色外观。
对经历了所述酸处理的金镍合金的化学分析表明，与未处理的合金相比，减少了约百分之10至15的镍。因此，相对于沉积所得的金镍合金中百分之45的镍原子含量，这样处理后的金镍合金中的镍原子含量在百分之30至40之间。而且，剩余的镍已经通过酸处理至少被部分氧化。这些金镍合金的化学变化是造成所观察到的颜色变化的原因。
由此，提供了一种用于在金属零件上沉积黑灰色涂层的方法，该方法在技术上简单易用并且提供了对于黑灰色有利的效果。当然，根据本发明的沉积方法并不限于刚刚描述的实施方案，本领域中的技术人员可以预见各种简单的变化和变体而不偏离由所附的权利要求书所限定的本发明的范围。

Claims (5)

1.用于在金属零件上形成黑灰色涂层的电流沉积方法，其包括用电解质浴沉积金镍合金的第一步骤，其特征在于，该方法包括用稀酸浴处理所述金镍合金的第二步骤，所述稀酸浴包含选自盐酸、氢氟酸、磷酸、硝酸和硫酸中的酸。
2.根据权利要求1所述的电流沉积方法，其特征在于，所述酸的稀释度为包含1至50毫升／升的浓酸。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述稀酸浴包含盐酸和氢氟酸的混合物。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述稀酸浴包含盐酸，同时加入氟化氢铵。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述稀酸浴还包含润湿剂。
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