CN1039628A - 彩色镀铬 - Google Patents

Abstract

本发明属于彩色电镀工艺。是在多种导电基体上，尤其是在镀覆光亮铜或光亮镍或光亮镍铁合金的器件上，在含有铬酐、草酸、硫酸和氟硼酸等成分的镀铬水溶液中，通过不同波形电源，尤其是半波整流或脉冲电源所提供的电流，在较宽广的操作条件下，电镀产生具有高的抗腐蚀性，强的附着力和色调柔和、鲜艳、均匀、悦目等特点的彩虹色铬镀层的新方法。这一方法还具有成本低廉，操作方便，重现性高，可付之工业生产等优点。

Description

本发明属于彩色电镀领域。

本发明是一种通过电镀工艺，在阴极导电基体材料上沉积出光亮、悦目、鲜艳、均匀的彩虹色铬膜的方法。

通常的彩色电镀工艺是以一种金属或合金作为阳极，以镀件为阴极，在抗腐蚀性材料的镀槽中，放入经过精心配制的镀液，然后把阳极和阴极插入镀液中，接通直流电，经一段时间后即可根据不同工艺条件在阴极镀件上镀上所希望的彩色镀层。

美国专利3，418，221公开了一种彩虹色镀铬方法。该方法以铅或铅合金为阳极，以导电基体镀件，如铜，镍，钢，不锈钢，黄铜、青铜或经处理后的锌和铝为阴极，镀槽为有机合成材料如聚氯乙烯材料，以含铬酐、硫酸和草酸的水溶液为电镀液。

在该镀液中通入直流电，控制一定的操作条件，如温度、电流密度、电镀时间，结果在镀件基体上即可获得光亮、悦目的彩虹色镀层，其中低温时为兰色，高温时为红色。

美国专利3，745，097公开了一种彩虹色镀铬方法。该方法的电镀液组成为含有6价铬的化合物;至少含有下列物质中的一种作为第一类添加剂，如烷基磺酸，卤代烷基磺酸，烷基磷酸，以及卤代烷基磷酸及其盐类;至少含有下列物质中的一种作为第二类添加剂，如含1-3个碳原子的羧酸，含1-3个碳原子的卤代羧酸及其盐类;催化剂阴离子可包括硫酸盐，氟化物和复式的氟化物，例如氟硅酸盐，氟硼酸盐，氟铝酸盐，氟钛酸盐以及氟锆酸盐;抑制剂和/或缓冲剂可以为磷酸盐、硼酸盐、磺酸盐以及羧酸盐等。阴极可用金属或合金，也可用经处理过的有机材料。镀件经处理后可立即进行彩色镀铬，也可浸入水中或浸入含0.5～10%的硫酸水溶液中后才进行彩色镀铬。经控制某些条件可以镀出彩虹色的铬镀层。

美国专利3，657，079公开了一种彩虹色镀铬方法。该镀液由下列成份所组成：铬酐，钼酸，氨水，硫酸盐、氟化物及其复式盐的催化剂阴离子，如氟硅酸盐，氟硼酸盐，氟铝酸盐，氟钛酸盐和氟锆酸盐，磷酸盐、硼酸盐、磺酸盐，羧酸盐的抑制剂和/或缓冲剂。经控制某些条件可以镀出彩虹色铬镀层。

本发明旨在开发一种彩虹色镀铬的新工艺，以获得具有很强的附着力和抗腐蚀性，且颜色更为鲜艳，均匀、悦目的彩虹色铬膜层。

发明的详细说明：

依照本发明，在下面所述的镀液组成和各种操作条件下，可在镀件上得到包括天兰、粉红、翠绿和紫红色的光亮、鲜艳、悦目和均匀的彩虹色铬膜层。

本发明的电镀浴由如下成份和浓度的水溶液所组成：铬酐（CrO₃）20～300克/升，最好是45～75克/升;硫酸（H₂SO₄）0.01～3.5克/升，最好是0.05～1.0克/升;草酸（H₂C₂O₄）5～110克/升，最好是12～25克/升;氟硼酸（HBF₄）0.05～5.0克/升，最好是0.25～0.45克/升;硝酸铜（Cu（NO₃）₂）0～60克/升，最好是5～8克/升;二氧化锰（MnO₂）0～30克/升，最好是3～5克/升。其中硫酸也可用含有硫酸根的盐类，如硫酸钾、硫酸钠、硫酸铜等代替，但效果不如硫酸。其中草酸也可用其盐类（包括复盐类）或其他具有还原性的有机或无机酸盐，如草酸铵、草酸铁铵、琥珀酸铵、锡酸铵等代替，但使用草酸的效果最好。其中的氟硼酸也可用其盐类或复式盐类，如氟硼酸钠、氟硼酸钾、氟硅酸、氟硅酸钾等代替，但效果还是氟硼酸为好。其中硝酸铜具有调节铬膜层色调的作用，而二氧化锰则用于控制镀浴中六价铬和三价铬的比例，起着稳定镀浴的作用。

本发明可采用多种不溶性材料作为阳极，通常是铅、铅锑合金、钢板、不锈钢和石墨等。但最好是采用铅或铅锑合金。本发明可以用众多的导电材料为阴极，如铜、镍、镍铁合金、锌铁合金、钢件、不锈钢、黄铜、青铜、经处理过的各种合金压铸件，甚至处理过的玻璃、塑料、鲜花草木等具有导电表面的材料，但以镀覆光亮铜、光亮镍或镍铁合金的材料效果最佳。本发明宜用耐氧化、抗腐蚀材料做成的镀槽，如聚氯乙烯或陶瓷等材料做成的镀槽。

依照本发明，所使用的电流密度为2.0～10安培/平方分米，最佳的范围为2.5～6.5安培/平方分米;操作温度为10～85℃，最好是在20～45℃之间;电镀时间为5～420秒，最佳范围为10～120秒;可使用多种电镀电源，如直流、全波整流、半波整流或各种波形的脉冲电源，最好是脉冲电源或半波整流电源。

镀浴成份的浓度随着电镀过程的不断进行所发生的变化，可由通常的分析方法进行检测确定，并按上述的组成及最佳浓度范围补充其所消耗的成分和数量。

刚出槽的镀件经水洗净后，可用热烘干、鼓风吹干，自然凉干。镀件铬膜层的颜色可随所采用的电流密度、电镀时间和操作温度而发生变化。其中尤以电流密度的影响最大，电镀时间和温度影响较小。随着电流密度由低到高变化，镀件铬膜层的颜色依次由天兰、粉红、翠绿到紫红改变。镀件基体表面的光洁度对铬膜的亮度、色调有重要的影响，基体表面光洁度越高，铬膜层由于自然光的反射和折射而呈现出越光亮、鲜艳、悦目的彩虹色调。

根据本发明的工艺配方和操作条件所镀出的镀件，具有光亮、鲜艳、均匀、悦目的颜色，镀层附着力强、耐腐蚀，且可根据须要和爱好调节镀层的色调等特点，同时操作简便，不须经过预电解，且因镀液具有较好的分散能力和深度能力，故一般不须要使用形象阳极。此外，本发明的方法还具有成本低廉、重现性极好等优点，可付之工业生产。

下面以实施例进一步说明本发明。

实施例一：

使用聚乙烯镀槽，以铅锑合金为阳极，镀覆光亮镍的铁线菜篮子为阴极，在150立升的镀槽中配制镀浴120立升镀浴各成份水溶液浓度为：铬酐60克/升，草酸17克/升，硫酸0.5克/升，氟硼酸0.35克/升，硝酸铜5克/升，二氧化锰4克/升。

控制镀浴温度为25℃，使用一般的镀铬设备，控制阴极电流密度为2.5安培/平方分米，通电30秒，镀件经自来水冲洗后自然凉干，结果为光亮、鲜艳、悦目的天兰色菜篮子。

实施例二、三：

按实施例一的镀浴配方和工艺条件（除表一所列变化的条件外），结果列于表一。

表一

实施例	镀件表面类型	电流密度安培／平方分米	结果
				二三	光亮铜基底光亮镍铁合金基底	4.56	光亮、鲜艳、悦目、粉红色光亮、鲜艳、悦目、翠绿色

实施例四：

以镀覆光亮镍铁合金的沙发轮架铁件为阴极，镀浴各成份的浓度及操作条件分别为：铬酐50克/升，硫酸0.1克/升，草酸15克/升，氟硼酸0.35克/升，二氧化锰5克/升，在聚氯乙烯镀槽中配成10立升水溶液，用铅锑合金为阳极，在35℃的温度下，采用半波整流电源，控制电流密度为5.5安培/平方分米，电镀45秒，铁件出槽后经水冲洗，然后用电风扇吹干，结果获得光亮、鲜艳、悦目翠绿色的制品。

实施例五：

以镀覆光亮镍的旅游纪念品为阴极，铅锑合金为阳极，配制5立升镀浴，其组份和浓度以及操作条件分别为：铬酐70克/升，硫酸0.3克/升，草酸20克/升，氟硼酸0.25克/升，硝酸铜5克/升。在25℃的温度下，采用全波整流电源，控制电流密度为4.5安培/平方分米，电镀60秒，经水洗涤后的试样由滤低吸干，则得色调柔和、鲜艳、悦目的粉红色样品。

实施例六

与实施例五相同，但改变电流密度为6.5安培/平方分米，结果获色调鲜艳、光亮、均匀、悦目的翠绿色镀样。

Claims (9)

1、一种阴极电镀彩虹色铬膜层的方法，它是要在含有铬酐、硫酸和草酸的水溶液镀浴中，以铜、镍或镍铁合金等导电材料为阴极，铅或铅锑合金为阳极，通过一定电流密度的直流电，在一定的温度下，依照所需的厚度控制电镀时间，而获得彩虹色铬膜层，本发明的特征是，所说的镀浴含有20～300克/升铬酐，0.01～0.35克/升硫酸，5～110克/升草酸，所说的镀浴还要含有氟硼酸，硝酸铜和二氧化锰，它们的浓度分别为0.05～5.0克/升，0～60克/升和0～30克/升，所说的方法是在2.0～10安培/平方分米的电流密度，15～85℃的温度和5～420秒的电镀时间的条件下进行的，所说的方法是采用半波或全波整流或各种波形的脉冲电源。

2、根据权利要求1所说的方法，其特征是镀浴所含的铬酐浓度最好是45～75克/升，硫酸浓度最好是0.05～1.0克/升，草酸浓度最好是12～25克/升。

3、根据权利要求1所说的方法，其特征是镀浴所含的氟硼酸浓度最好是0.25～0.45克/升。

4、根据权利要求1所说的方法，其特征是镀浴所含的硝酸铜浓度最好是5～8克/升。

5、根据权利要求1所说的方法，其特征是镀浴所含二氧化锰浓度最好是3～5克/升。

6、根据权利要求1所说的方法，其特征是电流密度最好是2.5～6.5安培/平方分米。

7、根据权利要求1所说的方法，其特征是电镀时的温度最好是20～40℃。

8、根据权利要求1所说的方法，其特征是电镀时间最好是10～120秒。

9、根据权利要求1所说的方法，其特征是电镀电源最好是脉冲电源或半波整流电源。