CN109680307A - 一种装饰性单盐无镍枪色电镀工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装饰性单盐无镍枪色电镀工艺，该工艺步骤如下：第一步：工件预处理，去除待电镀工件表面的氧化皮、油脂、锈蚀等污染物；第二步：将石墨板放入装有电镀液的电镀槽内作为阳极，以及将预处理好的工件放入装有电镀液的电镀槽内作为阴极，通入直流电源进行工件电镀处理，获得一层均匀色泽的镀层；第三步：对电镀后的工件进行化学钝化或电解钝化处理，钝化后超声波水洗；第四步：对水洗后的工件烘干处理；本发明结构合理简单、使用方便、节能环保，工艺中采用钴盐代替镍盐，实现了无镍枪色电镀工艺；采用一种有机胺代替了焦磷酸盐，成本大大降低，工艺控制变为简单便利，使得该工艺操作更简单，实用性更强。
Description
技术领域
本发明涉及枪色电镀技术领域，特别涉及一种装饰性单盐无镍枪色电镀工艺。
背景技术
在装饰性镀层中，黑色镀层是一种比较流行的电镀层，仅次于仿金电镀的装饰性电镀层，常被称为枪色镀层或里珍珠镀层，实际上枪色是指一种闪现寒光的黑色，主要用于光学仪器，军工产品，轻工日用五金产品的外观装饰，还具有消光，吸热等功能性用途，获得这种色调的电镀工艺常用的有电镀里镍，即镍-锌合金镀层，近年来以焦磷酸盐为络合剂的电镀镍-锡二元合金和电镀镍-锡-铜三元合金的枪色电镀工艺得到广泛的应用，关键是在这些电镀工艺中添加枪色添加剂，由于添加剂的不同，获得枪黑色深浅的色泽也略有不同，目前市场上大多认可比较接近深黑的色调，电镀工艺大多也以焦磷酸盐为络合剂的锡镍合金电镀工艺为多，这种以焦磷酸盐为络合剂的镍锡二元合金电镀工艺，在使用中，也发现了一些比较明显的不足：其一，由于合金电镀工艺，对其配槽和日常受理要求比较严格，在电镀工艺中，二元的相比三元的好控制，单元的又比二元的好控制，在不少企业，在配槽时还可以，但由于日常管理跟不上，时间一长，往往色泽不均匀，同一产品色差较大，这样，该工艺的使用价值就不大；其二，由于使用焦磷酸盐为络合剂，其含量又在250克/升左右，因而成本比较高，这也往往困扰了企业对这一工艺的应用；其三，上述电镀工艺中也可以看出，基本就是有镀镍合金，还有一种电镀黑金工艺，也是金和镍的合金，也即无镍不黑；其四，关键一点，自2006年7月1日起，根据欧盟市场上产品销售的“ROHS”指令，直接接触人体皮肤的产品表面不得镀有含镍的镀层，这就限制了镍层电镀工艺的应用。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种装饰性单盐无镍枪色电镀工艺，解决了现有的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：
1、一种装饰性单盐无镍枪色电镀工艺，该工艺步骤如下：
第一步：工件预处理，去除待电镀工件表面的氧化皮、油脂、锈蚀等污染物；
第二步：将石墨板放入装有电镀液的电镀槽内作为阳极，以及将预处理好的工件放入装有电镀液的电镀槽内作为阴极，通入直流电源进行工件电镀处理，获得一层均匀色泽的镀层；
第三步：对电镀后的工件进行化学钝化或电解钝化处理，钝化后超声波水洗；
第四步：对水洗后的工件烘干处理；
第五步：电镀液的净化处理，正常生产时每三个月在过滤泵中加一些活性碳循环过滤半天，也可以再增加5-10ml/L开缸剂；
第六步：废水处理，应先采用硫化沉淀法或市售的重金属捕捉剂处理，再并入综合废水处理。
作为本发明的一种优选技术方案，所述电镀液的含量组分如下：
硫酸钴COSO4•7H2O 25-30g/L
导电盐 50g/L
BC添加剂 50mOl/L；
作为本发明的一种优选技术方案，所述导电盐采用硫酸钠或硫酸镁中的一种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述BC添加剂主要有两种物质组成，一种6-8碳原子的有机胺体络合剂，一种物质是黑化剂，黑化剂采用COS、CO2O3和CO(OH）3中的一种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述电镀液的PH值在6-6.5之间，电镀液PH调低时用硫酸，调高时可用氢氧化钠或氨水，电镀液PH过低时，电流效率也低，电镀液PH过高，也含有一些沉淀，镀液不清。
作为本发明的一种优选技术方案，所述电镀液电镀时的温度控制在30-35℃之间，电镀液温度在10℃以下，电镀液有结晶沉淀，导电性差，电镀液温度高于40℃时，高电流区镀层发白。
作为本发明的一种优选技术方案，所述阴极电流密度控制在0.5A/dm2，电镀时间在2-3分钟，时间过长电流过大往往起相反的效果。
作为本发明的一种优选技术方案，所述阳极、阴极面积控制在1:4-5，电镀液中钴离子含量极低，石墨面积要大。
本发明的有益效果：
本发明结构合理简单、使用方便、节能环保，工艺中采用钴盐代替镍盐，实现了无镍枪色电镀工艺；该工艺中的络合剂采用一种有机胺代替了焦磷酸盐，成本大大降低；该工艺由单元金属电镀替代了二元或三元金属电镀工艺，工艺控制变为简单便利，该电镀工艺的控制，在达到相同目的的前提下，二元的工艺比三元的工艺好控制，单元工艺又比二元工艺好控制，使得该工艺操作更简单，该工艺采用钴盐代替镍盐，避免了传统的电镀工艺中金属镍是国家明文规定的控住排放的一类有害重金属，很多人对镍都有皮肤过敏症，镍有一定的毒性的问题，该工艺中金属钴的毒性要大大低于镍，其毒性只有镍的百分之一，允许产品表面镀钴，该工艺中钴盐的含量也只有传统工艺中镍盐的一半，使得钴盐的单价比镍盐高一倍，但整体来说，主盐的价格相差无几，成本较低，工艺中络合剂又突破了焦磷酸盐体系，采用6-8个碳原子的有机胺作络合剂，所用络合剂的价格只需焦磷酸盐体系的三分之一，避免传统枪色电镀工艺中的络合物均采用焦磷酸盐，成本比较高的问题，降低了电镀工艺成本，工艺成分简单，主盐浓度又比较低，工件对于药水的损耗相对也少，因此废水处理费用大大降低，有利于环境保护，实用性更强。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的主盐霍尔槽样板实验示意图；
图2为本发明的导电盐霍尔槽样板实验示意图；
图3为本发明的BC添加剂霍尔槽样板实验示意图。
具体实施方式：
本具体实施方式采用以下技术方案：一种装饰性单盐无镍枪色电镀工艺，该工艺步骤如下：
第一步：工件预处理，去除待电镀工件表面的氧化皮、油脂、锈蚀等污染物；
第二步：将石墨板放入装有电镀液的电镀槽内作为阳极，以及将预处理好的工件放入装有电镀液的电镀槽内作为阴极，通入直流电源进行工件电镀处理，获得一层均匀色泽的镀层；
第三步：对电镀后的工件进行化学钝化或电解钝化处理，钝化后超声波水洗；
一种枪色化学钝化工艺如下：
铬酸 30-40克/升
磷酸 2-3毫升/升
氟硅酸 1-2毫升/升
温度 35-40℃
时间 2分钟
一种枪色电解钝化工艺如下：
重铬酸钾 8-12克/升
PH 12.5（用氢氧化钠调整）
温度 常温或40℃
阴极电流密度 0.5-1A/dm2（工件在阴极）
时间 0.5-1分钟
阳极 不锈钢板
第四步：对水洗后的工件烘干处理；
第五步：电镀液的净化处理，正常生产时每三个月在过滤泵中加一些活性碳循环过滤半天，也可以再增加5-10ml/L开缸剂；
第六步：废水处理，应先采用硫化沉淀法或市售的重金属捕捉剂处理，再并入综合废水处理。
所述电镀液的含量组分如下：
硫酸钴COSO4•7H2O 25-30g/L
导电盐 50g/L
BC添加剂 50mOl/L；
所述导电盐采用硫酸钠或硫酸镁中的一种。
所述BC添加剂主要有两种物质组成，一种6-8 碳原子的有机胺体络合剂，一种物质是黑化剂，黑化剂采用COS、CO2O3和CO(OH）3中的一种。
所述电镀液的PH值在6-6.5之间，电镀液PH调低时用硫酸，调高时可用氢氧化钠或氨水，电镀液PH过低时，电流效率也低，电镀液PH过高，也含有一些沉淀，镀液不清。
所述电镀液电镀时的温度控制在30-35℃之间，电镀液温度在10℃以下，电镀液有结晶沉淀，导电性差，电镀液温度高于40℃时，高电流区镀层发白。
所述阴极电流密度控制在0.5A/dm2，电镀时间在2-3分钟，时间过长电流过大往往起相反的效果。
所述阳极、阴极面积控制在1:4-5，电镀液中钴离子含量极低，石墨面积要大。
两种枪色电镀工艺列表对比如下：
电镀液硫酸钴COSO4•7H2O主盐含量的影响，霍尔槽（Hull）样板实验情况：
如图1所示，从5到100g/L之间获得黑色的影响不大，CO+7过低，电流效率低一些，高电流区析氢多，有气流产生；浓度过高，高电流区发白，发雾；控制在20-40g/L之间比较好，钴离子浓度与化学镀钴液中离子浓度差不多。
如图2所示，导电盐含量的影响：它的主要作用是增加导电率，降低镀液的电压，对工件电流密度范围影响不大，可以采用硫酸钠、硫酸镁都行，根据实验，导电盐只在配槽时添加，以后可以不必增加，因为镀液的阴极电流效率在60%左右，PH呈上升趋势，生产中PH向下调时用硫酸，所以硫酸根的含量是不会少的，能明显地降低电压，增加镀液的导电率，提高镀液的均镀能力，增加电流区的电流密度，50g/L以上的作用不明显。
如图3所示，BC添加剂过少，高电流区烧焦较多，超过50ml/L，也不显什么作用，BC添加剂分两种，A剂为开缸剂，开缸时加50ml/L，B剂为添加剂，用于生产中添加，消耗量为400-500ml/K.A.H，因电流较小，所以实际生产中每天添加很少。
本发明的使用状态为：使用时首先按硫酸钴COSO4•7H2O（25-30g/L）、导电盐（50g/L）、BC添加剂（50mOl/L1）的含量配备电镀液，将电镀液装入电镀槽内，然后对工件预处理，去除待电镀工件表面的氧化皮、油脂、锈蚀等污染物，将石墨板放入装有电镀液的电镀槽内作为阳极，以及将预处理好的工件放入装有电镀液的电镀槽内作为阴极，通入直流电源进行工件电镀处理，获得一层均匀色泽的镀层，对电镀后的工件进行化学钝化或电解钝化处理，钝化后超声波水洗，再对水洗后的工件烘干处理，正常生产时每三个月在过滤泵中加一些活性碳循环过滤半天，也可以再增加5-10ml/L开缸剂，电镀工艺产生的废水应先采用硫化沉淀法或市售的重金属捕捉剂处理，再并入综合废水处理，本发明结构合理简单、使用方便、节能环保，工艺中采用钴盐代替镍盐，实现了无镍枪色电镀工艺；该工艺中的络合剂采用一种有机胺代替了焦磷酸盐，成本大大降低；该工艺由单元金属电镀替代了二元或三元金属电镀工艺，工艺控制变为简单便利，该电镀工艺的控制，在达到相同目的的前提下，二元的工艺比三元的工艺好控制，单元工艺又比二元工艺好控制，使得该工艺操作更简单，该工艺采用钴盐代替镍盐，避免了传统的电镀工艺中金属镍是国家明文规定的控住排放的一类有害重金属，很多人对镍都有皮肤过敏症，镍有一定的毒性的问题，该工艺中金属钴的毒性要大大低于镍，其毒性只有镍的百分之一，允许产品表面镀钴，该工艺中钴盐的含量也只有传统工艺中镍盐的一半，使得钴盐的单价比镍盐高一倍，但整体来说，主盐的价格相差无几，成本较低，工艺中络合剂又突破了焦磷酸盐体系，采用6-8个碳原子的有机胺作络合剂，所用络合剂的价格只需焦磷酸盐体系的三分之一，避免传统枪色电镀工艺中的络合物均采用焦磷酸盐，成本比较高的问题，降低了电镀工艺成本，工艺成分简单，主盐浓度又比较低，工件对于药水的损耗相对也少，因此废水处理费用大大降低，有利于环境保护，实用性更强。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种装饰性单盐无镍枪色电镀工艺，其特征在于：该工艺步骤如下：
第一步：工件预处理，去除待电镀工件表面的氧化皮、油脂、锈蚀等污染物；
第二步：将石墨板放入装有电镀液的电镀槽内作为阳极，以及将预处理好的工件放入装有电镀液的电镀槽内作为阴极，通入直流电源进行工件电镀处理，获得一层均匀色泽的镀层；
第三步：对电镀后的工件进行化学钝化或电解钝化处理，钝化后超声波水洗；
第四步：对水洗后的工件烘干处理；
第五步：电镀液的净化处理，正常生产时每三个月在过滤泵中加一些活性碳循环过滤半天，也可以再增加5-10ml/L开缸剂；
第六步：废水处理，应先采用硫化沉淀法或市售的重金属捕捉剂处理，再并入综合废水处理。
2.根据权利要求1所述的一种装饰性单盐无镍枪色电镀工艺，其特征在于：
所述电镀液的含量组分如下：
硫酸钴COSO4•7H2O 25-30g/L
导电盐 50g/L
BC添加剂 50mOl/L。
3.根据权利要求2所述的一种装饰性单盐无镍枪色电镀工艺，其特征在于：所述导电盐采用硫酸钠或硫酸镁中的一种。
4.根据权利要求2所述的一种装饰性单盐无镍枪色电镀工艺，其特征在于：所述BC添加剂主要有两种物质组成，一种6-8 碳原子的有机胺体络合剂，一种物质是黑化剂，黑化剂采用COS、CO2O3和CO(OH）3中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种装饰性单盐无镍枪色电镀工艺，其特征在于：所述电镀液的PH值在6-6.5之间，电镀液PH调低时用硫酸，调高时可用氢氧化钠或氨水，电镀液PH过低时，电流效率也低，电镀液PH过高，也含有一些沉淀，镀液不清。
6.根据权利要求1所述的一种装饰性单盐无镍枪色电镀工艺，其特征在于：所述电镀液电镀时的温度控制在30-35℃之间，电镀液温度在10℃以下，电镀液有结晶沉淀，导电性差，电镀液温度高于40℃时，高电流区镀层发白。
7.根据权利要求1所述的一种装饰性单盐无镍枪色电镀工艺，其特征在于：所述阴极电流密度控制在0.5A/dm2，电镀时间在2-3分钟，时间过长电流过大往往起相反的效果。
8.根据权利要求1所述的一种装饰性单盐无镍枪色电镀工艺，其特征在于：所述阳极、阴极面积控制在1:4-5，电镀液中钴离子含量极低，石墨面积要大。
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