CN1680630A - 无氰镀银的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无氰镀银工艺方法，它是在磁场和脉冲电流作用下的无氰镀银工艺方法，属电化学镀银工艺技术领域。该方法的特征是包括有以下工艺过程和步骤：镀件化学除油、化学除绣、光亮镀镍、活化处理、浸银、脉冲镀银、钝化处理、干燥，最终制得镀银成品。其中主要工序是脉冲镀银，脉冲镀银液的配方为：硝酸银50－60g/L，硫代硫酸钠250－350g/L，焦亚硫酸钾90－110g/L，硫酸钾20－30g/L，硼酸25－35g/L，光亮剂5ml/L；操作工艺条件为：搅拌方式为机械搅拌，镀银液pH值为4.2－4.8，温度为20－40℃，镀银时间为10分钟，平均脉冲电流密度0.7－1.1A/dm2，脉冲脉宽0.5－1ms，占空比5－15％；阳极采用高纯银板；磁场方向平行于电场方向；阳极面积与阴极面积之比电流S阳∶S阴＞2∶1，本发明方法可制得色泽均匀、镜面光亮、抗变色性强、结合力强的镀银层。
Description
技术领域
本发明涉及一种在磁场和脉冲电流作用下的无氰镀银工艺方法，属电化学镀银工艺技术领域。
背景技术
银电镀曾主要用于装饰目的，但随着电镀技术在电子器件、半导体、仪器仪表中的推广应用，功能性镀银的用量猛增。迄今为止，国内外镀银工业仍以氰化镀银为工业生产的主流。随着环保意识的不断提高，有氰镀银将逐渐淘汰。无氰镀银的研究已有十多年，虽取得了一定的成果，但其工艺仍不成熟。纵观无氰镀银的历史，人们主要从添加剂和络合剂两个方面开展研究工作。其中添加剂研究较多，另外在无氰镀银光亮剂方面也有一些专利文献作过报道，如美国专利USP5302278、USP4925491，日本专利JP2000192279-A等，但USP5302278得到的镀层抗变色能力较差；USP4925491因所需抛光成分和润湿剂种类较多，造成镀液维护困难；而JP2000192279-A由于对金属盐类的选择性不强，起光亮的效果不是太理想。另外有美国专利USP4155817虽氰根离子浓度较低，但电流密度太小，难于实用。USP4428804虽沉积银的速度很快，但因两种酸性络合剂相互不匹配，导致镀层内应力较大。
发明内容
本发明的目的是针对上述一些存在的缺陷，通过施加磁场和脉冲电流作用下创建一种无氰镀银的工艺方法，以获得优良的银镀层。
本发明的目的是通过以下技术手段和途径来实现的。
本发明一种无氰镀银的工艺方法，它是在施加磁场和脉冲电流作用下的无氰镀银的工艺方法，其特征是包括有以下工艺过程和步骤：镀件化学除油→水洗→化学除绣→水洗→光亮镀镍→水洗→活化处理→水洗→浸银→水洗→脉冲镀银→水洗→钝化处理→干燥→成品；各主要工序和步骤如下：
a.镀件化学除油：将镀件浸于化学除油碱液中，其温度为70-90℃，浸渍时间为2-3分钟；化学除油碱液的配方为：浓硫酸(d＝1.84g/ml)100ml/L，OP乳化剂25g/L；
b.化学除绣：接着将镀件浸于化学除锈酸液中，其温度为20-40℃，浸渍时间为1-2分钟；化学除锈酸液的配方为：浓盐酸(d＝1.18g/ml)100ml/L，十二烷基硫酸钠3-5g/L；
c.光亮镀镍：接着将镀件浸于光亮镀镍溶液中，也即进行预镀镍，预镀镍溶液的配方为：硫酸镍280-320g/L，氯化镍45-55g/L，硼酸40-45g/L，光亮剂A5-6ml/L，光亮剂B 0.6-0.8ml/L，；操作工艺条件为：温度57-62℃，pH值3-4，阴极电流密度4A/dm2，阳极为镍板，搅拌方式为机械搅拌，镀镍时间5分钟；
d.活化处理：接着将上述镀件进行活化处理，活化处理液的配方为：过硫酸铵3g/L，氯化铵6g/L，浓盐酸50ml/L，在70-90℃温度下处理60-90秒；
e.浸银：接着将上述镀件进行浸银，浸银液的配方为：硝酸银15-20g/L，硫脲200-220g/L；其pH值为4；在20-40℃温度下浸渍60秒；
f.脉冲镀银：接着将上述镀件进行脉冲镀银，脉冲镀银液的配方为：硝酸银50-60g/L，硫代硫酸钠200-350g/L，焦亚硫酸钾90-110g/L，硫酸钾20-30g/L硼酸25-35g/L，光亮剂5ml/L；操作工艺条件为：搅拌方式为机械搅拌，镀液pH值为4.2-4.8，温度为20-40℃，平均脉冲电流密度0.7-1.1A/dm2，镀银时间为10分钟，阳极面积与阴极面积之比电流S阳∶S阴＞2∶1，阳极采用99.99％的纯银板；
g.钝化处理：随后将上述镀件进行钝化处理，钝化处理液的配方为：1-苯基-5巯基四氮唑2g/L，苯并三氮唑1g/L，以乙醇为溶剂，在20-40℃温度下钝化处理40-90秒，最终干燥后得成品。
本发明方法中所用的光亮剂，其组成配方为：丙烯基硫脲100-200g/L，聚乙二醇10-50g/L，十二烷基二苯醚磺酸钠1-5g/L，溶剂为蒸馏水。
本发明无氰镀银的工艺方法采用磁场和脉冲电流作用下的无氰镀银工艺，其脉冲电流的参数为：脉宽1ms，占空比10％，平均电流密度应0.7~1.1A/dm2，所施加磁场的方向为平行于电场方向，其大小由阴阳极间的距离和阴极面积大小来确定。
本发明方法的优点和效果是：工艺简单、操作方便。本发明方法可获得色泽均匀、镜面光亮、抗变色性强、硬度较高、耐磨性较好、与基体结合力强的镀银层。
附图说明：
图1为本发明施加磁场和脉冲电流的镀银装置示意图。
现结合附图和实施例，将本发明无氰镀银的工艺方法进一步叙述于后。
具体实施方式
实施例一：参见图1，这是本发明工艺流程中的一个主要工序脉冲镀银工序中使用的镀银装置简单示意图，表示在磁场和脉冲电流作用下进行镀银的装置，此处的镀件即当作阴极，阳极是高纯99.99％银板，在电化学原理作用下，对镀件进行镀银。
本实施例中，整个镀银工艺方法的流程和工艺过程包括有以下工序：镀件化学除油→水洗→化学除绣→水洗→光亮镀镍→水洗→活化处理→水洗→浸银→水洗→脉冲镀银→水洗→钝化处理→干燥→成品。
各主要工序和步骤详细叙述如下：
a.镀件化学除油：将镀件浸于化学除油碱液中，其温度为80℃，浸渍时间为3分钟；化学除油碱液的配方为：浓硫酸(d＝1.84g/ml)100ml/L，OP乳化剂25g/L；
b.化学除绣：接着将镀件浸于化学除锈酸液中，其温度为30℃，浸渍时间为2分钟；化学除锈酸液的配方为：浓盐酸(d＝1.18g/ml)100ml/L，十二烷基硫酸钠4g/L；
c.光亮镀镍：接着将镀件浸于光亮镀镍溶液中，也即进行预镀镍，预镀镍溶液的配方为：硫酸镍300g/L，氯化镍50g/L，硼酸42g/L，光亮剂A 6ml/L，光亮剂B 0.8ml/L，；操作工艺条件为：温度60℃，pH值3.5，阴极电流密度4A/dm2，阳极为镍板，搅拌方式为机械搅拌，镀镍时间5分钟；
d.活化处理：接着将上述镀件进行活化处理，活化处理液的配方为：过硫酸铵3g/L，氯化铵6g/L，浓盐酸50ml/L，在70℃温度下处理60-90秒；
e.浸银：接着将上述镀件进行浸银，浸银液的配方为：硝酸银15g/L，硫脲200g/L；其pH值为4；在30℃温度下浸渍60秒；
f.脉冲镀银：接着将上述镀件进行脉冲镀银，脉冲镀银液的配方为：硝酸银50g/L，硫代硫酸钠250g/L，焦亚硫酸钾90g/L，硫酸钾20g/L，硼酸25g/L，光亮剂5ml/L；操作工艺条件为：搅拌方式为机械搅拌，镀液pH值为4.2，温度为20℃，平均脉冲电流密度0.7A/dm2，镀银时间为10分钟，脉冲脉宽0.5ms，占空比5％；
g.钝化处理：随后将上述镀件进行钝化处理，钝化处理液的配方为：1-苯基-5巯基四氮唑2g/L，苯并三氮唑1g/L，以乙醇为溶剂，在30℃温度下钝化处理70秒，最终干燥后得成品。
实施例二：本实施例与上述实施例1基本上完全相同，不同的是其主要工序脉冲镀银工序，其镀银液的组成配方与操作工艺条件有所不同。本实施例中，脉冲镀银液的工艺配方为：硝酸银55g/L，硫代硫酸钠300g/L，焦亚硫酸钾100g/L，硫酸钾25g/L，硼酸30g/L，光亮剂5ml/L；操作工艺条件为：搅拌方式为机械搅拌，镀液pH值为4.5，温度为30℃，镀银时间为10分钟，平均脉冲电流密度0.9A/dm2，脉冲脉宽0.5ms，占空比15％。
实施例三：本实施例与上述实施例1基本上完全相同，不同的是其主要工序脉冲镀银工序，其镀银液的组成配方与操作工艺条件有所不同。本实施例中，脉冲镀银液的工艺配方为：硝酸银60g/L，硫代硫酸钠350g/L，焦亚硫酸钾110g/L，硫酸钾30g/L，硼酸35g/L，光亮剂5ml/L；操作工艺条件为：搅拌方式为机械搅拌，镀液pH值为4.8，温度为40℃，镀银时间为10分钟，平均脉冲电流密度1.1A/dm2，脉冲脉宽1ms，占空比10％。
上述各实施例中，所施加的磁场方式为：实施例1中施加的磁场方向垂直于电场方向；实施例2中施加的磁场方向相反于电场方向；实施例3中施加的磁场方向平行于电场方向。
以上实施例中所得到的镀件，其质量较好，色泽均匀、镜面光亮、抗变色性也较强、耐磨性较好、可得到与基体结合力较强的镀银层。
Claims (3)
1.一种无氰镀银的工艺方法，它是在施加磁场和脉冲电流作用下的无氰镀银工艺方法，其特征是包括有以下工艺过程和步骤：镀件化学除油→水洗→化学除绣→水洗→光亮镀镍→水洗→活化处理→水洗→浸银→水洗→脉冲镀银→水洗→钝化处理→干燥→成品；各主要工序和步骤如下：
a.镀件化学除油：将镀件浸于化学除油碱液中，其温度为70-90℃，浸渍时间为2-3分钟；化学除油碱液的配方为：浓硫酸(d＝1.84g/ml)100ml/L，OP乳化剂25g/L；
b.化学除绣：接着将镀件浸于化学除锈酸液中，其温度为20-40℃，浸渍时间为1-2分钟；化学除锈酸液的配方为：浓盐酸(d＝1.18g/ml)100ml/L，十二烷基硫酸钠3-5g/L；
c.光亮镀镍：接着将镀件浸于光亮镀镍溶液中，即进行预镀镍，预镀镍溶液的配方为：硫酸镍280-320g/L，氯化镍45-55g/L，硼酸40-45g/L，光亮剂A5-6ml/L，光亮剂B 0.6-0.8ml/L，；操作工艺条件为：温度57-62℃，pH值3-4，阴极电流密度4A/dm2，阳极为镍板，搅拌方式为机械搅拌，镀镍时间5分钟；
d.活化处理：接着将上述镀件进行活化处理，活化处理液的配方为：过硫酸铵3g/L，氯化铵6g/L，浓盐酸50ml/L，在70-90℃温度下处理60-90秒；
e.浸银：接着将上述镀件进行浸银，浸银液的配方为：硝酸银15-20g/L，硫脲200-220g/L；其pH值为4；在20-40℃温度下浸渍60秒；
f.脉冲镀银：接着将上述镀件进行脉冲镀银，脉冲镀银液的配方为：硝酸银50-60g/L，硫代硫酸钠200-350g/L，焦亚硫酸钾90-110g/L，硫酸钾20-30g/L硼酸25-35g/L，光亮剂5ml/L；操作工艺条件为：搅拌方式为机械搅拌，镀液pH值为4.2-4.8，温度为20-40℃，平均脉冲电流密度0.7-1.1A/dm2，镀银时间为10分钟，阳极面积与阴极面积之比电流S阳∶S阴＞2∶1，阳极采用99.99％的纯银板；
g.钝化处理：随后将上述镀件进行钝化处理，钝化处理液的配方为：1-苯基-5巯基四氮唑2g/L，苯并三氮唑1g/L，以乙醇为溶剂，在20-40℃温度下钝化处理40-90秒，最终干燥后得成品。
2.利要求1所述的一种无氰镀银的工艺方法，其特征是所述的光亮剂，其组成配方为：丙烯基硫脲100-200g/L，聚乙二醇10-50g/L，十二烷基二苯醚磺酸钠1-5g/L，溶剂为蒸馏水。
3.如权利要求1所述的一种无氰镀银的工艺方法，其特征是所述的采用脉冲电流参数为：脉宽1ms，占空比10％，平均电流密度应0.7～1.1A/dm2；所述的施加磁场的方向为平行于电场方向，其大小由阴阳极间的距离和阴极面积大小来确定。
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