CN220450332U - 一种钢铁件镀金的镀层结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种钢铁件镀金的镀层结构，包括钢铁基体、和在所述钢铁基体上从内到外依次制备的无氰预镀铜层、酸铜镀层、光亮镍镀层、镀金层。本实用新型公开的镀金层结构，制备工艺环保。按照GB/T 5270‑2005《金属基体上的金属覆盖层 电沉积和化学沉积层 附着强度试验方法评述》以热震试验法测定镀层结合力，其结合力满足标准要求。按照GB/T 10125‑2021《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》进行中性盐雾试验144小时，镀件表面无腐蚀物生成，镀层具有良好的耐蚀性。
Description
技术领域
本实用新型属于金属电镀领域，具体涉及一种钢铁件镀金的镀层结构。
背景技术
酸性镀金工艺制备的镀金层具有华贵而优雅的外观，其色泽高于23K，颜色稳定在3N色左右，镀层光亮且耐磨性高，广泛用作高端装饰品以及一些电子产品的镀层。
钢铁件镀金的传统工艺通常为：氰化镀铜、焦磷酸盐镀铜、镀酸铜、镀光亮镍、镀金。
氰化物的使用在我国已经受到越来越严格的管控，为此，业界开发了用瓦特镀镍工艺在钢铁件上制备预镀镍层的新工艺，但这种工艺的生产成本较高。另外，在预镀镍层上进行焦磷酸盐镀铜或镀酸铜都存在结合力不高的技术缺陷。
业界开发能代替氰化预镀铜的无氰镀铜工艺几十年，但据文献报道，所开发工艺仍不能达到氰化预镀铜工艺的效果[1]，主要表现为镀层结合力还不够高。因此，目前用无氰镀铜工艺取代氰化镀铜还存在一定的困难，不少电镀企业仍在使用氰化镀铜工艺在钢铁件上制备预镀铜层。
由于氰化物剧毒，完全淘汰氰化镀铜已势在必行。聚合硫氰酸盐镀铜工艺是最新开发的一种无氰镀铜工艺，用聚合硫氰酸亚铜作主盐，用聚合硫氰酸钠作配位剂，其工艺性能接近氰化镀铜，但不存在氰化物的高污染问题。
参考文献：[1].秦足足，李建三，徐金来，国内外无氰镀铜工艺研究进展[J]，电镀与涂饰，2015，34(3)：149-152。
发明内容
为了解决钢铁件镀金用高毒性氰化镀铜制备预镀铜层的问题，本实用新型提供了一种钢铁件镀金的镀层结构。为了达到上述目的本实用新型采用如下技术方案：
一种钢铁件镀金的镀层结构，包括钢铁基体、和在所述钢铁基体上从内到外依次制备的无氰预镀铜层、酸铜镀层、光亮镍镀层、及镀金层；
所述无氰预镀铜层是采用聚合硫氰酸盐镀铜工艺制备的；
所述无氰预镀铜层的厚度为0.2～2μm。
优选的，所述酸铜镀层的厚度为8～18μm。
优选的，所述光亮镍镀层的厚度为3～10μm。
优选的，所述镀金层的厚度为0.1～1.2μm。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型公开的钢铁件镀金的镀层结构，采用聚合硫氰酸盐镀铜工艺代替传统的氰化镀铜工艺制备预镀铜层，克服了使用氰化物存在高污染的问题；
2、本实用新型公开的钢铁件镀金的镀层结构，镀层与基体之间的结合力满足GB/T5270-2005标准的要求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：
图1是本实用新型实施例1和实施例2的镀层结构示意图。
实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
一种钢铁件镀金的镀层结构，包括钢铁基体、和在所述钢铁基体上从内到外依次制备的无氰预镀铜层、酸铜镀层、光亮镍镀层、及镀金层；
按现行的前处理工艺对钢铁工件进行除油、除锈和活化。
在经过前处理的钢铁件上采用聚合硫氰酸盐镀铜工艺制备无氰预镀铜层。
优选的，所述无氰预镀铜层的厚度为0.2～2μm。
优选的，所述无氰预镀铜层采用遵义会通电镀材料有限公司的HT-810聚合硫氰酸盐镀铜工艺制备。
镀液成分和操作条件为：聚合硫氰酸亚铜17～23g/L，聚合硫氰酸钠100～160g/L，酒石酸钾钠8～12g/L，HT-810光亮剂1～2mL/L，HT-810走位剂2～4mL/L，镀槽温度45℃～55℃，镀液pH范围12～13，阴极电流密度0.5～1.0A/dm2，阴极移动4～6m/min，用无氧电解铜角(或铜粒)作阳极。
钢铁件无氰预镀铜后采用现行的镀酸铜工艺制备酸铜镀层。
优选的，所述酸铜镀层的厚度为8～18μm。
钢铁件镀酸铜后采用现行的镀光亮镍工艺制备光亮镍镀层。
优选的，所述光亮镍镀层的厚度为3～10μm。
钢铁件镀光亮镍后采用现行的镀金工艺制备镀金层。
优选的，所述镀金层的厚度为0.1～1.2μm。
优选的，所述镀金层采用超邦化工的BALILOY 300 FC 3N酸性镀金工艺制备。
镀液成分和操作条件为：BALILOY 300 FC MU开缸剂800mL/L，BALILOY CO钴盐20mL/L，金氰化钾3.7g/L,pH范围3.6～4.0，镀槽温度30℃～40℃，阴极电流密度0.4～0.8A/dm2，阴极移动4～6m/min。
钢铁件镀金并水洗干净后在70℃～80℃烘干15～25min。
实施例
如图1所示，一种钢铁件镀金的镀层结构，包括钢铁基体1、和在所述钢铁基体1上从内到外依次制备的无氰预镀铜层2、酸铜镀层3、光亮镍镀层4、及镀金层5。
1、前处理：
按现行的前处理工艺对钢铁件基体1进行“碱性化学除油→水洗→酸洗→水洗→碱性阴极电解除油→水洗→碱性阳极电解除油→水洗→活化→水洗”。
2、无氰预镀铜：
钢铁件经过前处理后采用遵义会通电镀材料有限公司的HT-810聚合硫氰酸盐镀铜工艺制备预镀铜层2，镀层的厚度为0.5μm。
聚合硫氰酸亚铜18g/L，聚合硫氰酸钠120g/L，酒石酸钾钠10g/L，HT-810光亮剂1.5mL/L，HT-810走位剂3mL/L，镀槽温度53℃，镀液pH为12.6，阴极电流密度0.8A/dm2，阴极移动5m/min，用无氧电解铜角作阳极。
3、镀酸铜：
钢铁件无氰预镀铜后采用现行的镀酸铜工艺制备酸铜镀层3，镀层的厚度为14μm。
4、镀光亮镍：
钢铁件镀酸铜后采用现行的镀光亮镍工艺制备光亮镍镀层4，镀层厚度为为8μm。
5、镀金
钢铁件镀光亮镍后采用超邦化工的BALILOY 300 FC 3N酸性镀金工艺制备镀金层5，镀层厚度为0.3μm。
BALILOY 300 FC MU开缸剂800mL/L，BALILOY CO钴盐20mL/L，金氰化钾3.7g/L，镀液pH为3.8，镀槽温度35℃，阴极电流密度0.6A/dm2，阴极移动5m/min。
6、烘干：
钢铁件镀金并水洗干净后在80℃烘干20min。
实施例
如图1所示，一种钢铁件镀金的镀层结构，包括钢铁基体1、和在所述钢铁基体1上从内到外依次制备的无氰预镀铜层2、酸铜镀层3、光亮镍镀层4、及镀金层5。
1、前处理：
按现行的前处理工艺对钢铁件基体1进行“碱性化学除油→水洗→酸洗→水洗→碱性阴极电解除油→水洗→碱性阳极电解除油→水洗→活化→水洗”。
2、无氰预镀铜：
钢铁件经过前处理后采用遵义会通电镀材料有限公司的HT-810聚合硫氰酸盐镀铜工艺制备无氰预镀铜层2，镀层的厚度为0.8μm。
聚合硫氰酸亚铜21g/L，聚合硫氰酸钠140g/L，酒石酸钾钠12g/L，HT-810光亮剂1.5mL/L，HT-810走位剂3mL/L，镀槽温度53℃，镀液pH为12.8，阴极电流密度0.8A/dm2，阴极移动6m/min，用无氧电解铜粒作阳极。
3、镀酸铜：
钢铁件无氰预镀铜后采用现行的镀酸铜工艺制备酸铜镀层3，镀层的厚度为10μm。
4、镀光亮镍：
钢铁件镀酸铜后采用现行的镀光亮镍工艺制备光亮镍镀层4，镀层厚度为为10μm。
5、镀金：
钢铁件镀光亮镍后采用超邦化工的BALILOY 300 FC 3N酸性镀金工艺制备镀金层5，镀层厚度为0.3μm。
BALILOY 300 FC MU开缸剂800mL/L，BALILOY CO钴盐20mL/L，金氰化钾3.7g/L，镀液pH为3.8，镀槽温度35℃，阴极电流密度0.6A/dm2，阴极移动5m/min。
6、烘干：
钢铁件镀金并水洗干净后在90℃烘干15min。
试验例1：
本实施例1和实施例2所制备的镀金件，按照GB/T 5270-2005《金属基体上的金属覆盖层 电沉积和化学沉积层 附着强度试验方法评述》以热震法测试镀层结合力，把镀件放在加热炉中加热至300℃保温30min，取出后放入室温的水中骤然冷却，镀层没有出现起泡和脱落。试验表明，本实施例所制备的钢铁件镀金的镀层结构具有良好的结合力。
试验例2：
本实施例1和实施例2所制备的镀金件，按照GB/T 10125-2021《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》进行中性盐雾试验144h，镀件表面无腐蚀物生成。试验表明，本实施例所制备的钢铁件镀金的镀层结构具有良好的耐蚀性。
以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种钢铁件镀金的镀层结构，其特征在于：包括钢铁基体、和在所述钢铁基体上从内到外依次制备的无氰预镀铜层、酸铜镀层、光亮镍镀层、及镀金层；
所述无氰预镀铜层是采用聚合硫氰酸盐镀铜工艺制备的；
所述无氰预镀铜层的厚度为0.2～2μm。
2.如权利要求1所述的一种钢铁件镀金的镀层结构，其特征在于：所述酸铜镀层的厚度为8～18μm。
3.如权利要求1所述的一种钢铁件镀金的镀层结构，其特征在于：所述光亮镍镀层的厚度为3～10μm。
4.如权利要求1所述的一种钢铁件镀金的镀层结构，其特征在于：所述镀金层的厚度为0.1～1.2μm。
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