鍍銠工藝研究曹人平,肖士民(華南理工大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系,廣東廣州510641)[摘要]為了適應(yīng)現(xiàn)代電子光學(xué)及裝飾等領(lǐng)域的需要根據(jù)侯氏槽法和正交試驗(yàn)法研究了鍍銠新技術(shù)及工藝探討了鍍液中成分及工藝條件對(duì)鍍液和鍍層的影響并對(duì)其鍍液和鍍層旳性能進(jìn)行了測(cè)試。此外概述了鍍銠液的配制和維護(hù)并介紹了鍍銠過(guò)程中的注意事項(xiàng)。利用本工藝電鍍能得到性能優(yōu)良的銠鍍層如外觀白亮、反光率高、接觸電阻小、硬度高、耐磨耐蝕等。杖[關(guān)鍵詞]銠;電鍍;工藝研究[中圖分類(lèi)號(hào)]TQ153.1[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1001-15602004)09-0023-020前言酸氫鉀熔融法的銠鹽轉(zhuǎn)化率高一般可達(dá)到70%以上有時(shí)甚至達(dá)9%另外還可用電解法但其效率低。以下為元銠是鉑系中最為貴重的金屬外觀呈銀白色熔點(diǎn)為硫酸氫鉀熔融法旳制作過(guò)程。1966℃密度為12.42gcm3。鍍銠層呈銀白色有光澤反光性能很好,對(duì)可見(jiàn)光的反射在80%以上其抗蝕性能取所需的銠粉與10~30倍量的硫酸氫鉀充分混合好放在硫酸氫鉀粉末中層→置于坩堝中→放入馬弗爐中→非常好在大氣中不受硫化物及二氧化碳等腐蝕氣體作用逐漸升溫至約450℃→恒溫約1h→再逐漸升溫至約如在銀鍍層上閃鍍0.025~0.050μm厚的銠鍍層可以有600℃→保溫約3h→最后隨爐冷卻。效地防止銀鍍層變色。另外銠鍍層的硬度極高耐磨性能將熔融燒結(jié)物用蒸餾水或去離子水溶解加熱到一定年很好接觸電阻小,導(dǎo)電性能良好。因此銠鍍層常作為抗溫度→充分?jǐn)嚢柽^(guò)濾除雜質(zhì)→加堿→過(guò)濾得氫氧化銠沉腐蝕、耐磨、導(dǎo)電或裝飾鍍層用于電子電氣工業(yè)、光學(xué)工業(yè)淀→洗滌沉淀→用硫酸溶解得R(SO)溶液備用。月和首飾裝飾等行業(yè)尤其是以觸點(diǎn)為主的簧片及插拔元件在侯氏槽中放一定的蒸餾水或去離子水加入添加劑鍍銠更具有突出的價(jià)值。和一定量的硫酸攪勻后控制一定的溫度加入上述制備1銠鍍液的工藝條件和配制的硫酸銠溶液攪勻后即可電鍍。1.1鍍液工藝配方及生產(chǎn)條件2試驗(yàn)設(shè)備及工藝流程第卷第≌期鍍銠液有硫酸銠、磷酸銠、磷酸-硫酸銠、高氯酸銠、氨2.1試驗(yàn)設(shè)備與藥品基磺酸銠、氯化銠的氨絡(luò)合物等通常用的鍍液是硫酸銠和侯氏槽1個(gè)穩(wěn)壓器2臺(tái)』000mL燒杯3個(gè)玻璃棒2磷酸銠。經(jīng)過(guò)侯氏槽法和正交試驗(yàn)法進(jìn)行電鍍?cè)囼?yàn)研究及鍍根電源導(dǎo)線(xiàn)鉑板或鍍鉑鈦網(wǎng)綗片或銀飾都已拋光)層后的效果測(cè)試得出了如下工藝配方及生產(chǎn)條倀見(jiàn)表1)電爐溫度計(jì)衛(wèi)生紙,氫氧化鈉分析純),碳酸鈉分析表1鍍銬工藝及條件純)硫酸溶液分析純)硫酸銠溶液添加劑。硫酸型磷酸型溶液成分和工藝配方1配方2配方32.2試驗(yàn)工藝流程銠濃唐硫酸鹽或磷酸鹽)(gL-)1.5-2.04.0~8.01.0~4.0銅片或銀飾化學(xué)除油→電解除油→清洗→浸入5%硫硫酸濃度分析純)/(mL-1)15-2025-50酸溶液→清洗擦試→蒸餾水清洗擦干凈→調(diào)節(jié)電流/電磷酸濃分析純)(ml:L-1)40~80壓→鍍銠→丶取岀清洗→回收→拋光→清洗→烘干→驗(yàn)收。添加劑濃度(mL-1)如鍍件為其他易腐蝕材料時(shí)須預(yù)先鍍銅、銀、鎳、金等溫度/℃材料的鍍層。陰極電流密度(A·dm-2)陽(yáng)極材料鉑板或鉑板或鉑板或3結(jié)果與討論鍍鉑鈦網(wǎng)鍍鉑鈦網(wǎng)鍍鉑鈦網(wǎng)陰極移動(dòng)或攪拌需要需要需要3.1鍍層性能測(cè)試1.2鍍液的配制所得銠鍍層用金相法測(cè)定厚度為0.1~0.5pm其外鍍銠溶液所用的銠鹽制作比較復(fù)雜,般都是用高溫觀呈銀白色用顯微鏡觀察可清晰地看到鍍層結(jié)構(gòu)很致反應(yīng)。主要有合金法、氯化法和硫酸氫鉀熔融法。其中硫?qū)咏Y(jié)晶細(xì)致均勻無(wú)型用千值為760kg/mm2最高為860內(nèi)應(yīng)[收稿日期]2004-03-19力很小經(jīng)耐腐蝕性試驗(yàn)CNMHG鍍銠工層的一般厚度與系見(jiàn)表2。因此簸銠前鍍件應(yīng)預(yù)先鍍銅、銀、鎳、金等鍍層,以防止表銠層的一般厚度/pm鍍液被污染用途厚度用途厚度(7)其他因素的影響鍍液要認(rèn)真維護(hù)防止氯離子和裝飾0.025~0.125低負(fù)載接觸點(diǎn)0.800~2.800重金屬雜質(zhì)的污染各種雜質(zhì)對(duì)鍍銠層的影響見(jiàn)表3。防變色0.130~0.300高負(fù)載接觸點(diǎn)000左右表3雜質(zhì)對(duì)鍍層的影響防腐蝕大于0.300強(qiáng)烈磨損的觸點(diǎn)0.500左右防嚴(yán)重腐蝕大于0.500雜質(zhì)濃度L-1)鍍層外觀處理方法銅1.0光亮但色澤異常用氨水處理得到氫氧3.2鍍液性能測(cè)試化銠后再制為銠液經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試鍍液的均鍍能力和深鍍能力均好。同時(shí)鎳1.0光亮但色澤異常方法同含銅雜質(zhì)的處理測(cè)得鍍液在電流密度為0.51.01.5Mdm2時(shí)的電流效率將銠液轉(zhuǎn)化為氫氧化>0.05鍍層發(fā)暗銠再用甲醛還原,得銠分別為60.5%50.0%A5.0%。粉后再制成銠液3.3鍍液成分和工藝條件的影響鋅>0.1鍍層發(fā)花有條紋方法同含鋁雜質(zhì)的處理鐵>0.05影響鍍層的白亮度方法同含鋁雜質(zhì)的處理1)銠含量的影響試驗(yàn)結(jié)果表明在一定溫度和電流鍍層條紋多,松方法同含鋁雜質(zhì)的處理密度情況下鍍銠溶液中銠的濃度在1.0~4.0gL之間都疏甚至變黑N能得到優(yōu)質(zhì)的鍍銠層隨著銠含量降低其電流效率也降有機(jī)物>06x年脆性大鍍層白亮,附著方法同銅雜質(zhì)的處理或低從而影響鍍層使鍍層變暗甚至呈黑色。因此電鍍過(guò)用活性炭-雙氧水處理程中要不斷地補(bǔ)充鍍銠液維持一定的銠含量。但鍍液中氯離子>0.1影響鍍層的亮制備Rh2(SO4)3要趕度鍍層帶青藍(lán)色凈(-用蒸餾水配制鍍液銠含量太高會(huì)增大經(jīng)濟(jì)成本要定期分析并補(bǔ)充硫2)硫酸(或磷酸)含量的影響硫酸或磷酸)加入硫酸鹽影響不大酸的含量能增加鍍液的導(dǎo)電性和酸度起穩(wěn)定鍍液的作用。一般隨的增加電流效率降低,34鍍銠注意事項(xiàng)z層應(yīng)力增加但含量太高時(shí)若工件不帶電入槽會(huì)有很1)由于銠在陽(yáng)極上發(fā)生副反應(yīng)鍍銠液使用一段時(shí)間強(qiáng)的腐蝕性另外會(huì)使鍍層內(nèi)應(yīng)力增大鑲層易出現(xiàn)裂紋;后會(huì)逐漸老化甚至鍍不上銠此時(shí)可用H2O2處理使其m>寸白硫酸含量低于15mλ/I(或磷酸含量低于30m/L)時(shí)瘕鍍?cè)偕鷮由珴勺儼邓詰?yīng)控制一定的硫酸(或磷酸)含量。(2)鍍片不要靠陽(yáng)極太近否則由于陽(yáng)極產(chǎn)生的氧氣(3)添加劑的影響添加劑可改變電沉積金屬的動(dòng)力氣泡附著而產(chǎn)生氣孔。學(xué)性質(zhì)沉積層和電解液的性質(zhì)。如降低鍍層內(nèi)應(yīng)力防3)電鍍時(shí)要注意鍍液的pH值的高低,一般pH值不止裂紋產(chǎn)生提高鍍層的抗蝕能力使鍍層結(jié)晶細(xì)致、平滑、超過(guò)2.0~3.0。光亮以及電解液的穩(wěn)定。一般可分為無(wú)機(jī)添加劑如硫酸4)鍍銠前要電解除油否則易產(chǎn)生黃渣很難清洗。5)鍍銠時(shí)應(yīng)輕輕地?cái)噭?dòng)鍍液可使氣泡逸出,另外有鹽、硒酸、硝酸鹽等)和有機(jī)添加劑如迻胺含硫化合物、含氮雜環(huán)化合物、胺類(lèi)與環(huán)氧氯丙烷的反應(yīng)產(chǎn)物等)上海無(wú)利于電鍍。線(xiàn)電四廠(chǎng)研制的SA-2能有效地控制因Rh3氧化為Rh46)要根據(jù)鍍液的銠含量高低來(lái)調(diào)電流密度大小同時(shí)引起的應(yīng)力華南理工大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系研制的Rh-4光亮劑要隨時(shí)注意含銠量的高低以免影響鍍層效果。(7)由于鍍層易受雜質(zhì)污染故應(yīng)避免鍍液受到污染可有效地增大鍍層的光亮性。如配制鍍液時(shí)盡量用蒸餾水溎具的絕緣膠要經(jīng)常清理(4)溫度的影響溫度在20~70℃之間都可以得到良不鍍時(shí)鍍槽應(yīng)加蓋以防掉入灰塵等。好的鍍層當(dāng)其他參數(shù)一定時(shí)適當(dāng)提高溫度,可以降低鍍8)裝飾性首飾及鍍層比較薄的光學(xué)設(shè)備電鍍一般用層的內(nèi)應(yīng)力并提高電流效率。通常在溫度為25-45℃之磷酸銠鍍液可以鍍?nèi)∩珴奢^白的鍍層。如反射鏡等零件間時(shí)電鑲此時(shí)可以防止洛液過(guò)多地被蒸發(fā)逸出大量夾的電鍍鑲層厚度一般為0.025-0.050m功能性電鑲用帶硫酸的霧氣惡化操作條件又不會(huì)因溫度過(guò)低造成鍍硫酸銠鍍液可鍍?nèi)〉蛻?yīng)力的厚層銠如:一般在銀層上鍍層不光亮銠厚度可達(dá)0.500~5.500μm5)電流密度的影響電流密度對(duì)鍍層質(zhì)量影響較大。電流密度過(guò)小鍍層色澤較暗沌流密度過(guò)高電流效率下降陰極逸出的氣泡較多鍍件邊緣處鍍層易脆裂。根據(jù)經(jīng)[1]周全法.貴金罵加工及其應(yīng)用M]北京北化學(xué)工業(yè)出版驗(yàn),般先控制電壓為2.5~6.0V之間再來(lái)調(diào)電流密度社2002.234[2]陳亞.現(xiàn)代實(shí)用電鍍技術(shù)[M]長(zhǎng)沙國(guó)防工業(yè)出版社(6)體金屬的影響許多金屬和其合金可以直授鍍3]黃子勛實(shí)用電鑲技術(shù)銠如銅與銅合金等。因鍍銠溶液呈酸性如鍍件基體為中國(guó)煤化場(chǎng)研究鐵、鋁、錫等或它們的合金材料時(shí)鍍件就會(huì)溶解在鍍槽中。J]電鍍與涂飾CNMH建設(shè)