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浅谈铝及铝合金化学浸镀仿金工艺(3)
来源:深圳电镀厂原创 作者:ZW.He 日期:2012年06月10日 访问次数:

3、结果与讨论
3.1化学浸镀仿金工艺条件的确定
4种组合工艺实验结果见表1。可以看出,组合工艺(1)能实现化学浸镀仿金,所形成的镀层呈仿金色泽,而且结合力好,装饰效果好。  
          
3.2主要成分的作用与影响
3.2.1硫酸铜和硫酸亚锡的影响
硫酸铜和硫酸亚锡是化学浸镀仿金的主盐,在浸镀液酸性环境中,Cu2+和Sn2+与铝表面形成的镍层发生置换反应,形成仿金镀层。通过控制镀层中铜和锡的含量,可获得仿金色泽,硫酸铜和硫酸亚锡含量对仿金层色泽的影响见表2。由表2可知,硫酸铜含量控制在1.2~1.5 g/L,SnSO4含量控制在8~10 g/L为宜。
3.2.2配位剂和促进剂的影响
用金属镍置换铜比置换锡快得多,因此在简单Cu2+、Sn2+盐混合溶液中难以获得色泽理想的仿金层,只有当Cu2+的置换反应受到一定的限制,或Sn2+的置换反应受到适当的促进时,才能获得含铜量较低的金色仿金层。经过试验,选择酒石酸或柠檬酸作为铜离子配位剂,氢氟酸作为锡离子促进剂,能较好地调节Cu2+、Sn2+的置换速度,获得理想的仿金色泽。适宜的配位剂含量为10~15 g/L,氢氟酸含量为40~50 mL/L。
            
3.2.3硫酸的影响
硫酸的作用是为铜和锡的置换反应提供酸性环境,同时也能抑制镀液中Sn2+的水解,保持镀液稳定。
硫酸浓度对镀层质量的影响见表3。由表3可知,H2SO4含量控制在10~20 mL/L为宜。
            
3.2.4稳定剂的影响
由于镀液中Sn2+很不稳定,容易氧化成Sn4+,而Sn4+极易水解产生沉淀,使镀液中Sn2+的有效含量下降,造成锡的置换困难,导致镀层色泽呈铜色。为了阻止或延缓酸性镀液中Sn2+的氧化,提高镀液的稳定性,必须添加有效的稳定剂。根据文献[3]经验,结合本工艺特点,选择多种有机物(对苯二酚、甲醛、抗坏血酸、柠檬酸)和无机物(铈和钒的化合物)制备了一种高效复合稳定剂XT-08B,该稳定剂具有较强的还原性,可将部分Sn4+还原成Sn2+。未加XT-08B稳定剂的化学浸镀仿金液放置7 d,会产生大量沉淀;而加入XT-08B稳定剂后,化学浸镀仿金液放置3个月,仍然澄清,无沉淀,其稳定性大大提高。另外,XT-08B稳定剂对仿金镀层色泽影响很小,其加入量控制在10~15 mL/L为宜。稳定剂含量过低,稳定效果较差;过高,增加生产成本。

3.3工艺条件的影响
温度升高时,较易沉积的金属铜在合金中的相对含量有提高的趋势,导致镀层中铜含量增加。另外,温度升高,可能导致锡盐水解,使得镀液中SnSO4的含量减少。一般温度控制在15~35°C为宜。温度过高,镀层中锡含量降低,镀层呈铜红色,影响仿金色泽。

施镀时间控制在10~15 min为宜。时间过短,形成的仿金层色泽浅,不均匀,有露底现象;时间过长,仿金色泽偏深,呈铜红色,影响装饰效果。

3.4性能检测结果
3.4.1结合力的测量
在弯曲试验中,化学浸镀仿金层未出现剥离、碎屑剥离和片状剥离;热震试验中,化学浸镀仿金层也未出现起泡、剥离、裂纹等现象。这说明镀层结合力好。 
3.4.2耐盐水腐蚀性能   为比较浸镀层在盐水中的耐蚀性,将电镀仿金片、本工艺化学浸镀仿金片同时浸入室温、5%NaCl溶液中,经过240 h浸泡试验,2种试片均未发生腐蚀现象。这说明本工艺形成的浸镀仿金层与电镀仿金层耐腐蚀性相当,可替代仿金电镀。

4、结论
采用浸锌+碱性化学镀镍+酸性化学镀镍+化学浸镀仿金组合工艺方法,研制了一种新的铝及铝合金化学浸镀仿金工艺,该化学浸镀仿金工艺规范如下:SnSO4 8~10 g/L,CuSO4 1.2~1.5 g/L,配位剂10~15 g/L,H2SO4 10~20 mL/L,XT-08B稳定剂10~12 mL/L,氢氟酸40~50 mL/L,氟化铵1~2 g/L,温度15~35°C,时间10~15 min。由此工艺得到的仿金层色泽典雅纯正,结合力好,工艺操作简便,对环境污染小,耐蚀性可与电镀仿金层媲美,因而具有较好的应用前景。

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相关链接>>>>浅谈铝及铝合金化学浸镀仿金工(1)

                     浅谈铝及铝合金化学浸镀仿金工艺(2)

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