【doc】电镀铑钌合金新工艺

电镀铑钌合金新工艺
199~q年5月
呶丝堑够
电镀与环保第12卷第3期(总第B5期)?9?
一
l电镀铑钌合金新工艺
囊苎_一三√扬孟权(上海市轻工业研完所)母
钐
[摘要]末史介轺了锗钉舍壹电蛙新工艺,捷得音格85%,音毒i15另唏光亮单白色奢垒镀层,既可
戳钉替代部分贵重的姥,土可提禹谴县性能.
一
概述
现在,人们对洁白光亮酷似镀银的外观,颇惑兴
1趣,恒银镀屠在大气中表面窨易变色.国外,早在三十
年代就把镀锗广泛用于白色的铂,银制首饰,镀过镍的
服饰与其它装饰性物件上,以获得光亮银白色,耐变
色,既硬又耐磨的装饰镀层.
锗是一种贵金属,在地壳中的丰度为1×IO叶,矗克
拉克,金的率度为5x1O叫两克拉克,价格约是黄金的
五倍,非常昂贵.在装饰上应用时,常镀薄层来减少
其成本.钉和铑的性质相似,外观较铑稍暗,但比铑便
宜得事.我们着手研究电镀铑钉台金工艺,一贝U节约
贵重的铑,降低成本,二则提高镀层性能.
二,镀液成分厦其工作规范
1.镀液威分与工作规范
铑(硫酸铑形式)2—3g/L
硫酸(分斩纯j33~60mL/L
钉(以三氯化钉形式)0.1～1g
氨基磺酸10～80g/L
温度4O～卯℃
阴投电流密度(J2～8A,d0
阳极谂钉钛网
搅拌方式阴极移动(15times/m~n)
2.镀液配徊
(1)在洗净的镀槽中先注入规定体积一半的纯水,
再加入配方量的浓硫酸,配成酸化水,然后加入配方量的浓绰硫酸铑液(市售含铑置印g/L).
(2)称取配方量的三氯化钉溶解于纯水中,然后
加八(1)中,并加入所需氨基磺酸,最后注入纯水至规
定体积.
3.工艺流程
铜或钢铁零件——去油,去锈——预镀铜或
镍——镀半亮镍——镀亮镶——镀钯镍台金——镀铑邮政编码:20OQ驵
钉台金——盾处理——撰干
在电化顺序表中,铑位于较正的一端,置换镀倾向
很大.在含铑量高的强酸性槽液中所有基体金属都
赫顼用贵金属预镀层来充分保护,避免浸溃时的置换镀.谤镀液只适用于镀层或电铸生产而对于薄的
装饰镀屠却用处不大.然而铑棂容易形成络合物,能
得到一种舍姥厘低孟置换镀顿向很小的装饰性镀掖, 在不活泼的金属基体上可直接电镀(当然,内镀一层
责金羼预镀层效果更好.倒如,内镀钯镍台金).而较
话泼的基体金属,还必嚣预镀镍,镀半亮镍与亮镍,再
用贵金属闪镀,不仅能提高抗蚀性,还能提高产品的光
亮度与光洁度.[
三,电镀铑钉合金过程的电极反应
1.阴极反应
通电后,Rh,Ru,H在阴极上放电还原.
Rh2(SO{)+6e_—啼
2Rh+8SO?一o
RuCk+8e——Ru+3Cl
.+0.68(v)@
2H+2e—-÷H2t@
2.阳极反应
通电后在不溶性阳极区产生大量的氧气
2H0—4e_—辛02t+4H@
三价铑含失去电子而,严生四价或六价的锗.
Rh3一e—Rh|⑤
Rh"一2e—R@
RuC1因失去电子而产生五价或六价的钉.
四,镀液中各成分与工作规范
的作用厦其影响
1.硫酸蘸
市售的红色硫酸铑(Rh2(sot)?4H2o]浓缩维
具有络台物的性质,是镀液中的主盐.为了减少投资,
101992May.]glectroplating&PollutionControl"Co1.12No-8 高成本装饰铑合盒电镀液采用较低的金属离子浓度,
台铑2～3g/L.诺离子浓度过低,电流效率下降,甚
至镀层里暗红色,无光泽.由于采用'不溶性阳极,电镀
时铑离子逐渐消耗,因此就需向槽液中补壳硫酸铑浓
缩液.
2.硫酸
硫酸中的硫酸根离子是三价铑的主要结合离子.
参见络合反应式:2Rh+8SO4+4H2O与
Rh2(SO4)3?4HsO.提高硫酸浓度,对三价铑的络台
能力越强,置换镀的倾向就越小.其次,提高硫酸含量,能增加镀浪电导率.但是镀液中的硫酸浓度不宜太高,因为酸度偏高时,如果工件不带电八镀谐,就有产生腐蚀的危险.倒如镀过亮镍的金属眼镜架如不带电^槽,镀层表面会产生黑的斑点.因此把硫酸浓度
控镧在30~40mL/L为佳.
8.三氯化钌-
作为电镀屠时,钉与铑的特性是相似的,只是外观
稍暗一些,而价格比铑便宜得多.一定比例的钉与铑共沉积,所获台金镀层硬度增加,同时钌替代镀层中部分贵重的铑,降低成本但是钉在镀层中的含量高于20%,合盒镀层的色泽会受影响.在不影响镀层外观
星光亮银白色的前提下,适当提高钉含量是允许的.镀液中钌含量盘控翩在O.1N1g/L.
垂.氨基磺酸
氨基磺酸能降低镀层应力,在镀厚层时是一定要
耀加的.对于镀薄层装饰铑钉合盒,氨基磺酸含量不必过高.其次,它能抑制不必要的阳极反盘,砘缓镀寝￡.通常添加量为10-~80g/L
5.阳极电流密度(Jk)
267mL赫尔槽试验.采甩诛钉钛网阳极,镀镍铜
片为阴极,总电流3A,温度50℃,无搅拌1分钟结果如下
全光亮l有黑斑点
远瑞
当JK≤2A/din2时,镀层泛黑点当JK>2A/dn
时,镀层全光亮.上试验说明,镀件镀亮镍后在镀锗
台金之前,如没有闪镀贵金属,JⅡ要大于2A/rim~,才能保证镀层全光亮睫着增大,对装饰铑钉合金镀
层外观影响不大,但阴极析氢严重.JE通常控制在
2～8A/drnz.
G.温度
对于装饰性铑钉台金电镀,温度对镀层外观影响
不太,可以在室温下操作.提高温度能减少析氢现象, 降低镀层的应力.另外,稍高的温度有利于镀液燕发, 可把回收液加蕈lI镀液里,节约贵金属,减少废水量.建议温度控制在4o～50℃.
7.搅拌
电镀装饰铑钉合金,电镀时间一般只有几十秒.在
电镀时,可采用手动方式来迭到搅拌目的.若镀较覃
镀层应采用阴扳移动.
B.阳极
在铑钉台盒镀稽中,可采用贵金属铑,铂电极或石
墨电极.然而贵金属电极成本高,石黑电极易污染镀液.选用慷钉钛网阳极,经试用效果较好阳极钩材
质最好与阳扳相同.
五,镀层物理化学性质
1.合盒比:镀层成分随镀液中铑含量与钉含量
的比值变化而变化.当镀液中铑与钉的比值2～3:1 时,镀层中含铑85~88%;含钉15"~18%
2.讣观:呈银白色全光亮镀层,色泽黄讽并绐人
以厚实丰满感觉.
8.硬鲢铑钉合盒的硬度随镀屠中钉含量的变化
而改变
\一序
类128'56
镀液含姥2.O2.o2.02.O2.02.0
(g/L)
镀蔽含钌0oO10.05O.10.51.0
(g,L)
硬度HT872.口06.6742.8762.0641.0598.B
(负载ssg)I
由上表可见,镀液中铑含量为2g/L时,所获话钉合金
镀层的硬度高于纯铑镀层的硬度,但钉含量超过O.5
g/L时,硬度逐新降低.因此必须控翩镀澈中的钉含
量,才能获得光亮银白,高硬度的铑钉合盒镀屠.
4.耐磨试验:应用I己王L耐磨机进行试验.设A
样为没有电镀铑钉合盒的镀镍试片;B样为镀镰后电镀铑钉合金试片(电镀铑钉台宝时间为305)负载各加500g同时进行扭4试A试片经磨(1)次后露底:B试
片经磨("2)扶后露底.结果该铑钉合盒镀层所增加耐
唐值为(ns—n1)≈30o0次
5.耐腐蚀试验:采用中性盐雾试验法,试验条件
为箱温3,盐水浓度5%,沉降章¨%,应用YQ一
25D盐水喷雾箱,经30小对嗑雾,按工艺流程制得的
电镀试样表面无斑点.
lg92年5月第l2卷第3期(总第6石期)-11?
六,注意事项
1.电镀铑钉合全的前,后处理要特别小心,一般
用5%硫酸活化,且用纯水浸洗.镀铑钉合金之后,要立l丑0在纯水中浸洗,然后在热水中冲洗.如前,后处理不当,镀膜会产生斑点
2.少量碱液带^铑钉合金镀液,舍导致镀层发
黄.
8.氰化物如不留意带^镀槽会严重影响镀液,甚
至无法正常电镀.
4.如发现镀液中有杂污染,金属杂质可添加硫
酸解决,有机物则以活性炭3～5g/L处理
5.镀液经过一段时间电镀后,部分铑氧化,三价
铯离子被氧化成四价或六价铑离子,使得镀液无法再用.处理方法是加入双氧水把高价化合物还原.处理后的溶液需加热,以便完全除去过剩的双氧水.
6.退镀镀过镍的黄铜基体上镀铑钉合金镀屡
此退镀配方:H2S0'55~60.波姜度
||一i
[化学镀]
温度3o~4o~c
压7V
七,结论
1.电镀铑钉合金新工艺经过研究试验并在有关
厂生产,证明工艺稳定,镀层质量优良,性能良好.该
工艺在国内属首创.
2.在不影响镀层呈光亮银白色外观及镀层质量
前提下,在铰液中添加三氯化钉,获得含铑85,5,含钉15%的合盒镀层,以钉替代部分贵重的铑,既节约了铑的用量,成本降低,又使镀层硬度提高
3.本工艺所需全部原材料均为国产.漂洗水经蒸
浓回收利用.
4.本工艺已用于金属眼镜架,戒指等高挡产品
上,建议在首饰,眼镜,制笔,手表等行业推广应用,以
提高产品的档次,增加产品的附加值,增加花色品种. 参考文献
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工业出叛社,1932年9月
C自]FrederickA.Lowenheim.E1ec廿op1angMc-
&w—Hi】1BookComparty1978
新的铝合金表面化学镀镍磷合金前处理工艺
及镀层性能研究(I)
里v/陆柱(华东化工学院)
&
[摘要]:研究了一种新的分镍盐的高碱性表面活他液采替代常规的浸锌处理工艺.对镀屡结合力
洲试表明,此种前处理工艺能获得同浸辞处理一样满意的结果.对用新的前处理工艺所得镀屡性能,如
硬度和耐蚀牲等进行了研览
一
,前言
铝及铝合金具有比重小,强度高,导电,导热与加
工性能好等许多特性,成为现代工业中应用最广泛的
轻金属.纯铝具有较高的耐蚀性,但较软,在机械强
度要求较高的场合无法满足需要.为提高铝的机械强
度,在铝中添加一台金元素如CuZn和Si等形
成铝台金.但铝合金具有很高的化学活性,耐蚀性较
鼬铝明显下降,很难适应腐蚀性较强的环境.同时,铝
合金的耐磨性差,接触电阻太.采用各种表面处理技术
是克服铝合壹酶点而又提高其性能的一个重要手段.
常用的铝台盒表面处理技术有电镀,化学镀,钝
化,化学氧化和阳极氧化等.化学镀Ni—P合盒作为
邮政编码:2吣端f
一
种功能性镀层,应用于铝合宝表面处理,能使铝合金
县有高的硬度和耐磨性优异的抗蚀性能,好的可焊性及光亮的外碗,因而越来越受至人们的瞩目.但要在铝合金表面获得均匀细密的化学镀镶层,并保证镀层与铝台宝基体间结合良好,首先要取决于有效的镀前处理"
铝是一种活滥的两性金属,暴露于空气和水中,表
面立即生成一层氧化膜,在其上化学镀镍将阻碍镀层与基体hJ牢固结合.为了使铝件上的化学镀镍层与基体结合良好,需要对铝基体进行特殊的前处理.
对铝基体的前处理可归纳为下列几类];
1.酸活化
2.阴极处理。