高档锁具电镀仿金工艺设计

0前言

众所周知, 金是一种具有高度光泽、呈金黄色、色泽瑰丽夺目、化学稳定性很高的贵金属。金黄色的外观华丽贵重,一直都被视为财富的象征而倍受人们的青睐。但金价昂贵,用于装饰极不现实。而仿金镀,尤其是仿金电镀则调节了价格与装饰要求的矛盾，故而很多饰品或制品都采用装饰性仿金电镀,同样给人以高雅的感受。仿金电镀既保持了金黄色的外观，又大大降低了成本,使其迅速得到了普及。目前,金色电镀已广泛用于如首饰、工艺制品、灯具、钮扣、手表、打火机、制笔等零件上的装饰性电镀。

仿金电镀从18４1年开始至今已逐渐得到了广泛应用。近年来,不少单位对其又进行了进一步的研究，但仍然存在着许多问题。例如在批量生产中要达到纯正一致的仿金色泽,较长时间能保持金色，不过早地褪色变色,就是一个难题。这涉及到从磨光到最后的有机涂料封闭的每一道工序。因此,应从工艺选择入手，筛选比较优良的电镀工艺以提高产品质量。目前，仿金电镀工艺有高氰、中氰、低氰、微氰、无氰电镀,而其中又分二元、三元、四元合金镀。

由８０年代初至9０年代上半叶，我国的仿金电镀技术已从研究、应用发展成为了较成熟的工艺，解决了仿金镀层易变色和镀液稳定性的一些问题，增加了电镀品种和产品色泽,逐步满足人们对美的要求。但时至今日,仿金电镀工艺中仍存在着一些不足之处。例如,真空镀黄铜或氮化钛(价格昂贵）设备投资费用,加工容积有限，氰化镀黄铜中剧毒的氰化物严重污染环境，而在中低氰及无氰电镀黄铜中，镀层颜色又很难与纯金颜色(24 Ｋ纯金色）相同。从近十多年来国内开发和应用的各种仿金电镀工艺来看,以二元合金(Ｃu２Zｎ)和三元合金(Cu2Ｚｎ２Sn)占大多数，但很少有一种可用于大批量生产的仿真金色工艺。另一问题是繁琐和严格的镀后处理步骤。大多数仿金电镀工艺的后处理工序都必须经过钝化、水洗、纯水洗、烘干、喷（浸)有机涂层等步骤, 对清洗水的要求也十分严格,水洗不彻底或水不干净都会引起水迹或变色。有机涂料关系到涂层的硬度、透明度以及涂料的流平性和不同的施工方式,不能任意选用,烘干也耗费能源。能不能象镀铬那样镀了仿金层后,只需水洗和钝化保护,仿金层就可以在较长时间

内不变色呢？总之,由于铜合金的氧化性阻碍了仿金电镀的发展,要使这种镀层具有较好的抗变色能力, 达到经久耐用的要求，就必须借助于涂料的保护作用，因此仿金镀件的质量在很大程度上取决于保护涂料的质量，而国内这种理想的涂料尚未见到,因此,今后应开发出性能良好的仿金涂料。如果要从镀层本身解

决产品的不变色问题就必须开发化学稳定性好的电镀方法或采用其它的镀覆方法，镀覆化学稳定性好的仿金材料。如真空镀钛,当然还要考虑生产成本与效率等问题。只有解决上述问题中的一个, 使仿金色泽经久不变，仿金电镀才会有突破性进展。

1工艺流程

工艺流程图

磨光

磨光是借助粘有磨料的磨光轮(或带），在高速旋转下磨削零件表面的过程。在磨光所用磨光轮（或带）的轮周上,以骨胶、牛皮胶或明胶等作为胶黏剂粘接上不同磨料。这些磨料颗粒细小、硬度极高，且有许多锋利的棱角，相当于无数个硬度很高的小刀刃不规则的排布在磨轮表面上。当魔光轮高速旋转时，由于在磨光轮与零件之间加有压力，迫使磨料颗粒切削零件表面，从而磨去零件表面各种宏观缺陷、腐蚀痕、划痕、焊渣、砂眼和氧化皮等，提高零件平整和光洁程度。在

磨光轮高速旋转的磨削下，零件表面被正整平的同时,摩擦热有可能使零件表面烧伤,发生氧化变色。

磨光适用于加工一切金属材料和部分非金属材料。磨光效果主要取决于磨料的特性、磨光轮的刚性和轮轴的转速。磨光可根据零件表面状态和对表面质量要求的高低进行一次磨光或几次（磨料粒度逐渐减小)磨光,磨光后的零件表面粗糙度Ra 值可达到0.4um。

磨光工序中所用的磨轮多为弹性轮，常用皮革、粗细毛毡、棉布、各种纤维织品及高强度纸等制成，它们的刚性依次降低。磨轮的软硬除与所有材料的性质有关，还与材料的组合及缝制方法有关。对于硬度较高、形状简单、粗糙度大的零件，应采用较硬的磨轮;对于硬度低、形状复杂、金属切削量小的零件，应采用较软的（弹性较大)的磨轮,以免造成被加工零件切削能力减弱,可以防止零件的变形。也就是说,对零件表面粗糙度要求低时,就应采用较软的弹性磨轮。

磨轮效果还与磨轮旋转的圆周速度有密切的关系。当被磨光的金属材料越硬,加工表面的粗才度要求越低时,磨轮圆周速度应该越大。圆周速度过低，生产效率低；圆周速度过高,磨轮损坏快，使用寿命短，所以磨轮的圆周速度应选择适当。化学除油

化学除油是利用热碱溶液对油脂的皂化和乳化作用，将零件表面油污除去的过程。碱性溶液包括两部分：一部分是碱性物质,如氢氧化钠、碳酸钠等;另一部分是硅酸钠、乳化剂等表面活性物质。碱性物质的皂化作用除去可皂化油，表面活性剂的乳化作用除去不可皂化油。化学除油具有工艺简单、操作容易、成本低廉、除油液无毒、不易燃等特点。

但是常用的碱性化学除油工艺及其乳化能力较弱，因此当零件表面油污中主要是矿物油时，或零件表面附有过多的黄油、涂料乃至胶质物质时,在化学除油之前先用机械方法或有机溶剂除去，这一工序不可疏忽在生产上化学除油主要用于预除油，然后再进行电化学除油将油脂彻底除尽。

化学除油液的主要成分包括氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、焦磷酸钠、硅酸钠、硼酸钠等碱或碱性盐,此外,通常还包括EDＴＡ、柠檬酸钠等金属螯合剂和各种乳化剂等有机添加剂。通常碱性除油液均含有两种或两种以上的碱或碱性盐。氢氧化钠和碳酸钠是两种价格便宜的强碱性物质。磷酸钠和焦磷酸钠等磷酸盐既是碱的

来源,又起着螯合钙、镁等金属离子软化硬水，并缓冲溶液pH值的作用，硅酸盐形成的胶体膜可保护铝、锌等两性金属不受腐蚀。有机添加剂起辅助乳化和分散油污的作用。

对钢铁零件除油,碱液含氢氧化钠应该小于100ｇ/L。

碱性化学除油通常有下列组分:氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠、乳化剂和表面活性剂。

氢氧化钠是保证皂化反应进行的重要组分,当氢氧化钠含量过低皂化反应不能进行,过高肥皂的溶解度下降,并使金属表面发生氧化。碳酸钠、磷酸三钠主要起缓冲作用,保证溶液在除油过程中pH维持不变。为了使溶液具有足够的缓冲作用,碳酸钠、磷酸三钠应具有一定含量。碳酸钠除具有缓冲作用外还具有一定的乳化作用，但其水洗性不好,不宜单独使用。碳酸三钠除具有缓冲作用外,还可以使水玻璃容易被水洗去。

硅酸钠作为乳化剂加入除油液中,易溶于水，但不易洗去,特别是复杂零件的除油，硅酸钠更不容易除去，当游离的硅酸钠残留于工件表面,若在水洗不彻底的情况下被后序酸洗处理时用酸中和，将生成硅胶粘附于表面难以除去，造成镀层发暗和剥落现象。

添加表面活性剂的目的在于降低表面张力，使除油液对油污层容易进行渗透、润湿，从而加速除油作用;另外,表面活性剂弥散于油脂或污垢表面(和液体的交界面)，有加速乳化的作用。除油是一种强碱性（pH>９）的热溶液,所以不宜用耐热、耐碱性弱的表面活性剂，也不宜用泡沫多的表面活性剂。

浸蚀

浸蚀又称酸洗，是电镀工艺中的重要工序之一，按其性质一般分为化学浸蚀和电化学浸蚀两大类;按其用途大致又可分为一般浸蚀、强浸蚀、光亮浸蚀和弱浸蚀几种。为了除去某些较厚较致密的氧化皮，浸蚀过程中往往还采用电解、超声波振荡及熔盐加热—淬冷等辅助措施。

金属零件浸渍在相应的浸蚀液中,利用浸蚀液与基体表面上氧化皮或锈蚀产物等的化学溶解作用，以达到除去零件表面氧化皮、锈蚀物、钝态薄膜等目的的过程。化学浸蚀的机理视浸蚀液的种类和零件基材的不同而有别。