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微钴枪色电镀光剂


 微钴枪色电镀光剂

近年来,黑色系列的防护装饰性“枪黑色”镀层在钟表、仪器仪表、家具、五金、首饰、服饰等日用品上得到广泛使用。枪色,一种铁黑色闪现寒光的色调,这种气质高雅的色调已在装饰镀层中占有一席之地,并逐步得到推广应用。但由于传统的钴镍枪色电镀液中,存在着大量有毒性,对人体和环境有破坏性的物质,如钴和镍金属离子;这两种金属元素对环境产生重金属污染,对操作工人身体健康造成危害。欧盟在2008年6月18日颁布第一版REACH候选物质列表中有列入钴盐随着人们的环保意识的增强,迫切要求发展环保清洁的电镀工艺,替代传统工艺。                 

 

广东达志环保科技股份有限公司自主研发的微钴枪色电镀工艺,可以达到生产工艺清洁、环保的要求,可以替代传统的枪色电镀工艺。

 

微钴枪色电镀工艺的顺利实施有着重要意义:

1、推动电镀行业转型升级,响应低碳环保国策,节约用钴量。

我公司研发的微钴枪色电镀工艺,采用微量钴盐和少量锡盐工艺,比传统枪色电镀节约大量的钴和锡。由于该技术符合国家环保产业政策,发展前景看好。项目的成功产业化,将为行业的表面处理工艺实现环保节能提供技术支撑,解决环境污染和资源消耗问题,对于推动电镀产业升级具有十分重要的意义。

 

2、随着科技的进步和人们对镀层性能要求的日益提高,镀铬和镀镍一直是获得常规防护镀层的通用方法, 但镀铬毒性大污染环境, 而镍镀层易引起过敏性反应, 研究结果表明, 锡钴合金具有硬度高、 耐磨、 抗氧化经久不变色、可焊性好及对皮肤无过敏性等优良特性,可镀在光亮铜等基体及一些衣物系扣物上,是理想的替代镀层。

 

目前,枪色镀层的镀液按其所含络合剂的不同分为如下类型: 氰化物镀液、 焦磷酸盐镀液、氟化物镀液等等。氰化物体系枪色电镀工艺虽然稳定,但对环境及操作人员危害大,操作温度一般接近70℃,能耗大;虽然氰化电镀的性能通常都比较优良,但环境污染日益严重地威胁着我们赖以生存的环境,为了环境的清馨和人类的健康,加大电镀行业无氰化工作的进展是十分必要的。氟化物镀液虽然具有氟离子与锡离子络合能力强,与镍离子络合能力弱, 而有利于锡镍合金的共沉积等优点,但因其对设备腐蚀性强,对人体有害而被停用。焦磷酸盐锡镍合金镀液可以得到浅枪黑色至黑色的不同色调的锡镍合金镀层,镀层性能优良,是较好的装饰性镀层。但镀液中含有大量镍盐,镍污染严重。

 

电镀合金是利用电化学方法使两种或两种以上的金属(也包括非金属)共沉积的过程。其基本条件是:①镀液中一种金属离子的放电电位等于它的平衡电位与过电位之和;②两种金属或几种金属离子在阴极上共同析出的必要条件是他们的放电电位必须相等。锡钴合金电镀中含有锡钴两种金属离子,向镀液中加入表面活性剂,它能使比较容易还原的金属锡过电位大大提高,而对较难以沉积的金属钴过电位影响不大,这样锡钴两种金属离子的还原电位接近,从而在外加电流作用下实现锡钴合金的共沉积。

 

微钴枪色电镀属于焦磷酸盐镀液体系,在该镀液中,虽然焦磷酸根对 Sn2+Co2+络合能力较强,但镀液中Sn2+Co2+的析出电位仍然相差很大,添加适宜的组合添加剂,可显著改善镀液和镀层的性能,所以选择适当的添加剂也成为本工艺的关键;另外镀液成分及电镀工艺条件对镀层的合金成分有着明显的影响。

 

1) 镀液中金属浓度比的影响,金属离子浓度比变化对合金成分影响很明显。镀液中锡离子占总浓度 40%~60%时合金硬度值更高,此时镀层结晶细致内应力最大。当锡含量低时镀层表面有小瘤巴,浓度过高镀层结晶变粗。

(2)络合剂的影响,尽管焦磷酸盐是主络合剂,但对合金成分几乎没有影响。研究合金电镀的极化曲线表明,在焦磷酸盐镀液中加入蛋氨酸时钴的极化曲线向正方向移动,这有利于同锡发生共沉积。除主络合剂外,还可使用辅助络合剂,使用辅助络合剂有利于提高镀液的稳定性,同时可扩大光亮区的电流密度范围,使镀层更加均匀光亮。

3)电流密度的影响,电流密度大小会影响合金的含量比例,进而影响色泽。在无搅拌下,电流密度偏高时镀层粗糙且呈暗灰色,时间稍长,变成灰黑粉末状沉积;在阴极电流密度偏低时,镀层会出现不均匀的蓝紫色。

(4)温度的影响,当温度低时镀层钴稍增加,在较高温度下锡含量稍增加。温度过低,如在室温电镀,偏褐色,且不均匀,深度能力明显下降。温度高些可提高各组分溶解度,使镀层色泽均匀,提高分散能力,覆盖能力和电流效率,但温度过高,光亮度显著下降,且二价锡易氧化。

 

工艺特点:

1、镀液钴含量超低,镀层几乎无磁性,能满足最新的欧盟标准;

2、镀层纯黑亮丽,色泽持久不变;硬度良好;

3、镀液稳定,操作简单,适应于滚镀和挂镀。

 

工艺条件:

      金属钴             1.0-1.5g/L         

      金属锡             0.2-0.4g/L         

      络合剂             150-200g/L         

      添加剂A            100-150ml/L         

      添加剂B            10-20ml/L          

      温度                35-40OC                   

      pH值               9.5-11           

      DK                  0.3-1.0ASD         

      阳极               石墨

 

工艺控制:

1、温度:一定要严格控制在范围内,可通过恒温设备来实现

2、pH值:由于镀枪色前要酸活化,洗水不够彻底,镀液pH会缓慢下降,可用络合剂来调高pH值,约10-15克/升络合剂可提高1个单位pH值,调低pH值可用稀磷酸溶液

3、对于滚镀来说,每槽要适当添加锡盐,保证前后槽色泽相同

4、平时加料时,所有主盐和添加剂要同时加入,以确保镀液成份和镀层色泽的稳定性

 

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