低（无）氰电镀22K金工艺研究

论文摘要

为了节约黄金、提高镀金层的硬度、降低镀液环境危害性，本课题开发了电镀22K金工艺。首先以含有微量游离氰化物为镀液施镀22K金，然后完全取代氰化物而采用无毒亚硫酸盐型镀液施镀22K金。含微量游离氰化物的22K金电镀液，以氰化金钾为主盐，氰化钾和亚硫酸钠为络合剂，铜为合金元素，其工艺配方及操作条件为氰化金钾5～10g／L、氰化亚铜8～14 g／L、游离氰化钾1～2 g／L、亚硫酸钠8～20 g／L、磷酸二氢钾3～5 g／L、磷酸2～4 mL／L、甘油0.2～0.3 mL／L、适量光亮剂，pH值7～7.5、施镀温度为60～70℃、阴极电流密度0.1～0.2A／dm~2、机械搅拌。试验结果表明，工艺得到的镀层呈金黄色、均匀、细致、二级(光亮)，具有较高的显微硬度，较好的结合力、耐蚀性，金含量达到22K金标准。镀液稳定，具有较好的分散能力和深镀能力，镀液中仅含有微量的游离氰化物，以亚硫酸盐作为金的辅助络合剂，降低了镀液的毒性和环境危害性。为了进一步降低镀液的毒性，采用不含氰化物的镀液，以亚硫酸金钠为金的主盐，亚硫酸钠和柠檬酸钾为络合剂，钴为合金元素，开发出无氰电镀金—钴合金的工艺，并考察了镀液中硫酸钴含量、阴极电流密度、温度对镀层金含量及外观的影响。结果表明，22K金最佳工艺配方及操作参数为：160g／L亚硫酸钠、120g／L柠檬酸钾、30g／L硫酸钴、9 g／L亚硫酸金钠(以金计)、40～50g／L磷酸氢二钾、施镀温度为40℃、阴极电流密度0.2 A／dm~2、pH值8.80～9.20、阴极移动搅拌。工艺得到的镀层呈金黄色、结晶均匀、细致、介于二级与三级(光亮)，具有较高的显微硬度，较好的结合力、耐蚀性，金含量达到22K金标准。镀液比低氰电镀22K金镀液具有更好的分散能力和深镀能力。镀液中不含氰化物，镀液无毒，有利于操作和废液处理。为了提高镀液的稳定性和镀层的光亮度，考察了稳定剂和光亮剂对镀液和镀层的影响。试验表明，添加稳定剂和光亮剂后，镀液的稳定性和镀层的光亮度均有所提高。本工艺得到的22K金镀层颜色鲜艳，性能优异，适合作装饰性镀层。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 合金电镀的概述
• 1.2 合金的电沉积
• 1.2.1 合金电沉积的条件
• 1.2.2 合金电沉积的类型
• 1.2.3 影响金属共沉积的因素
• 1.3 镀金及其合金的应用
• 1.3.1 金的物理、化学性能
• 1.3.2 金及其合金镀层的应用
• 1.4 镀金合金的研究进展
• 1.4.1 镀金及其合金发展概况
• 1.4.2 金合金镀层性能
• 1.4.3 K金的工艺配方和操作条件
• 1.5 镀金及其合金添加剂研究进展
• 1.5.1 含氰化物镀液添加剂的研究进展
• 1.5.2 无氰化物镀液添加剂的研究进展
• 1.6 镀金及其合金发展趋势
• 1.6.1 高速镀、脉冲镀、选择镀和激光镀等方法更加成熟
• 1.6.2 向无氰、环保的镀液方向发展
• 1.6.3 向高性能二元以及多元合金发展
• 1.7 本课题的提出及研究内容
• 2 低氰电镀光亮22K金工艺研究
• 2.1 前言
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 镀层性能测试方法
• 2.2.2 镀液性能测试方法
• 2.3 施镀工艺
• 2.3.1 试验材料及工艺流程
• 2.3.2 工艺配方及操作条件
• 2.3.3 原料的制备和镀液的配制
• 2.3.4 镀液中各成分的作用
• 2.3.5 镀液的维护
• 2.4 镀层性能测试
• 2.4.1 镀层外观
• 2.4.2 镀层宏观和微观形貌
• 2.4.3 镀层金含量
• 2.4.4 镀层显微硬度
• 2.4.5 镀层结合力
• 2.4.6 镀层耐蚀性
• 2.4.7 镀层厚度
• 2.5 镀液性能测试
• 2.5.1 稳定性
• 2.5.2 分散能力
• 2.5.3 深镀能力
• 2.6 本章小结
• 3 无氰电镀金—钴合金工艺研究
• 3.1 前言
• 3.2 试验材料及工艺流程
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 工艺流程
• 3.3 原料的制备和镀液的配制
• 3.3.1 亚硫酸金钠的制备
• 3.3.2 镀液的组成
• 3.3.3 镀液的配制
• 3.4 试验方法
• 3.5 施镀工艺
• 3.5.1 工艺配方及操作条件
• 3.5.2 硫酸钴含量对镀层性能的影响
• 3.5.3 电流密度对镀层性能的影响
• 3.5.4 温度对镀层性能的影响
• 3.6 镀层性能测试
• 3.6.1 镀层外观
• 3.6.2 镀层宏观和微观形貌
• 3.6.3 镀层厚度
• 3.6.4 镀层显微硬度
• 3.6.5 镀层结合力和耐蚀性测试
• 3.7 本章小结
• 4 无氰电镀22K金工艺研究
• 4.1 前言
• 4.2 正交试验设计
• 4.3 正交试验结果与讨论
• 4.3.1 优选正交试验
• 4.3.2 优选试验镀层的基本性能
• 4.3.3 镀层的宏观和微观形貌
• 4.3.4 镀层的表面光泽
• 4.3.5 优选试验镀液的性能
• 4.4 稳定剂的影响
• 4.5 光亮剂的影响
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢