无氰22K镀金工艺研究

论文摘要

为了节约黄金、提高镀金层的硬度、耐蚀性、降低镀液环境危害性,本文开发了无氰22K电镀金工艺,完全取代含氰化物镀液而采用无毒亚硫酸盐型镀液施镀22K金。采用正交试验对工艺进行优化,并利用扫描电子显微镜、光泽仪、金相显微镜及显微硬度计等检测了镀层表面的金含量、光泽度、表面形貌、镀层厚度及显微硬度等,同时采用矩形槽法和内孔法测试了电镀液的分散能力和深镀能力。本文以亚硫酸金钠为金的主盐,铜为合金元素,亚硫酸钠、酒石酸钾钠及柠檬酸钾为络合剂,开发出了无氰电镀22K金—铜合金的工艺,并考察了镀液中氯化铜含量、阴极电流密度及温度对镀层金含量和外观的影响。结果表明,22K金最佳工艺配方及操作参数为:8g/L亚硫酸金钠(以金计)、3g/L氯化铜、100g/L亚硫酸钠、30g/L酒石酸钾钠、50g/L柠檬酸钾、30～40g/L磷酸氢二钾、施镀温度为50℃、阴极电流密度0.2 A/dm~2、pH值8.5～9.0、阴极移动搅拌、施镀时间5 min。此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,金含量为93.47%,达到22K金标准。镀液具有较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。为了提高镀层的光亮度,考察了光亮剂对镀液和镀层的影响。试验表明,添加光亮剂后,镀层的光亮度有所提高。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
• 第1章 绪论
• 1.1 合金电镀的概述
• 1.2 金属的共沉积
• 1.2.1 金属共沉积的条件
• 1.2.2 金属共沉积的类型
• 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 镀金及其合金的研究进展
• 1.4.1 镀金及其合金的发展概况
• 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的研究进展
• 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 镀金及其合金的发展趋势
• 1.6.1 脉冲镀、激光镀、高速镀及选择镀等方法更加成熟
• 1.6.2 向无氰、环保的镀液方向发展
• 1.6.3 向高性能二元及多元合金发展
• 1.7 本课题的提出及研究内容
• 第2章 实验材料及实验方法
• 2.1 实验材料及设备
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验设备
• 2.1.3 实验装置
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 工艺流程
• 2.2.2 试样的前处理
• 2.2.3 工艺配方及操作条件
• 2.2.4 原料的制备和镀液的配制
• 2.2.5 镀液中各成分的作用
• 2.2.6 镀液的维护
• 2.3 测试方法
• 2.3.1 镀层性能测试方法
• 2.3.2 镀液性能测试方法
• 第3章 无氰电镀金—铜合金工艺研究
• 3.1 电镀工艺实验
• 3.1.1 试镀结果
• 3.1.2 氯化铜含量对镀层性能的影响
• 3.1.3 温度对镀层性能的影响
• 3.1.4 电流密度对镀层性能的影响
• 3.2 镀层性能测试
• 3.2.1 镀层外观
• 3.2.2 镀层宏观和微观形貌
• 3.2.3 镀层金含量
• 3.2.4 镀层显微硬度
• 3.2.5 镀层结合力
• 3.2.6 镀层耐蚀性
• 3.2.7 镀层厚度
• 3.3 镀液性能测试
• 3.3.1 稳定性
• 3.3.2 分散能力
• 3.3.3 深镀能力
• 3.4 本章小结
• 第4章 无氰电镀22K金工艺研究
• 4.1 前言
• 4.2 正交实验设计
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 优选正交实验
• 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 光亮剂的影响
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历