裝飾銀電鍍工藝

銀，是一種套用歷史悠久的貴金屬，在地殼中的含量很少，僅占0.07ppm，純銀是一種美麗的銀白色的金屬，其首飾和器皿具有良好的反射率，磨光後可以達到很高的光亮度，在首飾和家庭裝飾中用途很廣泛。而在一些金屬表面鍍上一層銀，也可以達到純銀的裝飾效果，外表光亮細緻，耐磨、抗腐蝕、抗變色能力強，因此具有廣泛的套用。以往採用的非光亮鍍銀工藝存在外觀較差，抗蝕力較低，特別是抗硫抗變色能力差，為了出光，通常採用化學拋光或銅刷刷光再浸銀，這樣既浪費電和時間，又污染環境。為了解決上述問題，國內一般採用兩種方法，一是採用酒石酸銻鉀配合有機添加劑(多數是含硫化合物)來獲得光亮鍍銀層，此法因銻及硫的影響，使鍍層易變色、脆性大、可焊性不理想。另一種是採用氰化光亮鍍銀，此法採用一種不含硫的有機光亮劑和適量的酒石酸銻鉀配合使用，獲得了全光亮銀層，解決了鍍層易變色、脆性大、可焊性不理想的問題，同時降低了原材料的消耗。但此法由於需要的有機配合物較多，使得影響電鍍的因素增多，又增加了工序。為了尋求一種省時省力省原料的方法，在原工藝的基礎上進行了改革，推薦一種衝擊鍍銀工藝，即在較高電流密度下，在短短的幾秒內完成鍍銀，銀層薄而均勻光亮，電鍍液成分簡單，不需要其它有機配料，過程一次完成，時間短，生產效率高，
節省原料(需銀量僅為原氰化光亮鍍銀的4%左右)。
1實驗方法及結果討論
1.1電極及實驗條件
陽極：不鏽鋼板10×2cm2；
陰極：銅片(若干)10×2cm2；
溫度：室溫無攪拌。
1.2工藝流程
電鍍除油→熱水洗→冷水洗→化學除銹→水洗→氰化頂鍍銅→水洗→酸性光亮鍍銅→水洗→光亮鍍鎳→水洗→衝擊鍍銀→去離子水(或蒸餾水)洗→鈍化→浸400有機膜→烘乾→浸光亮漆保護膜→烘乾→檢驗。
1.3電解液
衝擊鍍銀的電解液包括AgCN及kcn兩種電解質，因此AgCN及KCN的含量多少對衝擊鍍這一短時間內的電鍍方法影響很大。實驗採用固定的AgCN的用量為1.5g/L，改變KCN在電解液中的含量，以明確AgCN與KCN的合適配比。由表1可見，KCN在電解液中的含量以80g/L最合適，即與AgCN的配比為160：3，這時的銀鍍層光亮細緻，表觀為理想的白色，而KCN的含量低於這一含量，鍍層即成霧狀使銀鍍層模糊，光澤不足，鍍層的結晶不細緻，若高於這一含量，則鍍層發黃。
AgCN與KCN保持的這種配比關係，是由於衝擊鍍銀電解液的主要成分為絡合銀鹽及游離氰化鉀。絡合銀鹽的生成反應如下：AgCN+KCN=K[Ag(cn)2]；絡合銀鹽發生的離解反應：K[Ag(CN)2]=K++[Ag(CN)2]-
由於[Ag(CN)2]-的不穩定常數很小(K不穩定=8×10-22)，電解液中Ag的濃度很低，所以工件上銀層的沉積主要是[Ag(CN)2]-的直接還原。
氰化鉀作為電解液中的絡合劑，與銀絡合生成[Ag(CN)2]-，由於它的絡合能力強，所以銀氰絡離子的穩定性好。在電解液中保持一定的氰化鉀游離量，才能保證[Ag(CN)2]-絡離子的穩定性，提高陰極極化的作用，使鍍層均勻細緻。 電解液中AgCN的含量過高會導致鍍層發黃，含量過低則銀離子與氰化鉀絡合不穩定，陰極極化小，鍍層不細緻。本方法在大量實驗基礎上確定AgCN的含量為1.5g/L時即可達到衝擊鍍的要求，節省了銀的用量，達到裝飾性鍍銀的要求。
表4其它條件對鍍層表觀的影響
鍍層現象
產生原因
解決方法
發黃
鍍液中含有機雜質及硫；AgCN含量太低；KCN含量太高
KCN含量低；電流密度高
用活性炭處理；補充AgCN；調整KCN含量
補充KCN；適當降低電流密度
有白霧，發糊，光澤不足
KCN含量低；有機雜誌累積
加入KCN；活性炭處理過濾
起皮，鍍層燒焦，發花
鍍前清洗不良；電流密度太大；除油不徹底；鍍前夾入有機雜質；鍍前未活化
改進前處理；降低電流密度；加強鍍前除油；用活性炭處理；加活化
1.4電流密度對鍍層表觀的影響
實驗採用不同電流密度下進行衝擊鍍(見表2)。通過實驗表明，電流密度過大會導致鍍層起皮及燒焦，鍍層發黑，鍍層結晶粗；電流密度過小達不到衝擊鍍的效果，所需時間長才有效果；合理的電流密度為5.0～6.0A/dm2；實驗還表明，隨鍍液中AgCN和KCN的含量多少不同電流密度應適當變化，一般KCN的含量增加，電流密度也適當增加。
表1KCN的含量對鍍銀層表觀的影響
KCN含量(g/L)
鍍層表觀現象
25
鍍層模糊無光澤
55
鍍層呈霧狀光澤不足
80
鍍層白亮細緻
135
鍍層大部分白亮局部淡黃
175
鍍層發黃粗糙無光澤
1.5電鍍時間對鍍層表觀的影響比較不同時間的電鍍效果，尋求衝擊鍍銀的最佳時間。衝擊鍍的時間不易過長，以7～9秒為宜，同時因鍍件的大小不同，衝擊鍍的時間也應稍有不同，鍍件大可多衝鍍2～3秒，鍍件小可少沖鍍2～3秒。衝擊時間過長會導致鍍層呈霧狀，雖白但是不亮，時間過短，鍍層無明顯現象，表觀發暗，主要是由於鍍層不均勻，未將鎳底層全部覆蓋而致。
1.6溫度對鍍層表觀的影響
採用不同溫度下的衝擊鍍實驗:適當提高電解液的溫度，可以相應陰極電流密度，提高沉積速度。但溫度太高，會加快電解液的揮發，放出有毒氣體，使電解液不穩定，一般在室溫下操作即可，不加溫也無須攪拌（見表3）。
表2電流密度對鍍銀層表觀的影響
DX(A/dm2)
鍍層表觀現象
2.0
無現象
4.0
起小泡，不均勻
5.0
氣泡均勻，速度較平緩，光亮
6.0
氣泡均勻，速度平緩，光亮
9.0
氣泡過快，無光澤
10.0
劇烈氣泡起皮，燒焦
1.7其它影響條件的討論（見表4）
表3溫度對鍍層表觀的影響
T(℃)
鍍層表觀現象
25
白亮
35
白亮
40
白亮
55
白亮不均勻
65
部分發黃無光澤
2工藝配方
在以上實驗基礎上得出關於衝擊鍍銀的工藝配方。裝飾鍍銀工藝配方如下：AgCN(g/L)1.5-3；KCN(g/L)80-160；T(℃室溫；T（s）5-11；DK(A/dm2)5.0～6.0；電壓（V）3-4。 通過實驗可知，衝擊鍍銀工藝具有以下優點：周期短，生產效率大大提高，電鍍簡單易操作；減少操作程式，節省原料，電鍍用的電解質僅AgCN和KCN兩種，成品光亮耐磨、抗腐蝕與抗變色能力都較強。所鍍成品達到裝飾性要求，同時可套用於大規模生產。本法套用於裝飾品、首飾的電鍍，具有較強的實用性。
參考文獻
[1]張大昌電鍍與保護[M]
[2]吳雙成電鍍與環保[M]
[3]申順保表面技術[M]
作者簡介：馬士華（1970-），女，遼寧撫順人，撫順技師學院講師