怎样让黄铜氧化(浅谈黄铜电镀生产中镀层变色问题)

Posted 2023-05-26

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怎样让黄铜氧化(浅谈黄铜电镀生产中镀层变色问题)

1引言

黄铜以其金色的外观和优良的装饰性,长期以来深受人们的喜爱。尤其是20世纪80年代以后，广泛应用于日用五金、灯具及金属钮扣，四合扣，五爪扣，撞钉等领域。尽管如此,黄铜仿金电镀中仍存在许多疑难问题,譬如镀液工艺条件不易控制、镀层色泽不均、耐蚀性能差和变色、发雾等,阻碍了该镀种的进一步的发展,也引起许多电镀工作者对此进行了较为深人广泛的研究。

1-3安徽某厂电镀车间以生产低值五金产品为主,由于产品附加值低,质量外观要求高、产量大等特点,车间经过多年的生产经验总结与改进,形成了一套铁基体刷光→镀镍→黄铜→钝化→浸漆的简单表面防护装饰体系。多年来,黄铜产品的变色问题一直是困绕车间生产的一大难题。笔者及其同仁经生产现场的调查和分析,对黄铜变色的起因有一定了解,并提出了相应的解决办法。经半年生产验证,黄铜变色问题已得到有效的控制,产品合格率有了大幅度的提高,本文在此对黄铜变色原因及其控制作全面介绍。

2黄铜变色的起因

所谓黄铜变色是黄铜镀层在经钝化、浸漆和烘烤后原有柠檬黄色表面呈现出局部泛红的过程,这种变色和铜层遭受空气等腐蚀气氛的氧化有着显著的区别。经研究表明此过程与钝化处理所得的膜层质量有直接的关系。

作者与同仁在对黄铜镀层经钝化处理与不经钝化处理再浸漆烘烤(温度180~210℃)实验比较时发现，

经钝化的产品经工序所需的180~210℃烘烤后未出现全面泛红而偏离产品正常色泽现象,说明钝化膜在防止生产线上产品变色起到重要的作用。由此推论,生产中出现的部分泛红变色主要是由于钝化膜所存缺陷所致,追其原因是镀镍、镀铜工序所镀镀层质量内存缺陷而导致非致密的钝化膜。通过现场分析和实验证实,引起变色的原因如下:

2.1镍层质量

镀镍属于单盐电解液体系,其镀液不及络盐电解液稳定,分散能力也较差,并因大量使用的添加剂在电镀过程中的分解而消耗,使镀液中含有大量的有机杂质,直接影响着镀层质量,易引起产品表面出现针孔和气流痕,严重时出现起泡、脱皮等现象,影响镀层的致密性,导致钝化膜的不连续性而引起变色。

2.2黄铜镀层的质量

据报导2,金黄色镀层要比浅黄色的镀层容易变色,玫瑰红的黄铜层比金黄色镀层容易变色,由此推论，纯铜层最容易变色。按晶体结构分析°,柠檬黄的镀层含铜为68~75%,此时铜锌合金形成均匀的α相,色泽稳定,当偏离该比例时,铜锌合金为多相体系,易出现变色等问题。此外黄铜层的厚度对变色也有较大影响,薄镀层较厚镀层更易变色,所以保证镀层的厚度也是保证钝化膜连续性的必要条件，一般应达1~2 um为宜。

2.3镀后清洗问题

众多报导均将变色,起黑点归于镀后的清洗不彻底，使镀液中的各种盐类残存于镀层孔隙中,导致后续工序引起变色、泛黑点现象,这一点在滚镀产品中极为严重。作者及同仁在研究该问题时发现,黄铜镀后的第一道回收槽水洗因pH值较高,且含大量的CN离子,黄铜镀层出现严重的络合溶解。当回收槽pH>9时,5~6分钟后可使所镀的黄铜层完全退尽。因此必须严格保证水的清洁度,彻底清除镀层中残余的盐杂质,以免引起镀层变色和起黑点现象。

3黄铜产品的变色控制

在控制黄铜镀层变色的问题上,各研究工作者均根据所处的具体情况,提出相应的解决方法,譬如从工艺着手,以选择适当的底镀层或添加镍盐、钴盐、锡盐形成三元或四元合金的办法,亦有报导将稀土添加剂运用于黄铜电镀之中等3,以及选择适当的钝化工艺或有机漆膜保护法。这些处理方法均能延长黄铜变色周期,但难以解决笔者所处生产场所发生的变色问题。按前述起因分析,结合生产经验总结,我们提出了从生产工艺和管理入手,解决黄铜变色问题,并取得较大的进展。现就所施处理工艺概括如下:

3.1前处理工序

毛坯工件除油干净与否直接影响镀层与基体的结合力,引起发花,严重时引起镀层变色,泛点。所以在除油时,尤其在夏季生产时,油污固化快,难以清洗干净,操作时应仔细认真清洗工件拐角、死角等,以确保油污.汗液的去除。

3.2维护两镀槽的稳定性

生产中维护镀镍和黄铜槽液的稳定性是关键的步骤之一。今年四月份,因生产中镍板供应不及时,出现镍层分散能力差,表面局部钝化而出现大量变色现象,在补加阳极板后,情况有所改观,变色大幅度减小。黄铜槽应严格控制铜锌比,经多次实验表明,当两者比维持2.5左右时,可得到所需的柠檬黄的仿金层,并能在不补料的情况下维持24小时的正常生产,而不会使镀层出现色差现象,大大减少了变色问题。此外,加强两槽维护,经常性地进行循环过滤,以保槽液清洁,清除镀液中的有害杂质,使镀层均匀,致密。能减少镀层中残留的镀液,对镀层的变色控制亦有较大的益处。

3.3电镀后的清洗

无论何种镀种,镀后均需清洗,尤其是在钝化前后的清洗，一定要充分彻底,以防止残留液残存在基体或镀层中引起黄铜变色。笔者在将生产线上第一道回收槽水洗改为流动水洗后,因氰化物溶解引起的变色得到根除。

3.4预烘干

产品经钝化清洗后,在浸漆之前设立了预烘干工序,该工序原本是保持产品在浸