一种无氰的硬金镜光电铸工艺的制作方法

本发明涉及电铸金技术领域，更具体的说，本发明涉及一种无氰的硬金镜光电铸工艺。

背景技术：

金的化学稳定性能很好，金是高温下唯一不与氧反应的金属，与各种酸、碱几乎都不发生作用。金的色泽鲜亮尊贵，耐蚀性及抗变色能力强，金合金因合金元素的加入呈现不同色调，因此备受人们的青睐，常用于各种首饰、手表、艺术品中。黄金电铸工艺是一种电沉积成型技术，是电镀的一种特殊应用，其原理与电镀相同。在电铸液中，阴极为铸件模型，接通电流，电铸液中的金离子得到电子后被还原成金，逐渐沉积在阴极的铸件模型上，达到一定厚度即可取出。随后经过脱模表面处理，即成为一件具有体积大、重量轻的空心薄壁产品。目前电铸金工艺中大多采用氰化电铸金溶液，主要由金氰配合物和游离氰化物组成，溶液有良好的分散能力和覆盖能力、电流效率高、稳定性好，镀层结晶细致。氰化物作为剧毒的化学品，特别是在生产、储存、运输、使用过程中，对环境和操作人员构成极大的威胁。国家也颁布了相关号令，淘汰氰化物在电镀、电铸工艺中的应用。从科学发展的角度来看，氰化电铸金工艺已经不适应现代电镀未来发展趋势，也不符合安全发展、绿色发展、和谐发展的理念。

长期以来，国内外学者对能够替代氰化物电铸金工艺的无氰电铸金工艺进行了广泛的研究，目前比较有代表性的无氰电铸金溶液为金的亚硫酸盐体系，该体系的主要缺点是溶液中的亚硫酸盐不稳定，通过阳极上产生的氧或者空气中的氧的氧化作用而降低其浓度，引起镀液的分解；另外电铸的金层物理性质不稳定，由于镀层中共析了硫，镀层结晶较粗大，难以满足人们的需求，因此人们对无氰电解液的开发和研究从未停止。

目前市面上采用电镀所得的金层的厚度较薄，一般在0.2um到40um之间，对电沉积层厚度超过150um，仍能获得致密平整、表面镜光的厚金层几乎极少，并且厚金层的硬度不高，减弱了氧化保护能力，黄金产品会因为表面厚金层的硬度不够，而导致耐磨性降低和装饰性能降低。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种无氰的硬金镜光电铸工艺，通过该工艺得到了厚度在100-200um之间，硬度在100-140hv的厚金层，使产品具有很强的氧化保护能力，大大提高产品的耐磨性能及装饰性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无氰的硬金镜光电铸工艺，其改进之处在于：该工艺包括以下的步骤：

a、k黄金产品电解除油：将k黄金产品放入除油液中进行电解除油，保持电压为6v，温度为25-30℃，时间为30-120s，其中除油液的配方为：氢氧化钠30-70g/l，碳酸钠15-60g/l，磷酸氢二钾20-80g/l，电解除油完成后，对k黄金产品进行冲洗；

b、过酸盐：将k黄金产品放入酸盐中浸泡，浸泡时间为10-30s，取出后用纯水冲洗干净；

c、电铸准备：选择电铸金溶液，选取钌铱钛网作为阳极，电铸金溶液的ph7.3-7.7，含金量为10-16g/l，其各组分的质量浓度为：主盐10-40g/l，络合剂80-160g/l，光剂15-60g/l，硬化剂25-70g/l，添加剂0.1-20ppm，其中所述的光剂为磷酸氢二钾，所述的硬化剂为酒石酸钾；

d、电缸电铸：将电铸金溶液注入电缸内，并将k黄金产品和钌铱钛网放入电铸缸内进行电铸，其平均电流密度为0.3-0.6a/dm²，电铸效率为1a/h/0.8g-1g，工作温度为45-60℃，电铸时间为5-24h，达到电铸的时间后，得到一层表面镜光，厚度在100-200um之间，质量分数在99.95％以上，硬度在100-140hv的厚金层。

进一步的，所述的步骤c中，所述的主盐为氯金酸钠或氯金酸钾。

进一步的，所述的步骤c中，络合剂为氯化物，为氯化氢、氯化钾、氯化钠、氯化铵中的一种或几种。

进一步的，所述的步骤c中，所述的添加剂为无机金属盐添加剂和有机添加剂；所述无机金属盐添加剂为硝酸铈、氯化铈、酒石酸锑钾中的一种或几种；所述有机添加剂为糖精、十二烷基硫酸钠和2,2-联吡啶中的一种或几种。

进一步的，所述的步骤d中，根据下列计算公式对参数进行调整：

单件表面积*货品总量＝铸金总面积；

单件重量*货品总量＝铸金总重量；

铸金总重量/电铸效率＝电铸时间；

铸金总面积*电流密度＝需设置的电流。

本发明的有益效果是：通过本发明的一种无氰的硬金镜光电铸工艺，在k黄金产品的外表面形成了一层表面镜光，厚度在100-200um之间，质量分数在99.95％以上，硬度在100-140hv的厚金层，从根本上解决了现有技术中14k、18k黄金产品表面易刮花，易氧化变色的问题，厚金层的硬度达到100hv以上，使产品具有很强的氧化保护能力，大大提高珠宝产品耐磨性能以及装饰性能。

附图说明

图1为本发明的一种无氰的硬金镜光电铸工艺的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

实施例1

参照图1所示，本发明揭示了一种无氰的硬金镜光电铸工艺，该工艺包括以下的步骤：

a、k黄金产品电解除油：将k黄金产品放入除油液中进行电解除油，保持电压为6v，温度为25℃，时间为30s，其中除油液的配方为：氢氧化钠30g/l，碳酸钠15g/l，磷酸氢二钾20g/l，电解除油完成后，对k黄金产品进行冲洗；

b、过酸盐：将k黄金产品放入酸盐中浸泡，浸泡时间为10s，取出后用纯水冲洗干净；

c、电铸准备：选择电铸金溶液，选取钌铱钛网作为阳极，电铸金溶液的ph7.3，含金量为10g/l，其各组分的质量浓度为：主盐10g/l，络合剂80g/l，光剂15g/l，硬化剂10g/l，添加剂0.1ppm；该步骤中，所述的光剂为磷酸氢二钾，所述的硬化剂为酒石酸钾；另外，所述的主盐为氯金酸钠；络合剂为氯化氢，所述的添加剂为无机金属盐添加剂和有机添加剂；所述无机金属盐添加剂为硝酸铈；所述有机添加剂为糖精，并且，硝酸铈0.4ppm，糖精0.6ppm；

d、电缸电铸：将电铸金溶液注入电缸内，并将k黄金产品和钌铱钛网放入电铸缸内进行电铸，其平均电流密度为0.3a/dm²，电铸效率为1a/h/0.8g，工作温度为45℃，电铸时间为5h，根据下列计算公式对各项参数进行调整：

单件表面积*货品总量＝铸金总面积；

单件重量*货品总量＝铸金总重量；

铸金总重量/电铸效率＝电铸时间；

铸金总面积*电流密度＝需设置的电流；

达到电铸的时间后，得到一层表面镜光，厚度在100um，质量分数在99.95％以上，硬度在100hv的厚金层。

本发明的一种无氰的硬金镜光电铸工艺，在电铸过程中，以酒石酸钾作为硬化剂，可以明显的提高k黄金产品外表面厚金层的硬度，本实施例中，在k黄金产品的外表面形成了一层表面镜光，厚度在100um，质量分数在99.95％以上，硬度在100hv的厚金层，从根本上解决了现有技术中14k、18k黄金产品表面易刮花，易氧化变色的问题，厚金层的硬度达到100hv，使产品具有很强的氧化保护能力，大大提高珠宝产品耐磨性能以及装饰性能。

实施例2

参照图1所示，本发明揭示了一种无氰的硬金镜光电铸工艺，该工艺包括以下的步骤：

a、k黄金产品电解除油：将k黄金产品放入除油液中进行电解除油，保持电压为6v，温度为30℃，时间为120s，其中除油液的配方为：氢氧化钠70g/l，碳酸钠60g/l，磷酸氢二钾80g/l，电解除油完成后，对k黄金产品进行冲洗；

b、过酸盐：将k黄金产品放入酸盐中浸泡，浸泡时间为30s，取出后用纯水冲洗干净；

c、电铸准备：选择电铸金溶液，选取钌铱钛网作为阳极，电铸金溶液的ph7.7，含金量为16g/l，其各组分的质量浓度为：主盐40g/l，络合剂160g/l，光剂60g/l，硬化剂70g/l，添加剂20ppm，其中所述的光剂为磷酸氢二钾，所述的硬化剂为酒石酸钾；

本实施例中，所述的主盐为氯金酸钾，络合剂为氯化钾，所述的添加剂为无机金属盐添加剂和有机添加剂；所述无机金属盐添加剂为氯化铈，所述有机添加剂为十二烷基硫酸钠，并且氯化铈为9ppm，十二烷基硫酸钠为11ppm；

d、电缸电铸：将电铸金溶液注入电缸内，并将k黄金产品和钌铱钛网放入电铸缸内进行电铸，其平均电流密度为0.6a/dm²，电铸效率为1a/h/1g，工作温度为60℃，电铸时间为24h，根据下列计算公式对各项参数进行调整：

单件表面积*货品总量＝铸金总面积，

单件重量*货品总量＝铸金总重量，

铸金总重量/电铸效率＝电铸时间，

铸金总面积*电流密度＝需设置的电流，

达到电铸的时间后，得到一层表面镜光，厚度在200um，质量分数在99.95％以上，硬度在140hv的厚金层。

本发明的一种无氰的硬金镜光电铸工艺，在电铸过程中，以酒石酸钾作为硬化剂，可以明显的提高k黄金产品外表面厚金层的硬度，本实施例中，在k黄金产品的外表面形成了一层表面镜光，厚度在200um，质量分数在99.95％以上，硬度在140hv的厚金层，从根本上解决了现有技术中14k、18k黄金产品表面易刮花，易氧化变色的问题，厚金层的硬度达到140hv，使产品具有很强的氧化保护能力，大大提高珠宝产品耐磨性能以及装饰性能。

实施例3

本发明揭示了一种无氰的硬金镜光电铸工艺，该工艺包括以下的步骤：

a、k黄金产品电解除油：将k黄金产品放入除油液中进行电解除油，保持电压为6v，温度为27℃，时间为75s，其中除油液的配方为：氢氧化钠50g/l，碳酸钠37.5g/l，磷酸氢二钾50g/l，电解除油完成后，对k黄金产品进行冲洗；

b、过酸盐：将k黄金产品放入酸盐中浸泡，浸泡时间为20s，取出后用纯水冲洗干净；

c、电铸准备：选择电铸金溶液，选取钌铱钛网作为阳极，电铸金溶液的ph7.5，含金量为13g/l，其各组分的质量浓度为：主盐25g/l，络合剂120g/l，光剂37.5g/l，硬化剂47.5g/l，添加剂10ppm，所述的光剂为磷酸氢二钾，所述的硬化剂为酒石酸钾；

本实施例中，所述的主盐为氯金酸钠，所述的络合剂为氯化氢和氯化钾的混合物，所述的添加剂为无机金属盐添加剂和有机添加剂，无机金属盐添加剂为酒石酸锑钾，有机添加剂为2,2-联吡啶，且酒石酸锑钾为5ppm，2,2-联吡啶为5ppm；

d、电缸电铸：将电铸金溶液注入电缸内，并将k黄金产品和钌铱钛网放入电铸缸内进行电铸，其平均电流密度为0.45a/dm²，电铸效率为1a/h/0.9g，工作温度为55℃，电铸时间为17h，根据下列计算公式对各项参数进行调整：

单件表面积*货品总量＝铸金总面积，

单件重量*货品总量＝铸金总重量，

铸金总重量/电铸效率＝电铸时间，

铸金总面积*电流密度＝需设置的电流，

达到电铸的时间后，得到一层表面镜光，厚度在150um，质量分数在99.95％以上，硬度在120hv的厚金层。

本发明的一种无氰的硬金镜光电铸工艺，在电铸过程中，以酒石酸钾作为硬化剂，可以明显的提高k黄金产品外表面厚金层的硬度，本实施例中，在k黄金产品的外表面形成了一层表面镜光，厚度在150um，质量分数在99.95％以上，硬度在120hv的厚金层，从根本上解决了现有技术中14k、18k黄金产品表面易刮花，易氧化变色的问题。

实施例4

本发明揭示了一种无氰的硬金镜光电铸工艺，该工艺包括以下的步骤：

a、k黄金产品电解除油：将k黄金产品放入除油液中进行电解除油，保持电压为6v，温度为28℃，时间为60s，其中除油液的配方为：氢氧化钠40g/l，碳酸钠25g/l，磷酸氢二钾40g/l，电解除油完成后，对k黄金产品进行冲洗；

b、过酸盐：将k黄金产品放入酸盐中浸泡，浸泡时间为15s，取出后用纯水冲洗干净；

c、电铸准备：选择电铸金溶液，选取钌铱钛网作为阳极，电铸金溶液的ph7.5，含金量为14g/l，其各组分的质量浓度为：主盐20g/l，络合剂100g/l，光剂40g/l，硬化剂60g/l，添加剂10ppm，所述的光剂为磷酸氢二钾，所述的硬化剂为酒石酸钾；本实施例中，所述的主盐为氯金酸钠，所述的络合剂为氯化氢和氯化钾的混合物，所述的添加剂为无机金属盐添加剂和有机添加剂，无机金属盐添加剂为酒石酸锑钾，有机添加剂为2,2-联吡啶，且酒石酸锑钾为5ppm，2,2-联吡啶为5ppm；

d、电缸电铸：将电铸金溶液注入电缸内，并将k黄金产品和钌铱钛网放入电铸缸内进行电铸，其平均电流密度为0.5a/dm²，电铸效率为1a/h/0.9g，工作温度为60℃，电铸时间为20h，根据下列计算公式对各项参数进行调整：

单件表面积*货品总量＝铸金总面积，

单件重量*货品总量＝铸金总重量，

铸金总重量/电铸效率＝电铸时间，

铸金总面积*电流密度＝需设置的电流，

达到电铸的时间后，得到一层表面镜光，厚度在150um，质量分数在99.95％以上，硬度在135hv的厚金层。

本发明的一种无氰的硬金镜光电铸工艺，在电铸过程中，以酒石酸钾作为硬化剂，可以明显的提高k黄金产品外表面厚金层的硬度，本实施例中，在k黄金产品的外表面形成了一层表面镜光，厚度在150um，质量分数在99.95％以上，硬度在135hv的厚金层，从根本上解决了现有技术中14k、18k黄金产品表面易刮花，易氧化变色的问题。

通过本发明的一种无氰的硬金镜光电铸工艺，在k黄金产品的外表面形成了一层表面镜光，厚度在100-200um之间，质量分数在99.95％以上，硬度在100-140hv的厚金层，从根本上解决了现有技术中14k、18k黄金产品表面易刮花，易氧化变色的问题，厚金层的硬度达到100hv以上，使产品具有很强的氧化保护能力，大大提高珠宝产品耐磨性能以及装饰性能。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。