可形成茶金色镀层的无氰电镀液及其电镀方法、复合镀层与流程

本发明属于电镀，具体涉及一种可形成茶金色镀层的无氰电镀液及其电镀方法、复合镀层。

背景技术：

1、对于高端产品来说，五金件(拉链、扣环、吊链等)作为产品(如衣服、箱包等)的一部分，需要配合产品的设计和概念定制特殊的颜色和质感。

2、为了使五金件能够满足更多的产品设计要求，本领域通常采用电镀、化学镀、阳极氧化等方法对五金件进行上色和/或实现某种质感(如哑光、高反光等)。

3、金色通常给人一种华丽的视觉美感，而茶金色是指以金色为主色调的前提下带有一点青色调，形成一种较为优雅的视觉感受，是近些年较受欢迎的设计色彩之一。

4、在本领域一般是设计具有金盐的电镀液对拉链的金属部件表面进行电镀，以呈现高质感的金色，如申请号为cn202310016989.4的专利文献公开了一种环保无氰电镀液及其电镀工艺，该配方包括以下质量浓度的组分：金盐3-10g/l、复合光亮剂30-60mg/l、络合剂2-6g/l、复合晶核细化剂0.3-0.9g/l、促进剂30-60mg/l、复合整平剂25-75mg/l、分散剂35-70mg/l、稳定剂30-60mg/l、表面活性剂15-60mg/l，该发明得到的金镀层具有无色差，致密平整，金缸稳定性优良、结合力好等优点，同时具有耐受大电流且使用范围广等特性。

5、然而，金盐本质上还是一种较贵的原料，若采用上述专利技术对拉链进行镀金，会导致五金件的生产成本过高，同时，该电镀液形成的镀层是单纯的金色，并不是本发明所追求的带有青色调的茶金色。

6、为了解决上述问题，实现在五金件表面形成茶金色的镀层，申请人进行了项目研发并申请为专利，即申请号为cn202110198619.8的专利文献，公开了一种制备茶金拉链的工艺，包括对原色金属拉链部件进行抛光和上色，具体步骤如下：除油→水洗→第一次活化→水洗→第一次抛光→水洗→除膜→第二次抛光→水洗→除膜→水洗→除酸→水洗→第二次活化→水洗→茶金上色→水洗→固色→水洗→转下一步骤。

7、上述专利文献通过对化学镀工艺进行设计，实现了对拉链表面化学镀茶金金属膜层，水洗后再进一步固色，所得的镀膜粘附性好，耐磨性好，但是，化学镀工艺存在镀液体系复杂、工艺步骤较多、生产成本较高等问题，而且化学镀要严控反应速度，过快会导致各种镀层缺陷，生产效率较低，而电镀相对于化学镀具有结合力更好、镀速更快的优点，电镀液体系和电镀工艺相对简单，镀层外观精细，尤其适合为五金件加工装饰性镀层，因而，发明人认为有必要探索研发一款成本较低、工艺精简且能够形成性能良好的茶金色镀层的无氰电镀液及其电镀方法、复合镀层。

技术实现思路

1、针对相关技术中的问题，本发明提出一种可形成茶金色镀层的无氰电镀液及其电镀方法、复合镀层，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种可形成茶金色镀层的无氰电镀液，仅以铜盐和锡盐为主盐，包含：

4、浓度40-60g/l的二价铜盐和浓度15-30g/l的二价锡盐；

5、以浓度60-90g/l的hedta(n-羟乙基乙二胺-n,n',n'-三乙酸)为主络合剂；

6、以浓度40-60g/l的柠檬酸盐为第一辅助络合剂；

7、以浓度10-20g/l的二乙烯三胺五乙酸(dtpa)为第二辅助络合剂，dtpa对铜的络合比锡强，特定占比的dtpa可以压制镀层的红光，使镀层保持茶金的青色调；

8、至少一种光亮剂，设为第一光亮剂，所述第一光亮剂为浓度1-2g/l的烯丙基磺酸钠(als)，增加镀层延展性，防止镀层脆或爆裂。

9、首先，与现有技术相比较，本发明的电镀液不含价格较高的金盐，而是仅通过对铜盐二价锡盐和二价铜盐进行特定地配置，同时辅以特定的络合剂和光亮剂，使本发明的无氰电镀液在电镀过程中形成的晶核分布致密，进而在拉链金属部件上形成光亮且平整的茶金色镀层，即形成带有青色调的茶金色和质感，以满足具有茶金色五金件需求的产品设计，提升市场竞争力；

10、其次，与化学镀相比较，本发明的电镀液体系精简，电镀成本更低，均镀能力和覆盖能力强，稳定性高。

11、再次，本发明的二价锡盐浓度和二价铜盐浓度为特定选择，若低于本发明的限定范围，则镀层颜色偏白；若高于本发明的限定范围，则镀层颜色偏红，均无法得到带青色调的茶金色和优良的镀层性能；

12、另一方面，与其他常见的主络合剂(如焦磷酸盐等)相比较，本发明特定采用hedta作为主络合剂，其对二价铜和二价锡有较强的螯合作用，增强了极化作用，从而把两者的析出电位拉近，有利于共同析出，而且发明人发现即使不为二价锡设计稳定剂(或抗氧化剂)也能保证二价锡不会被氧化成四价锡，再辅以特定的辅助络合剂和光亮剂，才能保证本发明实现理想的茶金色，并获得性能优良的茶金色镀层和金属质感。

13、最后，本发明为无氰电镀液，不含剧毒的氰化物，符合电镀领域的环保追求；另一方面，申请人的五金制品主要售往欧美地区，而欧盟对于接粗皮肤的五金制品具有明确的禁镍条例，因而本发明特定研发不含镍的电镀液。

14、优选地，还包含分散剂，以浓度0.5-1g/l的聚乙烯吡咯烷酮(pvp)作为所述分散剂，使镀层厚度分布均匀，形貌光滑致密；

15、优选地，还包含润湿剂，浓度0.05-0.1g/l的2-乙基己基硫酸酯钠盐(tc-ehs)作为所述润湿剂，可有效增强电极表面的润湿效果，减少电镀过程中气泡和杂质的产生，从而提高本发明茶金色镀层的稳定性和质量。

16、优选地，还包含第二光亮剂，浓度20-40ppm的l-组氨酸作为所述第二光亮剂，其与als复配可提高走位，使高区光亮。

17、优选地，还包含ph稳定剂，所述无氰电镀液的ph控制在4.0-6.0。

18、最优选地，无氰电镀液由以下成分组成：

19、浓度40-60g/l的硫酸铜或氯化铜，

20、浓度15-30g/l的硫酸亚锡或氯化亚锡；

21、以浓度60-90g/l的hedta为主络合剂；

22、以浓度40-60g/l的柠檬酸钾或柠檬酸铵为第一辅助络合剂，

23、以浓度10-20g/l的二乙烯三胺五乙酸为第二辅助络合剂；

24、以浓度1-2g/l的烯丙基磺酸钠为第一光亮剂，

25、以浓度0.5-1g/l的pvp-k30为分散剂，

26、以浓度0.05-0.1g/l的2-乙基己基硫酸酯钠盐为所述润湿剂，

27、以浓度20-40ppm的l-组氨酸为所述第二光亮剂；

28、ph控制在4.0-6.0，以浓度25-30g/l的硼酸为ph稳定剂；

29、其余为去离子水。

30、本发明还公开一种可形成茶金色镀层的电镀方法，采用上述的无氰电镀液进行电镀，ph控制在4.0-6.0，电镀温度25-45℃。

31、基于本发明设计的电镀液体系，进而需要对电镀环境参数进行控制。

32、ph低于本发明的限定范围，则络合剂容易分解，导致镀液浑浊失效；若高于本发明的限定范围，则金属离子络合过强，镀层颜色不均匀，高区有白雾。

33、若温度低于本发明的限定范围，则镀层颜色显青黑色；若高于本发明的限定范围，则镀层颜色偏红色。

34、具体地，采用滚镀工艺进行电镀时，主盐为浓度40-60g/l的二价铜盐和浓度15-30g/l的二价锡盐，ph控制在4.0-6.0，电流密度设定为0.2-2a/dm2，转速6-10r/min，滚镀时长15-30min，阳极为电解铜；

35、或者，采用挂镀工艺进行电镀时，主盐为浓度50-70g/l的二价铜盐和浓度25-40g/l的二价锡盐，ph控制在4.0-6.0，电流密度设定为0.5-3a/dm2，挂镀时长5-15min，阳极为电解铜。

36、基于本发明设计的电镀液体系，需要不同的电镀工艺进行电镀参数的设定。若电流密度低于本发明的限定范围，则镀层偏红，哑光或低区漏镀；若电流密度高于本发明的限定范围，则镀层偏白色且易爆裂。

37、一种茶金色复合镀层，由待电镀的基材表面向外依次为碱铜镀层、酸铜镀层和茶金色镀层，所述茶金色镀层由上述的无氰电镀液电镀形成；

38、铜镀层的总厚度优选≥20μm，茶金色镀层的厚度优选3-5μm。

39、具体地，所述茶金色镀层的成分重量含量百分数如下：

40、cu 80-84wt％

41、o  3.5-4wt％

42、c  4-5wt％

43、sn 7-11wt％。

44、本发明通过电镀液体系中调控各组分的比例和反应，使本发明的茶金色镀层含有特定比例的铜、锡、碳、氧四种元素，形成了特定的、带有青色调的茶金色和金属质感，色泽均一且光亮性好，与金属基体结合牢固，镀层的结构致密，结晶细腻，表面平整度高，无起皮、脱落或剥离现象。