CN102817050B

CN102817050B - 黄铜坯人造首饰无镉无镍无铅18k金电镀方法

Info

Publication number: CN102817050B
Application number: CN201210204800.6A
Authority: CN
Inventors: 宁武珍; 肖耀坤; 綦志平
Original assignee: GCI Science and Technology Co Ltd
Current assignee: GCI Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2032-06-20
Also published as: CN102817050A

Abstract

本发明属于电镀行业的清洁生产领域，尤其涉及一种用于黄铜坯人造首饰无镉无铅18K金电镀方法，其包括以下步骤：前处理—多级水洗—电镀碱铜—多级水洗—电镀光亮酸铜—多级水洗—电镀无铅白铜—多级水洗—电镀无镉18K金—多级水洗—烘干。本发明提高了产品的耐磨性，延长了产品的使用寿命，取消对这两个重金属的处理，节约了处理成本，也降低了生产和回收环节对环境的污染，同时也避免对环境和人类自身健康造成严重危害。

Description

黄铜坯人造首饰无镉无镍无铅18K金电镀方法

技术领域

本发明属于电镀行业的清洁生产领域，尤其涉及一种用于黄铜坯人造首饰无镉无铅18K金电镀方法。

背景技术

在人造首饰的实际的电镀生产中，现有铜坯电镀18K金的工艺流程一般是：前处理—多级水洗—电镀碱铜—多级水洗—电镀光亮酸铜—多级水洗—电镀黄铜锡（含铅）—多级水洗—电镀18K金（含镉）—多级水洗—烘干。前处理为后序电镀工序提供一个清洁的表面，电镀碱铜是为了提高基材与后续镀层的结合力，电镀光亮酸铜是为了提高人造首饰的外观的光亮性，电镀黄铜锡是为了将光亮酸铜与18K金两个镀层间隔开来，防止镀层间的相互扩散，提高产品的使用寿命。由于在进行黄铜锡电镀时，为了保障黄铜层外观的光亮性，添加剂中都会加入有害金属铅。而目前市场使用最广的18K金又是金铜镉三元合金体系的18K金。这就导致铜坯电镀18K金的工艺中，不可避免的引入了有害重金属镉和铅。各个镀种之间的多级水洗主要是为了避免镀种间的交叉污染，为后一镀种提供一个清洁干净的电镀表面。

在铜锡为主要合金成分构成的镀层中，铜和锡两种金属的质量百分比大于和等于95%。对于工业化大规模使用的此类镀层的电镀液，无论其镀层中铜和锡的占比情况如何变化，其电镀添加剂中都会含有重金属铅，一般以醋酸铅的形式加入，起增加镀层光亮度的作用。铜锡镀层一般有两种外观，一种白色的白铜锡，另一种是黄色的黄铜锡，白铜锡中锡的含量一般大于35%，黄铜锡中铜的含量一般大于80%。无铅黄铜锡添加剂目前还没有工业化的产品销售，只有无铅白铜锡的添加剂在市场上有销售。但是市售的无铅白铜锡添加剂，都存在沉积速度慢，可使用阴极电流密度较小且范围窄等缺陷，其沉积速度一般为2～3分钟沉积1微米，阴极电流密度一般为0.5～1.5A/dm²。此外，还存在镀液稳定性差，工艺控制难度大，工艺维护成本高等缺陷。

在18K金电镀方面，目前常用的是金铜镉的体系，各金属质量百分比一般为：金占75%，铜占20%，镉5%。由于其含有有毒重金属镉，使用正在受到越来越严格的限制。当前用于替代18K金（含镉）的体系的无镉18K电镀液，大都存在沉积速度慢，可使用阴极电流密度较小且范围窄等缺陷，其沉积速度一般为4～5分钟沉积1微米，阴极电流密度一般为0.5～1A/dm²。此外，还存在工艺控制难度大，工艺维护成本高等缺陷。

镉和铅对环境和人类自身健康具有严重的危害，尤其会对人的智力发展和健康生活造成严重影响。含有镉和铅的人造首饰在佩戴或回收过程中，会渗入人体或环境，并逐渐累积和富集，且人体中的镉和铅都不易通过新陈代谢排出体外。含镉和铅的首饰在其制造、使用和回收过程中，都会对生态环境和人类健康造成严重影响。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于黄铜坯人造首饰无镉无铅的18K金电镀方法，此方法能提高产品的耐磨性，避免对环境和人类自身健康造成严重危害。

为实现本发明的发明目的，本发明采用的技术方案是：一种用于黄铜坯人造首饰无镉无铅的18K金电镀方法，其包括以下步骤：

前处理—多级水洗—电镀碱铜—多级水洗—电镀光亮酸铜—多级水洗—电镀无铅白铜—多级水洗—电镀无镉18K金—多级水洗—烘干。

无铅白铜的开缸配制流程为：

（1）先向镀槽中加入去离子水，加入量为计划开缸容积的75～85%；

（2）将计算量的氢氧化钾缓慢加入到镀槽中，边加边搅拌；

（3）氢氧化钾溶解完毕后，将镀液升温并控制在55℃～65℃；

（4）将计算量的***加入到镀槽中，搅拌使之溶解；

（5）将计算量的氰化亚铜先用水搅和成泥状，再加入镀槽，搅拌使之溶解；

（6）将计算量的锡酸钾加入到镀槽，搅拌使之溶解；

（7）用活性炭滤芯过滤20～30小时，每4～6小时更换一次活性炭滤芯，同时进行电解，电流密度为0.1～0.3A/dm²；

（8）加入计算量的光亮剂和温润剂，加入去离子水，将槽液补充至要求液位，试镀后批量生产。

所述锡酸钾为100～150克/升，氰化亚铜为14～28克/升，氢氧化钾为18～32克/升，***为45～65克/升，光亮剂为8～12毫升/升，湿润剂为1.5～2.5毫升/升。

无镉18K金的开缸配制流程为：

1）先向镀槽中加入去离子水，加入量为计划开缸容积的75～85%，将镀液升温并控制在60℃～75℃；

2）将计算量的***缓慢加入到镀槽中，搅拌使之溶解；

3）将计算量的氰化亚铜先用水搅和成泥状，再加入镀槽，搅拌使之溶解。

4）用活性炭滤芯过滤20～30小时，每4～6小时更换一次活性炭滤芯；同时进行电解，电流密度为0.1～0.3A/dm²；

5）将计算量的氰化亚金钾先用80℃～100℃去离子水溶解后，再加入到镀槽中；

6）将计算量的氰化银钾先用80℃～100℃去离子水溶解后，再加入到镀槽中；

7）加入计算量的光亮剂、络合剂和温润剂，加入去离子水，将槽液补充至要求液位；

8）用1︰1的氢氧化钾将pH调至9～11，试镀后批量生产。

所述氰化亚金钾为3～7克/升，氰化银钾为190～370ppm，氰化亚铜为25～32克/升，游离***为9～15克/升，光亮剂为15～25毫升/升，络合剂为0.5～1.5毫升/升，湿润剂为4～6毫升/升。

现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

一、本发明用无铅白铜替代了黄铜锡（含铅）。解决了原有18K电镀工艺会引入重金属铅的不足。同时，由于无铅白铜锡镀层的硬度为600HV0.05，而黄铜锡（含铅）镀层的硬度为350HV0.05，无铅白铜锡镀层的硬度远高于黄铜锡（含铅）镀层的硬度，提高了产品的耐磨性，延长了产品的使用寿命。

二、本发明使用的无铅白铜工艺，阴极电流密度范围是2～4 A/dm²，沉积速度为1～1.5分钟沉积1微米，沉积效率高。

三、本发明用无镉18K金替代了18K 金（含镉），解决了原有18K电镀工艺会引入重金属镉的不足。

四、本发明使用的无镉18K金电镀工艺，阴极电流密度范围是0.5～1.5 A/dm²，沉积速度为2～3分钟沉积1微米，沉积效率高。

五、本发明减少了电镀企业的污水处理种类和处理成本。由于本发明的电镀工艺中不存在重金属镉和铅，污水处理时，就可以取消对这两个重金属的处理，节约了处理成本。同时也降低了生产和回收环节对环境的污染。

具体实施方式

以下对本发明进行详细的描述。

本发明公开了一种用于黄铜坯人造首饰无镉无铅的18K金电镀工艺，其流程为：前处理—多级水洗—电镀碱铜—多级水洗—电镀光亮酸铜—多级水洗—电镀无铅白铜—多级水洗—电镀无镉18K金—多级水洗—烘干。

本发明中的前处理、碱铜、光亮酸铜采用现有的常规工艺条件进行。

本发明中的用无铅白铜采用如下的工艺参数：

锡酸钾（K₂SnO₃·3H₂O） 100～150克/升

氰化亚铜（CuCN） 14～28克/升

氢氧化钾(KOH) 18～32克/升

游离***（KCN） 45～65克/升

光亮剂 8～12毫升/升

湿润剂 1.5～2.5毫升/升

阳极石墨阳极或钌铱钛网

温度 55℃～65℃

阴极电流密度 2～4 A/dm²

由于本发明中的无铅白铜所用的光亮剂中没有重金属铅，所以电镀的产品中也不会含有铅。彻底实现了工艺过程的无铅电镀。

同时，由于无铅白铜锡镀层的硬度为600HV0.05，而黄铜锡（含铅）镀层的硬度为350HV0.05，无铅白铜锡镀层的硬度远高于黄铜锡（含铅）镀层的硬度，提高了产品的耐磨性，延长了产品的使用寿命。

本发明中的无镉18K金采用如下的工艺参数：

氰化亚金钾（K[Au(CN)₂]） 3～7克/升

氰化银钾（K[Ag(CN)₂]） 190～370ppm

氰化亚铜（CuCN） 25～32克/升

游离***（KCN） 9～15克/升

光亮剂 15～25毫升/升

络合剂 0.5～1.5毫升/升

湿润剂 4～6毫升/升

阳极钌铱钛网

温度 60℃～75℃

pH 9～11

电流密度 0.5～1.5 A/dm²

由于本发明中无镉18K金是金银铜的三元合金镀层，实现了工艺过程中的无镉电镀。完全可以替代原有的金铜镉三元合金镀层，且外观色泽也与原有的金铜镉合金层一致。

由于在本发明公开的黄铜坯人造首饰无镉无铅的18K金电镀工艺中，不存在重金属镉和铅，在后续进行污水处理时，就可以取消对这两个重金属的处理。同时，在对电镀过程中产生的挂具渣、高浓度的水洗水进行回收时，也可以取消对这两个重金属的处理。本发明公开的电镀工艺不仅降低了生产和回收过程的成本，而且也降低了对环境的污染。

实例一：

无铅白铜镀液中各成分的含量在工艺下限附近的操作实例。

锡酸钾（K₂SnO₃·3H₂O） 105克/升

氰化亚铜（CuCN） 15.5克/升

氢氧化钾(KOH) 19.5克/升

游离***（KCN） 47克/升

光亮剂 8.4毫升/升

湿润剂 1.6毫升/升

阳极石墨阳极或钌铱钛网

温度 60～65℃

阴极电流密度 2～2.5 A/dm²

无铅白铜的开缸配制流程为：

1、先向镀槽中加入去离子水，加入量为计划开缸容积的85%。

2、将计算量的氢氧化钾缓慢加入到镀槽中，边加边搅拌，以防止局部过热，槽液飞溅。

3、氢氧化钾溶解完毕后，将镀液升温并控制在60 ℃～65℃。

4、将计算量的***加入到镀槽中，搅拌使之溶解。

5、将计算量的氰化亚铜先用水搅和成泥状，再加入镀槽，搅拌使之溶解。

6、将计算量的锡酸钾加入到镀槽，搅拌使之溶解。

7、用活性炭滤芯过滤，时间为20小时，每4小时更换一次活性炭滤芯。同时进行电解，电流密度为0.1～0.3A/dm²。

8、加入计算量的光亮剂和温润剂，加入去离子水，将槽液补充至要求液位，试镀后批量生产。

无镉18K金镀液中各成分的含量在工艺下限附近的操作实例。

氰化亚金钾（K[Au(CN)₂]） 3.4克/升

氰化银钾（K[Ag(CN)₂]） 210ppm

氰化亚铜（CuCN） 26克/升

游离***（KCN） 9.5克/升

光亮剂 16毫升/升

络合剂 0.6毫升/升

湿润剂 4.2毫升/升

阳极钌铱钛网

温度 70℃～75℃

pH 9～11

电流密度 0.5～0.8 A/dm²

无镉18K金的开缸配制流程为：

1、先向镀槽中加入去离子水，加入量为计划开缸容积的85%。，将镀液升温并控制在70℃～75℃。

2、将计算量的***缓慢加入到镀槽中，搅拌使之溶解。

3、将计算量的氰化亚铜先用水搅和成泥状，再加入镀槽，搅拌使之溶解。

4、用活性炭滤芯过滤，时间为20小时，每4小时更换一次活性炭滤芯。同时进行电解，电流密度为0.1～0.3A/dm²。

5、将计算量的氰化亚金钾先用80℃～100℃去离子水溶解后，再加入到镀槽中。

6、将计算量的氰化银钾先用80℃～100℃去离子水溶解后，再加入到镀槽中。

7、加入计算量的光亮剂、络合剂和温润剂，加入去离子水，将槽液补充至要求液位。

8、用1︰1的氢氧化钾将pH调至9～11，试镀后批量生产。

实例二：

无铅白铜镀液中各成分的含量在工艺上限附近的操作实例。

锡酸钾（K₂SnO₃·3H₂O） 145克/升

氰化亚铜（CuCN） 26.5克/升

氢氧化钾(KOH) 30.5克/升

游离***（KCN） 63克/升

光亮剂 11.6毫升/升

湿润剂 2.4毫升/升

阳极石墨阳极或钌铱钛网

温度 55～60℃

阴极电流密度 3.5～4 A/dm²

无铅白铜的开缸配制流程为：

1、先向镀槽中加入去离子水，加入量为计划开缸容积的75%。

3、氢氧化钾溶解完毕后，将镀液升温并控制在55 ℃～60℃。

4、将计算量的***加入到镀槽中，搅拌使之溶解。

6、将计算量的锡酸钾加入到镀槽，搅拌使之溶解。

7、用活性炭滤芯过滤，时间为30小时，每6小时更换一次活性炭滤芯。同时进行电解，电流密度为0.1～0.3A/dm²。

无镉18K金镀液中各成分的含量在工艺上限附近的操作实例。

氰化亚金钾（K[Au(CN)₂]） 6.6克/升

氰化银钾（K[Ag(CN)₂]） 350ppm

氰化亚铜（CuCN） 31克/升

游离***（KCN） 14.5克/升

光亮剂 24毫升/升

络合剂 1.4毫升/升

湿润剂 5.8毫升/升

阳极钌铱钛网

温度 60℃～65℃

pH 9～11

电流密度 0.8～1.5 A/dm²

无镉18K金的开缸配制流程为：

1、先向镀槽中加入去离子水，加入量为计划开缸容积的75%。，将镀液升温并控制在60℃～65℃。

2、将计算量的***缓慢加入到镀槽中，搅拌使之溶解。

4、用活性炭滤芯过滤，时间为30小时，每6小时更换一次活性炭滤芯。同时进行电解，电流密度为0.1～0.3A/dm²。

8、用1︰1的氢氧化钾将pH调至9～11，试镀后批量生产。

实例三：

无铅白铜镀液中各成分的含量在工艺中间值附近的操作实例。

锡酸钾（K₂SnO₃·3H₂O） 125克/升

氰化亚铜（CuCN） 21克/升

氢氧化钾(KOH) 25克/升

游离***（KCN） 55克/升

光亮剂 10毫升/升

湿润剂 2毫升/升

阳极石墨阳极或钌铱钛网

温度 57～63℃

阴极电流密度 2.5～3.5 A/dm²

无铅白铜的开缸配制流程为：

1、先向镀槽中加入去离子水，加入量为计划开缸容积的80%。

3、氢氧化钾溶解完毕后，将镀液升温并控制在57℃～63℃。

4、将计算量的***加入到镀槽中，搅拌使之溶解。

6、将计算量的锡酸钾加入到镀槽，搅拌使之溶解。

7、用活性炭滤芯过滤，时间为25小时，每5小时更换一次活性炭滤芯。同时进行电解，电流密度为0.1～0.3A/dm²。

无镉18K金镀液中各成分的含量在工艺中间值附近的操作实例。

氰化亚金钾（K[Au(CN)₂]） 5克/升

氰化银钾（K[Ag(CN)₂]） 280ppm

氰化亚铜（CuCN） 28.5克/升

游离***（KCN） 12克/升

光亮剂 20毫升/升

络合剂 1毫升/升

湿润剂 5毫升/升

阳极钌铱钛网

温度 65℃～70℃

pH 9～11

电流密度 0.5～1.2 A/dm²

无镉18K金的开缸配制流程为：

1、先向镀槽中加入去离子水，加入量为计划开缸容积的80%。，将镀液升温并控制在65℃～70℃。

2、将计算量的***缓慢加入到镀槽中，搅拌使之溶解。

4、用活性炭滤芯过滤，时间为25小时，每5小时更换一次活性炭滤芯。同时进行电解，电流密度为0.1～0.3A/dm²。

8、用1︰1的氢氧化钾将pH调至9～11，试镀后批量生产。

Claims

1.一种用于黄铜坯人造首饰无镉无铅的18K金电镀方法，其特征在于，包括以下步骤：前处理—多级水洗—电镀碱铜—多级水洗—电镀光亮酸铜—多级水洗—电镀无铅白铜锡—多级水洗—电镀无镉18K金—多级水洗—烘干；

其中，无铅白铜锡的开缸配制流程为：

(1)先向镀槽中加入去离子水，加入量为计划开缸容积的75～85％；

(2)将计算量的氢氧化钾缓慢加入到镀槽中，边加边搅拌；

(3)氢氧化钾溶解完毕后，将镀液升温并控制在55℃～65℃；

(4)将计算量的***加入到镀槽中，搅拌使之溶解；

(5)将计算量的氰化亚铜先用水搅和成泥状，再加入镀槽，搅拌使之溶解；

(6)将计算量的锡酸钾加入到镀槽，搅拌使之溶解；

(7)用活性炭滤芯过滤20～30小时，每4～6小时更换一次活性炭滤芯，同时进行电解，电流密度为0.1～0.3A/dm²；

(8)加入计算量的光亮剂和湿润剂，加入去离子水，将槽液补充至要求液位，试镀后批量生产；

其中，所述锡酸钾为100～150克/升，氰化亚铜为14～28克/升，氢氧化钾为18～32克/升，***为45～65克/升，光亮剂为8～12毫升/升，湿润剂为1.5～2.5毫升/升；

无镉18K金的开缸配制流程为：

1)先向镀槽中加入去离子水，加入量为计划开缸容积的75～85％，将镀液升温并控制在60℃～75℃；

2)将计算量的***缓慢加入到镀槽中，搅拌使之溶解；

3)将计算量的氰化亚铜先用水搅和成泥状，再加入镀槽，搅拌使之溶解；

4)用活性炭滤芯过滤20～30小时，每4～6小时更换一次活性炭滤芯；同时进行电解，电流密度为0.1～0.3A/dm²；

5)将计算量的氰化亚金钾先用80℃～100℃去离子水溶解后，再加入到镀槽中；

6)将计算量的氰化银钾先用80℃～100℃去离子水溶解后，再加入到镀槽中；

7)加入计算量的光亮剂、络合剂和湿润剂，加入去离子水，将槽液补充至要求液位；

8)用1:1的氢氧化钾将pH调至9～11，试镀后批量生产；

其中，所述氰化亚金钾为3～7克/升，氰化银钾为190～370ppm，氰化亚铜为25～32克/升，游离***为9～15克/升，光亮剂为15～25毫升/升，络合剂为0.5～1.5毫升/升，湿润剂为4～6毫升/升。