电镀斑铜工艺转让专利
申请号 : CN200710066459.1
文献号 : CN100585021C
文献日 : 2010-01-27
发明人 : 苏永庆 , 钟云
申请人 : 云南师范大学
摘要 :
权利要求 :
1、一种电镀斑铜工艺，其特征在于该工艺的具体工序如下：
a.镀前处理：用机械清除法对选择的金属样品表面毛刺进行清除；用 汽油或丙酮浸泡、或热碱溶液、或洗涤剂浸泡擦拭脱除表面油脂；使用10％wt 的盐酸溶液浸泡去除表面氧化皮；
b.电镀铜锡基合金：在传统的焦磷酸盐镀低锡铜锡合金工艺中掺杂锌、 银、镍、磷元素进行铜锡基合金电镀；焦磷酸盐镀低锡铜锡合金溶液配方 和工作条件为：焦磷酸钾240～280g/L，Cu2+20～25g/L，Sn2+20～25g/L， 磷酸氢二钠30～50g/L，二水合柠檬酸三钠5～10g/L，氨三乙酸30～40g/L， 搀杂0.5-1g/L的锌、银、镍、磷元素，搀杂元素的方式为其中一种，或几 种同时使用，Cu2+以焦磷酸铜形式加入，Sn2+以焦磷酸亚锡形式加入，锌、 银和镍以焦磷酸盐形式加入，磷以单质粉末的形式加入；pH值8.3～8.8； 温度为室温、阴极电流密度0.5～1.0A/dm2、阴阳面积比1∶2～3、阴极移动 20～25次/min、阳极为电解铜板、电镀时间150min；
c.晶花化热处理：在温度360-400℃下，进行30-90分钟的保温热处理， 随后进行快速水冷、风冷或自然冷却；
d.酸洗活化：在10％wt的H2SO4溶液中腐蚀活化，待紫黑色镀层退去，露 出粉红色的合金镀层时停止活化；
e.钝化处理或不钝化处理：.钝化处理在重铬酸钾(K2Cr2O7)5-12g/L、 用冰醋酸调pH值3-4、温度30-40℃的钝化液中处理6-12min；
f.在镀层表面涂刷清漆有机防护膜或不刷清漆有机防护膜。
说明书 :
技术领域：
本发明涉及一种电镀斑铜工艺，属金属材料表面加工和工艺品制作领域。
背景技术：
斑铜的主要成分是铜，其中还杂有金属锡、锌和痕量的金银等其他金属，并未全然 融合而形成的辉斑[1]。斑铜制品独放异彩，有深蓝、紫金、赤红等色，最耀眼是金黄， 后来人工亦可炼制，将其做成日用品或工艺品，表面抛光后在古铜色的底子上斑彩熠熠， 美不胜收。斑铜的各色棱斑呈天然构成，所有器物的斑纹无一雷同，抛光后既可使之表 面色泽美如樱桃红，又可作古史之铜绿点点显示岁月沧桑。它是云南特有的民间传统工 艺品。
斑铜制品是精美的工艺品，在装饰装潢中具有很高的应用价值，其特殊性在于斑铜 制品的造型和表面晶斑。斑铜制品分“生斑”、“熟斑”两种。生斑即采取含铜量达90 ％以上的天然斑铜矿石，经手工熔铸、煅打、磨制加工而成。斑铜矿罕得，原料不易， 产品甚少。熟斑则通过独特的冶炼熔铸，以及复杂的后处理工艺制作加工而成，工艺虽 然复杂，但不愁原料，产品较为丰富。但目前的斑铜制品，无论是“生斑”、“熟斑” 制品，都是采用铸造成型，使得整个斑铜制品全由斑铜制成，成本较高。同时由于铸造 工艺的局限性，难于在表面精饰中广泛应用。
经文献检索，未见与本发明相同的公开报道。
参考文献：
参考文献：
[1]徐瑞东.斑铜工艺的研究与应用.首届“挑战杯”昆明理工大学研究生课外科技作 品竞赛[J].2001.10.
[2]《电镀工艺手册》编委会编.电镀工艺手册[M].上海：上海科学技术出版社，1989：214， 215.199-202.
[3]张允成，胡如南，向荣.电镀手册[M].北京：国防工业出版社，2002：80-82，281-308， 490-513
发明内容：
本发明的目的在于提供一种生产成本低、操作简便的电镀斑铜工艺。
本发明利用传统的焦磷酸盐电镀低锡铜锡合金工艺[2，3]，并在电镀液中加入锌，银， 镍，磷掺杂元素进行铜锡基合金电镀。获取铜锡基合金镀层后，在360-400℃温度下， 对样品进行30-90分钟的热处理，让铜锡基合金进行不同晶体的生成和长大，使镀层中 含有肉眼可见的不同成分，呈现不同色彩的晶斑或晶纹，即斑铜表面层(图1)。
本方法的具体工序如下：
a.镀前处理：对选择的样品表面毛刺进行机械或人工清除；用汽油或丙酮浸泡、或 热碱溶液、或洗涤剂浸泡擦拭脱除表面油脂；使用10％wt的盐酸溶液浸泡去除表面氧化 皮；
b.电镀铜锡基合金：在传统的焦磷酸盐电镀低锡铜锡合金工艺基础上，添加锌、银、 镍、磷搀杂元素进行铜锡基合金电镀；电镀液配方和操作条件为：焦磷酸钾(K4P2O7) 240～280g/L、Cu2+(以焦磷酸铜形式加入)20～25g/L、Sn2+(以焦磷酸亚锡形式加入) 20～25g/L、磷酸氢二钠(Na2HPO4)30～50g/L、二水合柠檬酸三钠(Na3C6H5O7·2H2O) 5～10g/L、氨三乙酸(N(CH2COOH)3)30～40g/L、搀杂元素(锌，银，镍，磷)0.5-1g/L， 搀杂元素为其中一种，或几种同时使用；pH值8.3～8.8；温度为室温；阴极电流密度0.5～ 1.0A/dm2；阴阳面积比1∶2～3；阴极移动20～25次/min；阳极为电解铜板；电镀时间 150min；
c.晶花化热处理：在温度360-400℃下，进行30-90分钟的保温热处理，随后冷却至室 温；
d.酸洗活化：在10％wt的H2SO4溶液中腐蚀活化，待紫黑色镀层退去，露出粉红色的 合金镀层时停止活化；
e.钝化处理：在重铬酸钾(K2Cr2O7)5-12g/L、用冰醋酸调pH值3-4、温度30-40 ℃的钝化液中处理6-12min；
f.在镀层表面图刷清漆有机防护膜。
上述工序中的e和f处理工序也可不实施。
本发明具有生产成本低、操作简便、产品造型美观等优点。
附图说明：
图1为电镀斑铜表面层。
具体实施方式：
实施例1：
本工艺实施样品为45#钢的钢片样品。工艺包括镀前处理、电镀铜锡基合金、晶花 化热处理、酸洗活化、钝化处理，具体工序如下：
a.镀前处理：对钢片样品表面毛刺进行人工清除；用汽油浸泡后，在含有洗涤剂的 水中进行清洗以去除表面油脂；使用10％wt的盐酸溶液浸泡去除表面氧化皮；
b.电镀铜锡基合金：电镀液配方和工作条件为：焦磷酸钾(K4P2O7)240g/L、Cu2+ (以焦磷酸铜形式加入)20g/L、Sn2+(以焦磷酸亚锡形式加入)20g/L、磷酸氢二钠 (Na2HPO4)30g/L、二水合柠檬酸三钠(Na3C6H5O7·2H2O)5g/L、氨三乙酸 (N(CH2COOH)3)30g/L、锌+银(以焦磷酸盐形式加入)0.5g/L；pH值8.3；温度为室 温；阴极电流密度0.5A/dm2；阴阳面积比1∶2；阴极移动20次/min；阳极为电解铜板；电 镀时间150min；
c.晶花化热处理：在温度360℃下，进行30分钟的保温热处理，随后在空气中自然冷 却；
d.酸洗活化：在10％wt的H2SO4溶液中腐蚀活化，待紫黑色镀层退去，露出粉红色的 合金镀层时停止活化；
e.钝化处理：在重铬酸钾(K2Cr2O7)5g/L、用冰醋酸调pH值3、温度30℃的钝化 液中处理6min；
实施例2：
本工艺实施样品纯铜片。工艺包括镀前处理、电镀铜锡基合金、晶花化热处理、酸 洗活化、钝化处理及镀层封闭工序，具体工序如下：
a.镀前处理：对铜片样品表面毛刺进行人工清除；在含有洗涤剂的水中进行清洗以 去除表面油脂；使用10％wt的盐酸溶液浸泡去除表面氧化皮；
b.电镀铜锡基合金：电镀液配方和工作条件为：焦磷酸钾(K4P2O7)260g/L、Cu2+ (以焦磷酸铜形式加入)22g/L、Sn2+(以焦磷酸锡形式加入)22g/L、磷酸氢二钠 (Na2HPO4)40g/L、二水合柠檬酸三钠(Na3C6H5O7·2H2O)8g/L、氨三乙酸 (N(CH2COOH)3)35g/L、锌+镍+磷(锌和镍以焦磷酸盐形式加入，磷以单质粉末的 形式加入)0.8g/L；pH值8.6；温度为室温；阴极电流密度0.7A/dm2；阴阳面积比1∶2.5； 阴极移动22次/min；阳极为电解铜板；电镀时间150min；
c.晶花化热处理：在温度380℃下，进行60分钟的保温热处理，随后在水中进行水冷 却；
d.酸洗活化：在10％wt的H2SO4溶液中腐蚀活化，待紫黑色镀层退去，露出粉红色的 合金镀层时停止活化；
e.钝化处理：在重铬酸钾(K2Cr2O7)9g/L、用冰醋酸调pH值3.5、温度35℃的钝 化液中处理8min；
f.在镀层表面涂刷清漆有机防护膜。
实施例3：
本工艺实施样品镀镍钢片。工艺包括镀前处理、电镀铜锡基合金、晶花化热处理、 酸洗活化、镀层封闭工序，具体工序如下：
a.镀前处理：用丙酮浸泡浸泡去除表面油脂；使用10％wt的盐酸溶液浸泡活化镀镍 表面；
b.电镀铜锡基合金：电镀液配方和工作条件为：焦磷酸钾(K4P2O7)280g/L、Cu2+ (以焦磷酸铜形式加入)25g/L、Sn2+(以焦磷酸亚锡形式加入)25g/L、磷酸氢二钠 (Na2HPO4)50g/L、二水合柠檬酸三钠(Na3C6H5O7·2H2O)10g/L、氨三乙酸 (N(CH2COOH)3)40g/L、锌+银+镍+磷(锌、银和镍以焦磷酸盐形式加入，磷以单 质粉末的形式加入)1g/L、pH值8.8；温度为室温、阴极电流密度1.0A/dm2、阴阳面积 比1∶3、阴极移动25次/min、阳极为电解铜板、电镀时间150min；
c.晶花化热处理：在温度400℃下，进行90分钟的保温热处理，随后用冷风吹冷。
该例为不进行e和f处理工序