专利名称：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一多级水洗一电镀碱铜一多级水洗一电镀光亮酸铜一多级水洗一电镀黄铜锡(含铅)一多级水洗一电镀18K金(含镉)一多级水洗一烘干。前处理为后序电镀工序提供一个清洁的表面，电锻喊铜是为了提闻基材与后续锻层的结合力，电锻光売酸铜是为了提闻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I微米，阴极电流密度一般为O. 5 I. 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I微米，阴极电流密度一般为
O.5 lA/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
前处理一多级水洗一电镀碱铜一多级水洗一电镀光亮酸铜一多级水洗一电镀无铅白铜一多级水洗一电镀无镉18K金一多级水洗一烘干。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°C 65°C；
(4)将计算量的氰化钾加入到镀槽中，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O. I O. 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，氰化钾为45 65克/升，光亮剂为8 12毫升/升，湿润剂为I. 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°C 75°C ；
2)将计算量的氰化钾缓慢加入到镀槽中，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O. I O. 3A/dm2 ；
5)将计算量的氰化亚金钾先用80°C 100°C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°C 100°C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I: I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，游离氰化钾为9 15克/升，光亮剂为15 25毫升/升，络合剂为O. 5 I. 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I I. 5分钟沉积I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O. 5 I. 5 A/dm2，沉积速度为2 3分钟沉积I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。
具体实施例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，其流程为前处理一多级水洗一电镀碱铜一多级水洗一电镀光亮酸铜一多级水洗一电镀无铅白铜一多级水洗一电镀无镉18K金一多级水洗一烘干。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 · 3H20) 100 150 克 / 升
氰化亚铜(CuCN)14 28克/升
氢氧化钾(KOH)18 32克/升
游离氰化钾(KCN)45 65克/升
光亮剂8 12毫升/升
湿润剂I. 5 2. 5毫升/升
阳极石墨阳极或钌铱钛网
温度55°C 65°C
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
游离氰化钾(KCN)9 15克/升
光亮剂15 25毫升/升
络合剂O. 5 1.5毫升/升
湿润剂4 6晕升/升
阳极钌铱钛网温度60°C 75°C
pH9 11
电流密度O. 5 I. 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· 3H20) 105 克 / 升 氰化亚铜(CuCN) 15. 5克/升
氢氧化钾(KOH)19. 5克/升
游离氰化钾(KCN)47克/升
光亮剂8. 4毫升/升
湿润剂I. 6毫升/升
阳极石墨阳极或钌铱钛网
温度60 65 °C
阴极电流密度2 2. 5 A/dm2
无铅白铜的开缸配制流程为
I、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 °C 65°C。4、将计算量的氰化钾加入到镀槽中，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O. I O. 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]) 21Oppm
氰化亚铜(CuCN)26克/升
游离氰化钾(KCN)9. 5克/升
光亮剂16毫升/升
络合剂O. 6毫升/升湿润剂4. 2毫升/升
阳极钌铱钛网
温度70°C 75°C
pH9 11
电流密度O. 5 O. 8 A/dm2
无镉18K金的开缸配制流程为
I、先向镀槽中加入去离子水，加入量为计划开缸容积的8 5 %。，将镀液升温并控制在70°C 75 。
2、将计算量的氰化钾缓慢加入到镀槽中，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O. I O. 3A/dm2。5、将计算量的氰化亚金钾先用80°C 100°C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°C 100°C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I : I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· 3H20) 145 克 / 升 氰化亚铜(CuCN) 26. 5克/升
氢氧化钾(KOH)30. 5克/升
游离氰化钾(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°C
阴极电流密度3. 5 4 A/dm2
无铅白铜的开缸配制流程为
I、先向镀槽中加入去尚子水，加入量为计划开缸容积的75%。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55 °C 60°C。4、将计算量的氰化钾加入到镀槽中，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O. I O. 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
游离氰化钾(KCN)14. 5克/升
光亮剂24毫升/升
络合剂I. 4毫升/升
湿润剂5. 8毫升/升
阳极钌铱钛网
温度60°C 65°C
pH9 11
电流密度O. 8 I. 5 A/dm2
无镉18K金的开缸配制流程为
I、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、将计算量的氰化钾缓慢加入到镀槽中，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O. I O. 3A/dm2。5、将计算量的氰化亚金钾先用80°C 100°C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°C 100°C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I : I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· 3H20)125 克 / 升 氰化亚铜(CuCN) 21克/升
氢氧化钾(KOH)25克/升
游离氰化钾(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 °C
阴极电流密度2. 5 3. 5 A/dm2
无铅白铜的开缸配制流程为
I、先向镀槽中加入去离子水，加入量为计划开缸容积的80%。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57°C 63 °C。4、将计算量的氰化钾加入到镀槽中，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O. I O. 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
游离氰化钾(KCN)12克/升
光亮剂20毫升/升
络合剂I毫升/升
湿润剂5毫升/升
阳极钌铱钛网
温度65°C 70°C
pH9 11
电流密度O. 5 I. 2 A/dm2
无镉18K金的开缸配制流程为
I、先向镀槽中加入去离子水，加入量为计划开缸容积的8 O %。，将镀液升温并控制在65 70°C。2、将计算量的氰化钾缓慢加入到镀槽中，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O. I O. 3A/dm2。5、将计算量的氰化亚金钾先用80°C 100°C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°C 100°C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I : I的氢氧化钾将pH调至9 11，试镀后批量生产。
权利要求
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 前处理一多级水洗一电镀碱铜一多级水洗一电镀光亮酸铜一多级水洗一电镀无铅白铜一多级水洗一电镀无镉18K金一多级水洗一烘干。
2.根据权利要求I所述的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，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°C 65°C； (4)将计算量的氰化钾加入到镀槽中，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O. I O. 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。
3.根据权利要求2所述的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，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，氰化钾为45 65克/升，光亮剂为8 12毫升/升，湿润剂为I. 5 2. 5毫升/升。
4.根据权利要求I所述的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，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°C 75°C ； 2)将计算量的氰化钾缓慢加入到镀槽中，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O. I O. 3A/dm2 ； 5)将计算量的氰化亚金钾先用80°C 100°C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°C 100°C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I: I的氢氧化钾将pH调至9 11，试镀后批量生产。
5.根据权利要求4所述的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，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，游离氰化钾为9 15克/升，光亮剂为15 25毫升/升，络合剂为O. 5 I. 5毫升/升，湿润剂为4 6毫升/升。
全文摘要
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。
文档编号C25D3/62GK102817050SQ201210204800
公开日2012年12月12日 申请日期2012年6月20日 优先权日2012年6月20日
发明者宁武珍, 肖耀坤, 綦志平 申请人:广州杰赛科技股份有限公司