鍍彩色鎳

程滬生

（廣州大道北同和街云濤花園七幢404 室，廣東 廣州 510515）

鍍彩色鎳

程滬生

（廣州大道北同和街云濤花園七幢404 室，廣東 廣州 510515）

鍍彩色鎳并非在鍍件上沉積出各種色澤的鎳層，而是光通過鍍件表面不同厚度的鍍鎳膜發(fā)生折射、反射及光的干涉作用后形成不同的色澤。因此，控制沉積厚度即可控制鎳鍍層的色澤。本文介紹了鍍彩色鎳工藝配方和參數(shù)，指出控制鍍液中的離子濃度(尤其是SCN?的濃度)、沉積時(shí)間、鍍液溫度及電流密度是鍍彩色鎳的關(guān)鍵。

鍍彩色鎳；著色；硫氰酸根；鍍層厚度

Author’s address: Room 404, 7th Block, Yuntao Garden, Tonghe Street, North of Guangzhou Road, Guangzhou 510515, China

1 前言

鍍彩色鎳是金屬著色領(lǐng)域中的一部分，屬于金屬表面處理工藝之一。金屬著色是欲處理的金屬零件在相關(guān)溶液中，在通電(如鍍彩色鎳)或不通電(氧化著色等)的條件下，產(chǎn)生一層既能防銹又能美化金屬表面的特定色澤。3 000年前的青銅器時(shí)代，我們的祖先將青銅器件用烈火燒煉，使其表面氧化成綠褐色的保護(hù)層，使青銅器件既能長期保存而不生銹，又改變了其外觀色澤。這就是我國最早的金屬著色，也是金屬著色的開端。現(xiàn)在，電鍍工作者將金屬氧化–還原、表面吸附及電化學(xué)等原理應(yīng)用到金屬著色領(lǐng)域中，設(shè)計(jì)出一系列特定溶液，讓溶液中有關(guān)組成互相作用，生成帶色離子或金屬原子吸附在金屬表面上，或與被浸入溶液中的金屬反應(yīng)，獲得特定色澤。

彩色鎳層的色澤變化規(guī)律通常為：紅色─醬紅色─棕色─紫色─藍(lán)色─褐色─黑灰色。在恒定鍍液溫度、電流密度及濃度的條件下，色澤變化與電沉積時(shí)間的關(guān)系如表1所示。

表1 鎳沉積層顏色與電鍍時(shí)間的關(guān)系Table 1 Relationship between the color of nickel deposit and plating time

金屬著色(又稱轉(zhuǎn)化膜)基本上都在銅或黃銅件上進(jìn)行，即使黑色金屬等表面需要著色，也需要經(jīng)過鍍厚銅后方可作著色處理(個(gè)別情況例外)。轉(zhuǎn)化膜的膜層很薄，其本身不帶任何色澤，而是通過光的相互作用形成肉眼可見的色澤，尤其是彩色鎳，其初出色澤時(shí)的鍍層更薄。金屬著色有化學(xué)法(堿性溶液法)、電化學(xué)法(鍍彩色鎳法)和離子噴射法等。其中，化學(xué)法最為普及；離子噴射法設(shè)備昂貴；鍍彩色鎳法較為復(fù)雜，但在同槽溶液中可獲得多種色澤的鎳層。本文介紹有關(guān)鍍彩色鎳工藝技術(shù)，供同行參考。

2 鍍彩色鎳工藝

2. 1 工藝流程

2. 1. 1 銅與銅合金類

除油─去氧化皮─活化─閃鍍銅─稀H2SO4中和─鍍白光亮鎳(其他色白鍍層)─鍍彩色鎳─罩光。2. 1. 2 鋼鐵及其他類

除油─去氧化皮─活化─氰化鍍銅─酸性鍍銅─鍍白光亮鎳(其他色白鍍層)─鍍彩色鎳─罩光。

2. 2 工藝參數(shù)

2. 2. 1 化學(xué)除油液

2. 2. 2 去氧化皮液

2. 2. 3 活化液

在5 ～ 10 g/L的氰化物溶液中浸3 ～ 5 s即可。

2. 2. 4 氰化鍍銅液

2. 2. 5 酸性鍍銅及光亮鍍鎳

酸性鍍銅及光亮鍍鎳可選用任何一個(gè)酸銅及亮鎳配方，但亮鎳液中用的光亮劑應(yīng)采用白光型的添加劑。這是因?yàn)椴噬噷雍鼙。舻讓臃垂饴什睿蜁?huì)影響到判斷色澤出現(xiàn)時(shí)的準(zhǔn)確性及鍍層的光澤性。

2. 2. 6 彩色鎳鍍液配方及工藝規(guī)范

彩色鎳鍍液配方及工藝參數(shù)如表2所示。

3 注意事項(xiàng)

(1) 鍍液中NH4SCN的含量及工藝規(guī)范更改，都會(huì)使鍍層色澤相應(yīng)變化。因此，控制鍍液中的離子濃度(尤其是SCN?的濃度)、沉積時(shí)間、鍍液溫度及電流密度是鍍彩色鎳的關(guān)鍵，否則，很難獲得原設(shè)計(jì)的鍍層色澤。

表2 彩色鎳鍍液配方和工藝參數(shù)Table 2 Bath formula and process parameters of color nickel plating

(2) 按表 2彩色鎳液配方，在其他條件不變的情況下，所得鍍層色澤隨電鍍時(shí)間的變化而變化，其變化趨勢如下：配方I，按黃─橙─紅─紅棕─紫─褐─黑灰變化；配方II，按黃─深黃─紅─紫─藍(lán)─深藍(lán)─綠─墨綠─深黑灰色變化；配方III，按淡黃─青─淡藍(lán)─金黃─紫藍(lán)─墨綠─玫瑰─咖啡─黑灰色變化。

(3) 為了獲得所設(shè)計(jì)的鍍層色澤，生產(chǎn)中必須具備能控制安培電流和毫安電流密度的整流器(整流器上備有控制沉積時(shí)間的定時(shí)器)和鍍液溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)器。此外，還須定時(shí)測定鍍液的pH，并分析鍍液內(nèi)有關(guān)成分的含量。

(4) 彩色鎳鍍液的導(dǎo)電性并不強(qiáng)，故鍍彩色鎳時(shí)，掛具應(yīng)能夾緊鍍件。較大面積零件的反面，應(yīng)得到輔助陰極支援導(dǎo)電，以免造成邊緣效應(yīng)，使中間色淺、邊緣發(fā)黑。

(5) 彩色鎳層雖然比較硬，但由于鍍層太薄，無法抵抗外力沖擊，故需用有機(jī)涂料保護(hù)。

4 結(jié)語

鍍彩色鎳是既復(fù)雜又比較經(jīng)濟(jì)的工藝，因?yàn)樗呐浞交旧鲜菑腻兒阪嚨墓に囍醒苌鰜恚瑫r(shí)，在同一個(gè)鍍液內(nèi)僅需更改某個(gè)工藝參數(shù)，就能獲得不同色澤的鍍層，而且色澤變化可人為控制。因此，在批量加工彩色鍍鎳之前，應(yīng)作細(xì)致的工藝調(diào)整，以確定某個(gè)變色的最佳點(diǎn)，使鍍層色澤符合設(shè)計(jì)要求。

[ 編輯：韋鳳仙 ]

Color nickel plating //

CHENG Hu-sheng

The color nickel plating is not a process in which nickel coating with various color and luster is deposited on the workpiece. Different colors and lusters may produced by refraction, reflection and interference of light irradiated onto and passed through the nickel film with various thickness on the surface of workpiece. Therefore, controlling deposit thickness can control color and luster of nickel film. This article introduces process formula and parameters of color nickel plating. It is noted that the control of concentration of ions (especially SCN?) in bath, deposit time, temperature and current density is the key of color nickel plating.

color nickel plating; coloring; thiocyanate; coating thickness

TQ153.12

A

1004 – 227X (2010) 01 – 0015 – 02

2009–04–07

程滬生（1932–），男，高級(jí)工程師，主要從事金屬及非金屬電鍍工作。

作者聯(lián)系方式：(Tel) 020–37352653。