手表夾板鍍銠工藝及常見故障分析與改進

朱敬洪

(杭州手表有限公司，浙江 杭州 311108)

銠，是一種銀白色、稍帶淺藍色調并有光澤,堅硬的金屬，具有高反射率，通常不會形成氧化物，化學性質十分穩定，耐腐蝕，光澤性好，鍍銠層具有很高的硬度，可達800～1000 HV，非常耐磨，耐熱。因此主要用于電鍍業，將其電鍍在其它金屬表面，鍍層色澤堅固，不易磨損，反光效果好并能在空氣中長期保持其光澤度。瑞士高端品牌手表通常都會用鍍銠來代替鍍鎳，以彰顯其高貴的品質。但由于其價格昂貴且價格波動大，因此在國內手表機芯夾板電鍍中通常用在高端機芯上，如陀飛輪機芯。

1 手表夾板電鍍銠工藝流程及工藝規范

1.1 工藝流程

夾板上掛——除蠟除油——二級逆流水洗——超聲除油——電解除油——二級逆流水洗——酸洗——二級逆流水洗——純水洗——弱酸洗——鍍光亮鎳——回收——三級逆流水洗——鍍銠——回收——三級逆流水洗——中和——三級逆流水洗——超聲水洗——超聲無水乙醇洗——烘干——下掛、包裝、檢驗。

1.2 酸 洗

當油污不太嚴重時，為簡化工序，減少設備，可把脫脂和酸洗浸蝕工序合并一起進行。即選用乳化能力較強的乳化劑直接和浸蝕劑配合使用。本工藝采用銅件(98%硫酸10%+OP乳化劑2%～3%)；鋼鐵件(98%硫酸15%～20%，OP乳化劑5%～10%,硫脲5 g/L)[1]，該配方具有除油除銹防過腐蝕一步法功能，特別適合于手表夾板酸洗。

1.3 鍍光亮鎳

由于鍺的價格較高，為了節省鍺的用量，在鍍鍺前先在鍍件表面鍍光亮鎳層。鍍鎳層略帶暗青光澤，色澤偏黃與白金的色澤有較大差異。因此，光亮鍍鎳，只作銠電鍍的過渡鍍層[2]。光亮鍍鎳的配方及工藝采用常見白亮型瓦特型鎳工藝。

1.4 鍍銠工藝配方

銠(以硫酸銠形式加入):1.5～2 g/L

硫酸(98%):15～25 mL/L;

添加劑A:10～20 mL/L;

溫度: 45～60 ℃;

電流密度:1.5～2 A/dm2;

陽極材料:白金鈦網；

陽極面積:陰極面積：2:1。

2 鍍層質量的影響因素

2.1 鍍銠液銠含量的影響

硫酸銠是電鍍液的主鹽，呈絡合鹽形式，因使用的是不溶性電極，銠離子會逐漸消耗，銠離子含量過低，電流效率下降，鍍層呈暗紅色，無光澤。因此，電鍍過程中需要按安培分鐘定期向槽液中補充硫酸銠溶液。鍍液·銠離子含量過高，鍍層粗糙，且鍍液成本較高，同時電鍍時帶出量也大，即便是回收也會造成不必要損失。銠含量應控制在1.5～2 g/L,不能高于2.5 g/L。

2.2 電流密度的影響

電流密度對鑄鍍層質量影響較大,電流密度過高，析氫嚴重，導致電流效率下降，且易產生針孔，鍍層與基體結合力下降。電流密度偏離臨界電流密度越遠，鍍層分散能力和光亮度越高，電流效率越低越省銠，因此要在不斷的實際電鍍過程中根據實際情況獲得最佳電流密度，以保證在獲得良好鍍層基礎上盡可能的節約金屬成本。

2.3電鍍溫度的影響

溫度過低，鍍層亮度差，溫度過高，鍍層脆性大 鍍液易老化。溫度低于20 ℃時電流效率很低，鍍層應力大，隨著溫度的升高，允許的電流密度值隨之增大，電流效率也提高，鍍層應力減小。但溫度太高，溶液蒸發量大，且夾帶大量的硫酸霧汽，惡化操作條件；溫度太低電流效率大大降低，鍍層不亮。一般采用在45～60 ℃電鍍。

2.4 酸度影響

鍺液的酸度主要由加入的硫酸量來控制， 硫酸有兩個重要作用。一防止銠以氫氧化銠沉淀,防止高電流密度區析氫堿化產生沉淀鍍。二提高極化度，抑制銠的快速沉積，改善鍍液分散能力，提高鍍液電導率。硫酸含量過高，電流效率急劇下降，電鍍時析氫嚴重，沉積速度下降，鍍層質量差，脆性增大，易產生陰影，鍍層質量差。

2.5 添加劑量對電流效率及鍍件白度影響

光亮劑的種類很多，主要有無機鹽，如硝酸鉛、硫酸銅、硫酸鉈、硫酸鉍、硫酸鎘等；還有有機類，如酚磺酸、羥基萘磺酸、吡啶磺酸、橋連二 苯磺酸、水溶性硅油等。由于無機鹽添加劑毒性大，一般不采用。添加劑對鍍液有很大的影響,特別是對鍍件的白度影響較大,其次是對鍍層的內應力也有影響[3]。添加劑A為有機添加劑，可增加鍍液走位能力，顯著增加鍍層白度。

3 手表夾板鍍銠常見故障及改進

3.1 手表夾板類零件的固有特點

手表夾板主要采用銅合金，重金屬合金制作，形狀復雜，槽型多，釘子多，孔多，特別是盲孔多。為了美觀的需要，還會經常進行各種精飾加工，如噴砂，磨直紋，打太陽紋，打魚鱗紋，日內瓦紋等，特別是手工磨較大平面時，由于受力不均勻及沒有了機械離心作用，零件表面更易產生不規則不均勻的粉末狀粘附，拋光零件時常有拋光光亮劑殘留。

3.2 常見故障

3.2.1 主夾板位釘生銹

主夾板，重錘等，由于組合件分別由兩種或兩種以上的金屬組合而成，會產生縫隙及不同金屬間產生電位差，兩種或兩種以上不同電極電位的金屬處于腐蝕介質內相互接觸會引起電化學腐蝕，特別是在大陰極小陽極的情況下，陽極腐蝕加重，如主夾板，主體是黃銅的，上面的位釘是鐵的，這就很容易在鐵釘部位產生腐蝕[3]，而鍍銠液酸度很高且溫度也高，這樣嚴重時甚至造成整個位釘腐蝕。

3.2.2 白度不夠

鍍后整個夾板看上去外觀和鍍鎳差不多，不夠白。有時候鍍層局部發黃。有的放置一段時間后局部發黃，這種情況以零件邊緣發黃為主。

3.2.3 鍍層起泡，腐蝕基體。

表現為局部基體被腐蝕，局部起泡，低電流區更加明顯。

3.3 改進措施

(1)在電鍍時，掛具要經常清洗，停鍍時鍍槽要加蓋，防止掉入灰塵等，以免帶入無機和有機雜質污染鍍液。而雜質對鍍液的影響很大,特別是對氯離子、金屬陽離子和有機雜質的污染很敏感。一般雜質含量在1×10-6以上就對鍍液產生影響[4]。

(2)在酸性鍍銠液中，基體金屬必須用貴金屬預鍍層來充分保護，避免浸入時由于置換反應所引起的結合力不好的現象，最好是帶電入槽。鍍件不要靠陽極太近，否則由于陽極產生的O2氣泡的附著,產生氣孔,鍍銠后要電解除油、清洗過酸入爐，否則易產生黃漬，很難清洗干凈[5]。

(3)鍍銠液對氯離子和有機雜質非常敏感，配制鍍液時應使用蒸餾水。如果鍍銠液被有機物污染,鍍液會變黑或鍍層呈粉狀, 此時加入3 g/L活性炭, 加熱到60 ℃,攪拌2 h，然后過濾鍍液,就可恢復鍍液[6]。

(4)加強水洗，各個工序間的水洗好壞直接影響鍍層質量，甚至有人說電鍍質量就是洗出來的。操作過程對鍍層質量的影響不可忽視，清洗切不可蜻蜓點水，清洗水要干凈，清洗要徹底，對于如主夾板這類帶有鐵釘的零件，水洗后要浸泡在堿水中進行中和，然后再清洗干凈后烘干；對于有細縫的零件，鍍后應當進行超聲清洗再烘干。

4 結 論

在手表機芯制作過程中，各類夾板及重錘是最重要的外觀件，其電鍍制作的水平直接影響到機芯的檔次。根據實際生產經驗及實驗得出，當硫酸銠含量控制在1.5～2.5 g/L,硫酸控制在15～25 mL/L,溫度控制在45～60 ℃，再配上合適的添加劑,可以獲得鍍件外觀白亮，反光率高，色調柔和，抗腐蝕性強，耐摩性好的銠鍍層。通過前處理、水洗、鍍液維護等整個工藝管理，可以使整個生產得以穩定運行。