一种可显著提高3D硬金电铸效率的无氰电铸液及电铸方法技术

本发明专利技术属于金属电铸技术领域。尤其涉及用于3D硬金电铸的无氰电铸液、电铸方法及黄金饰品，用于3D硬金电铸的无氰电铸液由9～14g/L的以亚硫酸盐的络合物形式的金、75～140g/L的游离亚硫酸盐、28～72g/L的缓冲盐、0.02～12g/L湿润剂、0.1～6g/L稳定剂、1.06～16.5g/L光亮剂以及0.04

A cyanide free electroforming solution and electroforming method that can significantly improve the efficiency of 3D hard gold electroforming

【技术实现步骤摘要】
一种可显著提高3D硬金电铸效率的无氰电铸液及电铸方法


[0001]本专利技术属于金属电铸
尤其涉及一种可显著提高3D硬金电铸效率的无氰电铸液及电铸方法。

技术介绍

[0002]为了克服传统黄金饰品的造型单一，低性价比等缺点，3D硬质黄金便应运而生。早期的黄金电铸工艺采用分层电铸，导致电铸时间长达25
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26h，意味着完成一次电铸需要耗费大量的人力和物力资源。经过一段时期的工艺优化后，如今的电铸效率相对之前有了显著提升，可以将电铸时间控制在16
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20h之内，但是随着社会节奏的加快，人民对高质量生活水平的追求，原有技术显然无法满足所需，亟待更高效率电铸工艺的出现。
[0003]另外，含氰电解液虽在生产3D硬金过程中可以保持较高的稳定性，但是用其电铸的产品硬度和光亮性都难以达到预期，更为严重的是氰化物有剧毒，在生产、储存和运输过程中，会对周围环境造成威胁。因此在未来的电铸行业中，无氰电解液会更符合社会需求，需要进步加深无氰电解液的研究。
[0004]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0005](1)现有技术电解液相匹配的工艺中，金的沉积速率低，电流效率低，使得电铸硬金产品质量不高。
[0006](2)现有技术电铸工艺中，电铸时间长，电铸效率低。
[0007](3)现有无氰电解液的方法工艺流程繁琐，成本高。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种可显著提高3D硬金电铸效率的无氰电铸液及电铸方法。
[0009]本专利技术的实现方式为，一种用于3D硬金电铸的无氰电铸液由9～14g/L的以亚硫酸盐的络合物形式的金、75～140g/L的游离亚硫酸盐、28～72g/L的缓冲盐、0.02～12g/L湿润剂、0.1～6g/L稳定剂、1.06～16.5g/L光亮剂以及0.04
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2.2g/L硬度剂组成。
[0010]进一步，缓冲盐为碳酸盐、磷酸盐、柠檬酸盐中的的一种或几种。
[0011]进一步，润湿剂为十二烷基硫酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、十二烷基二乙醇酰胺酸酯、二辛基磺基丁二酸钠中的一种或几种。
[0012]稳定剂为三氯乙醛、乙酸、丙三醇、氢醌中的一种或几种。
[0013]光亮剂为聚乙二醇、硫脲、糖精、吡啶、烟酰胺、甘氨酸中的一种或几种。
[0014]进一步，硬度剂为硫酸锌、氯化铟、醋酸锑中的一种或几种。
[0015]本专利技术主要目的在于提供一种利用所述用于3D硬金电铸的无氰电铸液的3D硬金电铸方法，所述3D硬金电铸方法包括：
[0016]步骤一，向游离亚硫酸盐电解液添加光亮剂、硬度剂、稳定剂，同时与以亚硫酸盐的络合物形式的金、缓冲盐、湿润剂混合；
[0017]步骤二，以铂金钛网作为阳极，镀铜后的锡铋合金模具作为阴极，采用阴极移动法，在用于3D硬金电铸的无氰电铸液下电铸；
[0018]步骤三，采用最优参数进行实验，分析镀层厚度及光泽度。
[0019]进一步，在步骤二中转速为20rpm，在60℃的电铸液下电铸11h。
[0020]进一步，所述3D硬金电铸方法还包括以下步骤：铜胚、超声波清洗、喷淋过水10秒、电解除油、喷淋过水5秒、活化酸蚀、喷淋过水以及电铸硬金。
[0021]本专利技术的另一目的在于提供一种3D硬质黄金饰品，所述3D硬质黄金饰品利用所述用于3D硬金电铸的无氰电铸液制作。
[0022]结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
[0023]第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本专利技术的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本专利技术技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
[0024]本专利技术利用双脉冲电源和改进电解液进行配合，加快了金的沉积速率，加速了阴极极化，提高了电流效率，缩短了电铸时间。传统情况下电铸镀覆时间需要16～20h，而本专利电铸11h后就可得到0.20mm的电铸层。
[0025]本专利技术提供了一种亚硫酸盐无氰镀金的新电解液，含有0.5～20g/L的以亚硫酸盐的络合物形式的金，0.5～200g/L的游离亚硫酸盐，0～150g/L的支持电解质和以碱金属磷酸盐、硼酸盐或柠檬酸盐形式的缓冲盐，醇类，烷基类，吡啶类等形式的络合剂，包括合适的湿润剂、稳定剂和光亮剂，使电解液可以保持长期的稳定，电解液无气味。其最大特点在于不含氰类物质，相对于含有剧毒的氰化物，新配方对环境的影响程度更小。
[0026]第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本专利技术所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
[0027]本专利技术在亚硫酸盐无氰电解液体系的基础上添加各添加剂对电解液进行改进，提出一整套与新电解液相匹配的新工艺，用于提高阴极极化，减小浓差极化、降低阴极析氢反应给产品带来的不利影响，提高金的沉积速率，提高电流效率，通过优化络合盐的浓度与配比来使镀层细腻，改变缓冲剂的种类及含量来提高镀液的分散能力，加入润湿剂、稳定剂、光亮剂、硬度剂来优化镀层质量，最终得到光亮度高、纯度高、平整度好、可焊性强、硬度稳定的电铸硬金产品。
[0028]本专利技术通过改进电铸液配方和优化电铸工艺，使得在电铸11h的条件下，就可以得到0.20mm电铸层，极大的缩短电铸时间，进一步提高了电铸效率。
[0029]第三，作为本专利技术的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：
[0030](1)本专利技术的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：
[0031]电铸效率的提高，其最直观的效果为电铸时间的缩短。根据相关专业人员的前期计算，本专利技术的高性能电铸液及配套的双脉冲电镀方法，会将电流密度的最大上限值增至原电流密度的147％，将单件的电镀时间由18h降至11h左右。同样我们也将相关企业的单线的年产量与使用本专利方案模拟的单线年产量进行了初步对比评估，发现在正常情况下，对于同一批次原料，我们可以缩短近40％的电铸时间，进而以实现单生产线的年均百万的产能升级。
[0032]其次，在实际的加工生产过程中，原料金液是工厂租借而来，因此需要按天支付相应利息，长时间的加工无形中会增加工厂的成本消耗。电铸效率的提高，压缩了生产时间，也意味着加快金的周转速度，减少了多余资金的消耗，以帮助企业扩大生产。
[0033](2)本专利技术的技术方案是否解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题：
[0034]电铸技术出现在黄金饰品行业，其目的之一就是希望借此提高黄金膜镀覆的效率。而从最初需要25
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26h才能完成一次膜的镀覆，到如今采用本专利，我们可以在11
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12h就完成0.20mm镀层的涂覆，极大地节省了时间和资源成本，正面促进了黄金饰品电镀行业技术的迭代与进步。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于3D硬金电铸的无氰电铸液，其特征在于，所述用于3D硬金电铸的无氰电铸液由9～14g/L的以亚硫酸盐的络合物形式的金、75～140g/L的游离亚硫酸盐、28～72g/L的缓冲盐、0.02～12g/L湿润剂、0.1～6g/L稳定剂、1.06～16.5g/L光亮剂以及0.04
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2.2g/L硬度剂组成。2.如权利要求1所述的用于3D硬金电铸的无氰电铸液，其特征在于，缓冲盐为碳酸盐、磷酸盐、柠檬酸盐中的的一种或几种。3.如权利要求1所述的用于3D硬金电铸的无氰电铸液，其特征在于润湿剂为十二烷基硫酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、十二烷基二乙醇酰胺酸酯、二辛基磺基丁二酸钠中的一种或几种。4.如权利要求1所述的用于3D硬金电铸的无氰电铸液，其特征在于，稳定剂为三氯乙醛、乙酸、丙三醇、氢醌中的一种或几种。5.如权利要求1所述的用于3D硬金电铸的无氰电铸液，其特征在于，光亮剂为聚乙二醇、硫脲、糖精、吡啶、烟酰胺、甘氨酸中的一种或几种。6.如权利要求1所述的用于3D硬金电铸...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔淏，任康乐，郑宏欣，曹慧，罗学维，王美皎，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：