[發明專利]錫晶花誘導下電沉積仿斑銅晶花表面精飾工藝

無效

• 申請號: 200710066460.4
• 申請日: 2007-12-14
• 公開（公告）號: CN101255583A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 蘇永慶;鐘云
• 申請（專利權）人: 云南師范大學
• 主分類號: C25D5/10
• 分類號: C25D5/10;C25D3/38;C25D3/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種錫晶花誘導下電沉積仿斑銅晶花表面精飾工藝，屬金屬材料表面加工和工藝品制作領域。

背景技術：

斑銅的主要成分是銅，其中還雜有金屬錫、鋅和痕量的金銀等其他金屬，并未全然融合而形成的輝斑^[1]。斑銅制品獨放異彩，有深藍、紫金、赤紅等色，最耀眼是金黃，后來人工亦可煉制，將其做成日用品或工藝品，表面拋光后在古銅色的底子上斑彩熠熠，美不勝收。斑銅的各色棱斑呈天然構成，所有器物的斑紋無一雷同，拋光后既可使之表面色澤美如櫻桃紅，又可作古史之銅綠點點顯示歲月滄桑。它是云南特有的民間傳統工藝品。

斑銅制品是精美的工藝品，在裝飾裝潢中具有很高的應用價值，其特殊性在于斑銅制品的造型和表面晶斑。斑銅制品分“生斑”、“熟斑”兩種。生斑即采取含銅量達90％以上的天然斑銅礦石，經手工熔鑄、煅打、磨制加工而成。斑礦罕得，原料不易，產品甚少。熟斑則通過獨特的冶煉熔鑄，以及復雜的后處理工藝制作加工而成，工藝雖然復雜，但不愁原料，產品較為豐富。但目前的斑銅制品，無論是“生斑”、“熟斑”制品，都是采用鑄造成型，使得整個斑銅制品全由斑銅制成，成本較高。同時由于鑄造工藝的局限性，難于在表面精飾中廣泛應用。

經文獻檢索，未見與本發明相同的公開報道。

參考文獻：

[1]徐瑞東.斑銅工藝的研究與應用.首屆“挑戰杯”昆明理工大學研究生課外科技作品競賽[J].2001.10.

發明內容：

本發明的目的在于提供一種生產成本低、操作簡便的錫晶花誘導下電沉積仿斑銅晶花表面精飾工藝。

本發明利用傳統的電鍍錫晶花工藝，在金屬表面電沉積錫后，通過一定的熱處理，在高于錫熔點的溫度下，將鍍層熔融，根據對不同晶花圖案的要求，采用不同冷卻方式(快速水冷、風冷或自然冷卻)，使單質錫的三種同素異形體(α-Sn也稱灰錫，為金剛石形立方晶系；β-Sn也稱白錫，為四方晶系；γ-Sn也稱脆錫，為正交晶系)進行相互轉化，使其發生重結晶，使得金屬錫的三種同素異形體共存，由于它們的顏色有所差別，在結晶過程中會長出不同晶體形狀的晶花。用10％wt的H₂SO₄溶液腐蝕活化，然后在同一鍍槽中進行二次鍍錫，鍍層表面即會產生美麗的錫晶花(圖1)。

具有錫晶花的表面在弱堿性的焦磷酸鹽鍍液中電沉積銅或銅合金，使銅或銅合金與不同晶型的錫晶花鍍層產生互滲，在錫晶花的誘導作用下獲得具有與基底錫晶花形狀相同，但成分、色彩不同的銅合金晶花的表面層，即仿斑銅表面層(圖2)。

本方法的具體工序如下：

a.鍍前處理：對金屬樣品表面毛刺進行機械或人工清除；用汽油或丙酮浸泡、或熱堿溶液、或洗滌劑浸泡擦拭脫除表面油脂；使用10％wt的鹽酸溶液浸泡去除表面氧化皮；

b.一次電鍍錫：電鍍液組成和操作條件為：硫酸亞錫(SnSO₄)20-30g/L；硫酸(H₂SO₄(ρ＝1.84))40-60ml/L；苯酚20-30mg/L；明膠1-2g/L；陰極電流密度(D_K)1-2A/dm²；陰陽極面積比為1∶1-2；陽極純度(Sn％)≥99.9，15-30℃，電鍍時間25-30min；

c.晶花化熱處理：在250-350℃的保溫爐中使鍍層熔融2-10min，出爐后根據對不同晶花圖案的要求，采用快速水冷、風冷或自然冷卻方式進行冷卻；

d.酸洗活化：在10％wt的H₂SO₄^-溶液腐蝕活化5-10sec；

e.二次電鍍錫：在b步驟的電鍍錫槽中進行二次電鍍錫，陰極電流密度為0.5-1A/dm²，電鍍時間3-10min；

f.電沉積銅：電鍍液組成和操作條件為：焦磷酸銅(Cu₂P₂O₇)70-100g/L，焦磷酸鉀(K₄P₂O₇)300～400g/L，檸檬酸三銨((NH₄)₃C₆H₅O₇)20-25g/L，pH8.0-8.8；溫度20-30℃，溶液攪拌或陰極移動(25～30次/min)，陰極電流密度(D_K)0.8～1.5A/dm²，電鍍時間40-60min；