[發明專利]一種含離子液體的無氰銅鋅電鍍液的電鍍方法

在審

• 申請號: 201510976246.7
• 申請日: 2015-12-23
• 公開（公告）號: CN105463535A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 馮正元;馮育華
• 申請（專利權）人: 蘇州市金星工藝鍍飾有限公司
• 主分類號: C25D3/66
• 分類號: C25D3/66;C25D5/18;C23C28/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及電鍍領域，具體涉及一種用于造幣的含離子液體的無氰銅鋅電鍍液的電鍍方法。

背景技術

金色電鍍在裝飾性電鍍中應用廣泛。但是純金電鍍因黃金價格昂貴、硬度低、耐磨性差，使其應用受到了限制。仿金鍍層金黃色的色澤可以滿足裝飾性的要求，鍍層的硬度、耐磨性大大提高，其成本低廉，多用于首飾、工藝制品、燈具、紐扣、手表、打火機等零件上的裝飾性電鍍，具有明顯的經濟效益和廣闊的發展前景。仿金(銅鋅合金)電鍍多使用氰化物電鍍，鍍層結晶細致，鍍液分散能力和覆蓋能力好，鍍層色澤近似純金，但該工藝使用劇毒的氰化物，對人體和環境的危害巨大。

近年來，人們開發了多種無氰仿金電鍍液，如焦磷酸鹽體系、酒石酸鹽體系、HEDP體系、檸檬酸體系等。這些電鍍液各有優點，但也存在自身局限性，無法從根本上替代氰化物仿金電鍍液。

離子液體素有“綠色溶劑”之稱，它是一種由陰陽兩種離子組成的有機液體，也稱之為低溫下的熔鹽。離子液體作為溶劑具有很多優良特性，例如其蒸汽壓近似為零，不易揮發且不產生污染問題，具有良好的離子導電性與導熱性，同時還具備高熱穩定性與高熱容性。近年來開始應用于金屬電沉積并取得了初步研究進展。離子液體對一般金屬鹽溶解性差，既而影響電沉積層質量。因此，離子液體在金屬電沉積方面的應用需進一步開發探索。

發明內容

發明目的：針對現有技術的不足，本發明提供一種用于造幣的含離子液體的無氰銅鋅電鍍液的電鍍方法，使得方法簡單、所電鍍得到的鍍層與基體結合力好、色澤均勻光亮、方法重復性好。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種含離子液體的無氰銅鋅電鍍液的電鍍方法，包括以下步驟：

(1)無氰銅鋅電鍍液制備，電鍍液中包括以下質量體積分數的組分：焦磷酸鉀150～200g/L、無水硫酸銅48～96g/L、硫酸鋅5～15g/L，丙三醇10～30g/L、丁二酰亞胺10～30g/L、氨三乙酸20～30g/L、焦磷酸70～100g/L、苯并三唑6-10g/L和離子液體添加劑30～100mg/L，其中所述離子液體添加劑為1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯鹽、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯鹽、1，3-二乙基咪唑磷酸二乙酯鹽或1，3-二乙基咪唑磷酸二甲酯鹽中的一種或幾種，氨水調節pH至8.0-10.5；

(2)不銹鋼工件前處理，將不銹鋼工件表面打磨拋光后除油，然后進行酸性活化和中和清洗處理；

(3)預鍍銅，在前處理后的不銹鋼工件上預鍍一層銅層，所述銅層的厚度為200-800nm；

(4)銅鋅合金電鍍，將預鍍銅后的不銹鋼工件作為陰極置于電鍍液中，以惰性極板作為陽極，保持電鍍液的溫度為20-50℃，通入電流進行電鍍。

(5)后處理，將經過電鍍的不銹鋼工件置于去離子水清洗，然后放置高溫爐內進行熱處理，冷卻后包裝。

進一步地，所述步驟(2)中除油為堿性除油或超聲除油。

進一步地，所述超聲除油的條件為：將拋光后的工件浸入丙酮和二氯甲烷1:1(v:v)的混合溶液中，超聲清洗1分鐘，用于去除表面的有機物，之后采用無水乙醇超聲清洗2min，再用去離子水沖洗2次，最后使用超純水沖洗1次。

進一步地，所述步驟(3)中預鍍銅的方法為濺射法、蒸鍍法或化學鍍法中的一種。

進一步地，所述步驟(4)中惰性極板為鉑片或石墨。

進一步地，所述步驟(4)中陰極和陽極之間的距離為16—30cm。

進一步地，所述步驟(4)中電流為電流密度增加。

進一步地，所述步驟(4)中電流為電流密度線性增加。

進一步地，所述步驟(4)中電流以每分鐘0.1-0.2A/dm²的速率從0A/dm²線性升高至4-6A/dm²，隨后恒電流沉積20-30min。

進一步地，所述步驟(4)在電鍍的同時采用磁力攪拌器進行攪拌。

步驟(5)中熱處理的條件為在還原性氣氛下，550-600℃加熱50-70min，還原氣氛使用H₂或H₂-Ar。

有益效果：與現有技術相比，本發明提供的電鍍方法具有以下優點：

(1)解決了金屬離子與離子液體之間溶解性差的問題，可以在水溶液體系中使用，制備的電鍍液體系分散性和穩定性好；本發明的電鍍液含有離子液體添加劑，使得電鍍液無毒無污染、能耗低，同時添加量較小，未增加生產成本。