黑色鍍層電鍍工藝也是一種流行的僅次于仿金電鍍工藝的裝飾性電鍍工藝。常規(guī)的黑色鍍層是黑鎳,即鎳—鋅合金鍍層。近年來(lái)以鎳—錫為主要黑色鍍層獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,通常被稱為槍色鍍層或珍珠黑。武漢風(fēng)帆公司的槍黑電鍍工藝在國(guó)內(nèi)推廣應(yīng)用廣泛。
它們用于光學(xué)儀器、軍工產(chǎn)品、輕工、日用五金產(chǎn)品的外觀裝飾和消光、吸熱等功能性用途。這兩種鍍層均較薄,本身無(wú)法對(duì)基體起到良好的防腐效果,都應(yīng)鍍有銅、鎳等中間鍍層,以改善其外觀及耐蝕性。鍍后往往還要涂油或上一層有機(jī)涂料來(lái)加以保護(hù)。
(1)鎳—鋅合金(黑鎳)
以鎳鋅合金為主的黑鎳中含鎳約40%-60%,鋅20%-30%,硫0%-15%,有機(jī)物10%左右,典型的工藝配方如下表:
Ni-Zn合金黑色鍍層工藝
組成(g/L)及工藝條件 1 2
NiSO4?7H2O 90—120 76—100
ZnSO4?7H2O 40—60 40—50
(NH4)2SO4 20—30
NiSO4?(NH4)2SO4?6H2O 40—60
NH4CNS 25—35 25—35
H3BO3 25—35 25—35
PH 5—6 4.5—5.5
溫度°C 30—35 30—35
DK(A/dm2) 0.1—0.3 0.1—0.4
在電鍍過(guò)程中,硫氰酸根離子中硫與鎳生成黑色的NiS。由于電流密度很低,所獲鍍層較脆,故不可能鍍得太厚,其鍍層光亮度,全靠底鍍層的光亮效果,底鍍層越亮,黑鎳層越顯黑,否則黑度下降。
(2)鎳-錫合金(珍珠黑鍍層):Ni-Sn鍍層由于其黑色外觀而常被稱為槍色鍍層或珍珠黑鍍層。鍍層中一般含Ni35%、Sn65%,有時(shí)適當(dāng)加入Cu以增加鍍層硬度和改善外觀。
黑色Ni-Sn鍍層,主要是Ni和Sn在一定比例下加入發(fā)黑劑,含S、N化合物,如含硫氨基酸等。與黑色Ni-Zn鍍層一樣,Ni-Sn的黑色程度也往往取決于底鍍層的光亮效果,但一般來(lái)講,Ni-Sn鍍層的黑度略差于Ni-Zn鍍層。但這種色調(diào)十分莊重、典雅深受人們的喜愛(ài),已廣泛用于日用五金、自行車、燈具、首飾等行業(yè)。
珍珠黑電鍍工藝分有氰和無(wú)氰兩類。氰化物鍍液較穩(wěn)定,黑色較均勻;無(wú)氰鍍液的絡(luò)合劑如果選擇適當(dāng),也可獲得較好的效果。
下表是兩種工藝配方的例子:
組成(g/L)及工藝條件 1 2
SnCL2?2H2O 50 10
NiCL2?6H2O 250 75
NiSO4?7H2O 20
K4P2O7 250
蛋氨酸 5
開(kāi)缸劑 200ml/L
調(diào)黑劑 10~15ml/L
PH 4.5~5.5 8.5
溫度°C 50~65 50
DK A/dm2 0.5~1 2
Ni-Zn與Ni-Sn黑色鍍層均易變色,尤其是Ni-Zn鍍層更易變色,電鍍表面失光、黑度不勻,嚴(yán)重影響外觀。由于這類鍍層在鍍后脫水之前,接觸電鍍車間的有害氣體,極易變色,所以鍍后一定要進(jìn)行鈍化處理。以下鈍化液對(duì)Ni-Zn與Ni-Sn黑色鍍層防變色有較好效果。
CrO3 3—
室溫 10—20秒
鈍代處理只能在短時(shí)間或工序間防止變色,因這類鍍層薄而脆,不耐磨、不耐用,為了提高其實(shí)用效果和使用壽命,經(jīng)鈍化后的黑色鍍層一般都要涂覆一層保護(hù)涂料。
OMI公司、新加坡獨(dú)資的臺(tái)州恩森公司推出的黑色Sn-Ni合金、黑色Sn-Co合金、白色代鉻Sn-Cr合金效果都較好,受到用戶青睞,典型的工藝流程如下:
1) 無(wú)鎳流程
前處理→流水清洗×3→酸性光亮鍍銅→流水清洗×3→白色銅錫代鎳
→流水清洗×3→ →流水清洗×3→
→流水清洗×3→烘干→包裝
2)含鎳合金電鍍
前處理→流水清洗×3→酸性光亮鍍銅→流水清洗×3→全光亮鍍鎳
→流水清洗×3→ →流水清洗×3→
→流水清洗×3→烘干→包裝
3)雙色合金電鍍
前處理→流水清洗×3→酸性光亮鍍銅→流水清洗×3→全光亮鍍鎳→流水清洗×3→仿金電鍍→流水清洗×3→涂漆保護(hù)→酸活化
→流水清洗×3→ →流水清洗×3→退保護(hù)漆處理
→流水清洗×3→電泳漆或浸漆→烘干→包裝