铜制品的常温发黑

铜制品的常温发黑 竖一 铜制品的常温发黑 ……捕c…uu, 丁(;r,7 [摘要]扳道了铜制品面常温发黑的新5-艺.振讨7发黑机理.与传境配方相比.其主要 优点是发黑时间短,发黑膜蛄台力好. J一, 关键词; 每7b,I —锏_!兰坚新三羔,c\, 表面发黑技术广泛用于各种金属制品的表面防腐光亮性;十二烷基硫酸钠可使溶液在金属表面更加窖 受装饰,传统的发黑工艺基本上使用硫化物或碳酸铜易湿润.所生成的表面膜均匀一致;过硫酸跬是氧化 类,从使用情况看,存在着成本高生产周期长,发黑被剂-可使金属表面的活性增加,生成的膜坚固耐磨发 有臭味等缺点.从近年来的研究情况看,常温发黑液主黑柔软剂可使发黑膜颜色纯正,拓宽发黑时阿. 亚硒酸-铜盐一磷酸l1.1发黑工艺 盐成分大致可分为硒一铜系, 系,锕系…,铜一硫系….,钼一铜一硫系,锰一铜一硫 系铜一氯酸系川,存在着向硒一铜硒一铜一磷系发 展的趋势". 铜制品常温发黑的工艺的主要优点是不需加热t 可大大降低能耗.所用设备也十分简单.处理速度快, 一 段在发黑液中处理几分钟即可.其缺点是前处理要 求严.溶液稳定性差.发黑膜疏橙多孔.附着力和耐磨 性差本文探讨了常温发黑机理.介绍一种铜制品常温 发黑剂的配方,与其他常温发黑剂川相比,其特征在 于使用了过硫酸胺氧化剂,解决了发黑膜易脱落,颜色 不纯,结合力不好的缺点. 1常温发黑剂的配方和发黑机理 1.1常温发黑剂的配方 H3PO3,7g/L Na3PO405,0.8g儿 CuSO6,10g/L O:0.5,1Sg/L 过琉酸铵4,sg/L 冰醋酸8,10g/L 十=烷基硫酸钠15g/L 发黑柔软荆SB05,0.8g/L 温度室温 发黑渡使用时可视情况稀释2,3倍. 配方中二氧化硒与琉酸锕是参与成膜的主要成 分.磷酸和磷酸三钠可使溶液pH值稳定在25左右? 是辅助成膜剂;咪醋酸可使膜的致密性增强:且可增加 发黑工艺可采用如下流程: 除油一水洗一发黑一水洗一干燥一封闭一检验一 成品 工件豫油后.经水洗投入发黑{瘦中进行发黑.此时 应不断翻动工件,使工件各处表面形成均匀的黑膜.发 黑时间为5rain左右.发黑完后用冷水冲洗,然后将工 件干燥,最后可用清漆或油把工件封闭.即为成品 1.12实验结皋 经上述工艺发黑的工件.槛测结果如表l示 表1常沮发黑与常规发黑的对地结累 其中耐磨性试验景工件在发黑干燥后用普通滤纸 按在受检面上.用力嗥擦至露出底材为止. 12发黑帆理的探讨 现在^们对常温发黑机理尚不十分清楚.认识也 未统一.笔者认为其机理大致如下: (1)黄铜中表面的锌和酸匣直.形成报其微小的 孔隙,而留在表面的铜的活性增加.容易和黑色成膜物 质结台 Zn+2HIPO一Zn(H:PO):+H:十 (2)在酸性条件下,为了能得到转厚的发黑膜. 48SURFACETECHNOLOGYVo1.28No41998表面技术1999年第28卷第4期 降低析氢引起的针孔数目,必须加入氧化剂氧化所释 放的氢气.达到去极化的目的.SeO:和水反应后已形 成H:Seo3. SeO:一HOH!SeO3 发黑的反应为 Cu'十+SeO:,+3H:=CuSe'+3H.U seoi一+S!oi一+3H2Zn= ZnSeT+2soi一+3H:O (3)在本配方中,电解铜同样能进行发黑.和黄 铜进行相同的反应为z 3Cu2H:PO{+H:SeO3一 CuSe+2CuHPO4+3H:O(1) 根据电极电位反应 seoi一+6H+4e—Se+3H:OE.一074V se0;一+6H-4-6e—Se'.H-3HOE.一927V Cu:H-2e—CuE.一O.337V s0i一不能被cu还原为Se'_.旺能还原为se.但 由于CuSe的溶解度非常小(K.一10.),溶渡中生成 少量的Se即与cu.+反应生成CuSe沉淀.致使Se'. 浓度降低,影响[s~oi一]/[se'.]的电扳电位.设定溶液 中SeOg一和Cu十浓度均为lmol/L,根据溶度积计算 规则得到: [Se.j—K/[Cu]=l0/I—10mol/L 代入能斯特方程式得到: _l=E一+一 呲7+lg南_0_76V 田此,事实上反应(1)能够进行. 2本工艺配方的基本特点 本工艺配方具有其他一般常温发黑液所不具有的 疃层结合力.膜层坚固耐磨.发黑时间范围宽,颜色纯 正.但要获得良好的发黑质量,须做好几件工作. (1)做好醅油工作.工件表面浮油必颓除净.否 则成膜不均匀.甚至脱壳 f2)工件浸入发黑液中.时间棍工件表面黑包深 度而定.一般为5,8rain.不宜超过20min9~J'IE过长则 窖易脱落.甚至用手一抹表面就会脱掉一层 参考文献 1邓复*常温发黑工艺电镀与环保.1995,15t3):37 2蛑长利常温无毒芷黑剂配方.材料保护.199528(1O):1 3张文辉长型钢铁件常温芷黑生产实践电镀与特怖. 1995—17(9):27,28 4解长利.钢铁常温发黑机理丑工艺初探.电镀与环保 1995,19(2).5 5刘万方等.钢铁常温笈黑丑常温碡化工艺电镀与精怖. 1996.18(4)t34, 6吴双戚.亚硒酸常温发黑在食品器具上的应甩材料惺护 1994,27(1)=38,9 7无双尘.锕铁常温发黑.电镀与精怖199618'3):34,36 8张安畜等101型锕铁常温发黑剂材料护.199, (121?32,34 9黄必来.钢铁无毒常温发黑剂材料憬护.1994一"27(12)94 l0局书天等Cu—S钢铁常温无毒化学发黑蒗电镀与撩怖. 1997t【11.19,21 11周书天等Mo-Cu—s钢铁常温无毒化学发黑掖电链与环 慨,1996.16(51:19,17 l2厨书天等.Mo—Cu—S钢铁常温无毒化学发黑藏电镀与耩 怖.1997.19(1):24,99 13崔广华等锕铁无毒常温发黑新体系唐山拄木学院 ,1995,17{4) 14崔广华钢铁常温笈黑新工艺电镀与环保,l998.18(2): 2l,22 l5张忠诚等.钢铁常温发黑的研究现状厦进展表面技术 1998—21)zl,3.19 {收稿日期1998-09-26)