[发明专利]一种多配位剂无氰电镀金镀液及电镀金工艺

说明书

技术领域

本发明属于电镀金技术领域，涉及一种多配位剂无氰电镀金体系及电镀金工艺。

背景技术

金以其良好的导电性、较好的焊接性、较低的接触电阻以及耐高温、耐磨性而被广泛应用于电子、仪器、仪表、航空、航天等工业领域。金又具有较高的化学稳定性、良好的耐蚀性和抗变色性，因此装饰性电镀金在各方面均有广泛的应用，如首饰、工艺品、奖章、纪念币、高档餐具等。

传统的电镀金采用氰化物镀金液，但众所周知，CN^-有剧毒，对电镀工人和环境都会造成极大的危害。因此，为了实施可持续发展、实现环境保护以及电镀工业的绿色生产，2002年国家颁布政策治理落后的生产能力，其中就有淘汰氰化物电镀贵金属的指令，但由于电镀技术和实际生产的种种难题，该指令在付诸于实践的过程中遇到了各种各样的困难。在此背景下，国家在之后的政策中令氰化物电镀贵金属暂缓淘汰，足以证明取代氰化物电镀金工艺的艰难。但是，随着日益加强的国际环保意识以及各国对化学生产等领域的绿色壁垒的限制，电镀金工艺中完全禁止使用氰化物只是时间的问题。因此，开发一种镀液和镀层性能与氰化物电镀金技术相媲美的无氰电镀金工艺具有重要的现实意义，是电镀金工艺必然的走向，也是电镀工作者义不容辞的责任。

自20世纪60年代以来，国内外无氰电镀金技术取得了长足的进步，其中主要包括以卤化物、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、亚硫酸盐-硫代硫酸盐、柠檬酸盐、乙内酰脲、乙二胺和硫脲等为配位剂的无氰电镀金技术。现有的无氰电镀金技术都或多或少地存在一些缺点，使其推广应用受到一定的限制。因此，从安全、环保、废液处理、工艺可行性及生产成本等方面考虑，研制一种低毒、稳定、生产成本低、电镀工艺范围广、镀层性能优异的无氰电镀金体系具有十分重要的技术应用价值和深远的历史意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种多配位剂无氰电镀金镀液及电镀金工艺，通过电镀配位剂的筛选，确定可以应用于无氰电镀金体系的主配位剂与辅助配位剂，以期发挥两者的优势，获得配位能力良好的复合配位剂体系及无氰电镀金工艺。本发明对适用于本发明工艺的电镀金添加剂进行了预测、筛选以及添加，并进行了电镀金工艺的优化。最终获得的无氰电镀金体系镀液稳定性、分散能力、覆盖能力好，电流效率高，镀层结晶平整、致密，镀层外观金黄光亮，应用的电流密度范围广、温度要求宽泛，该体系可以满足长时间电镀厚金的要求，在电镀过程中随着镀层厚度的增加，没有发现镀层发红、有浮灰等问题。

本发明提供的多配位剂无氰电镀金镀液由主配位剂、辅助配位剂、氢氧化钾、碳酸钾、氯化金钾、组合添加剂和超纯水配制而成，其中含有10～150g/L主配位剂、10～100g/L辅助配位剂、5～115g/L氢氧化钾、5～150g/L碳酸钾、1～80g/L氯化金钾和0.1～100mL/L的组合添加剂。

本发明所述的电镀金体系独特之处在于镀液中加入了多种配位剂，加入辅助配位剂之后，利用不同物质在镀液中发挥的不同作用，使得到的电镀金体系具有优异的镀液性能和镀层性能。镀液需要在一定的温度和pH值条件下，按照一定的顺序配制，然后控制一定的温度搅拌一定时间，才能保证得到的镀液及镀层性能优异。而且本发明的电镀液稳定、镀液中无游离金离子存在、电沉积速率快、阴极电流效率高、所允许的工作电流密度范围宽、镀层性能优异，保证了本镀金体系可以适用于不同的生产要求，可以实现替代氰化物电镀金的目的，实现镀金工艺的绿色环保化。

利用上述多配位剂无氰电镀金镀液进行电镀金的工艺，包括如下步骤：

一、基体的前处理：依次进行基体的除油、酸洗及水洗；

二、电镀中间镀镍层：将基体置于电镀镍的镀液中，在直流电镀条件下电镀一定厚度的镀镍层；

三、电镀金：在电镀中间镀镍层之后基体进行超纯水洗，然后直接进入含有多配位剂无氰电镀金镀液的镀槽中，进行电镀金，完成电镀后，从电镀液中取出试样，用蒸馏水清洗表面，冷风干燥，其中：电镀金过程采用恒电流电镀的方式，电流密度为0.1～5A/dm²，阴极与阳极的距离为1～30cm，温度为20～75℃，电镀时间为0.1～90min。