[发明专利]无氰电铸K金制品的方法

说明书

本发明涉及一种K金（KARAT GOLD）制品的生产方法，更确切地说，是采用无氰电铸技术与金属的物理冶金相结合的方法制造K金制品，属电镀领域。

首饰业的历史几乎与人类历史相同，首饰市场经久不衰，而且需求量日益增大。在某种意义上，首饰业的进步标志着人类文明社会的富裕程度。在首饰业中，黄金首饰占有重要位置。全世界每年用于首饰业的黄金数百吨，产值达数百亿美元。当前，金饰品已远远超出了保值品、纪念品的传统观念，成为现代人服饰装扮的部分。金饰品正在走向艺术化，个性化和大众化。同时K金首饰获得了广大的市场。

采用电铸技术制作K金制品，则是近十年来欧美国家在K金制品制造业的一大发展。因K金制品在质轻、价廉、美观、耐用等方面均优于纯金制品，在国际市场具有强大的竞争力，特别是中空、形状复杂的K金饰品。到目前为止，在工业上应用比较成熟的K金电铸技术，其电铸液中都含有氰离子，因而铸液的操作安全以及废物排放等方面都存在问题。有关不含氰离子的电铸溶液也有过报导，如英国专利1603632号报导的在同一溶液中同时存在几种合金离子。但是，该专利存在以下缺点：一是铸液准备复杂;二是仍含有象三氧化二砷这样的有毒物质;更重要的则是它的沉积速率非常低，在制备金含量80%以下的K金时，其阴极电流效率只有电铸纯金时的1/3。

本发明的目的是提供一种K金制备方法，其电铸溶液中不含氰离子等有毒物质，铸液准备简单，可达到较快的沉积速率。

本发明的目的是这样来实现的：即将构成K金的合金元素（如金、铜）分别采用无氰电铸技术，单独、交替、隔层进行电铸，然后在电炉中进行退火，使各层金属相互扩散，达到各处的合金成分均匀化。

纯金的电铸采用亚硫酸盐铸金方法，溶液无毒，均铸能力和深铸能力好，铸层光亮致密。阴极电流效率可在90%以上。铜的电铸采用硫酸盐型，它成分简单，铸速快，耗电少，成本低，容易操作和控制，其阴极电流效率在99%以上，且可允许较大的电流密度，因此，可达到较快的沉积速度。采用隔层电铸可以方便准确地控制各合金组分的含量，对三元及四元合金则优势更为明显。电铸后经退火，可以使隔层电铸的金及其它合金均匀化，如金铜合金，可以无限互溶，且在晶格常数、原子配位数等方面相近，这样可以较之直接电铸的金铜合金具有更好的结合强度。另外，还可以减少或消除电铸时产生的内应力。

详细叙述本发明的内容如下：

亚硫酸盐铸金溶液由氯化金、亚硫酸铵、柠檬酸钾和氨水组成。氯化金是溶液的主盐，由它带入金离子;亚硫酸铵是一种还原剂，把三价金还原成一价金，它又是一种络合剂，与氨一起和金离子生成亚硫酸金铵双络合物，从而提高阳极极化，改善溶液的均铸能力和深铸能力;氨水可以提供形成络合物的游离氨，并用以调节PH值;柠檬酸钾有络合和缓冲作用，并能改进铸金层与其它合金层的结合力。

各组分含量及工艺规范如下：

金  5～25克/升;

亚硫酸铵（NH₄）₂SO₃150～250克/升;

柠檬酸钾K₃C₆H₅O₇80～120克/升;

氨水视溶液PH值而定，PH值8～11（8.5～9.5最佳）;

温度  45～65℃;

电流密度 0.1～0.8A/dm²;

阴极电流效率  ＞90%;

沉积速度  10～15μm/h。

电铸铜采用的硫酸盐型溶液，其组分含量及工艺规范如下：

硫酸铜CuSO₄.5H₂O 200～500克/升;

硫酸H₂SO₄45～75克/升;

温度  20～50℃;

阴极电流密度 2～5A/dm²;

阴极电流效率  99～100%;

沉积速度可达20μm/h以上。

电铸后的退火采用电炉，温度控制在300～900℃，保温时间2～6h。

说明实施例如下：

实施例1

取Φ2×30mm低熔点合金作为电铸模型，模型经除油、酸洗、水洗后，再用超声清洗。先电镀一层2μm厚的铜，然后开始分层电铸，电铸金为一小时，电铸铜为半小时，交替电铸中间试样用超声清洗。总电铸时间为24小时，其中，铸金16小时，铸铜8小时，最后表层为铜。

所用铸金液组成如下：

金  10克/升;

亚硫酸铵  200克/升;