镀彩色镍

程沪生

（广州大道北同和街云涛花园七幢404 室，广东 广州 510515）

镀彩色镍

程沪生

（广州大道北同和街云涛花园七幢404 室，广东 广州 510515）

镀彩色镍并非在镀件上沉积出各种色泽的镍层，而是光通过镀件表面不同厚度的镀镍膜发生折射、反射及光的干涉作用后形成不同的色泽。因此，控制沉积厚度即可控制镍镀层的色泽。本文介绍了镀彩色镍工艺配方和参数，指出控制镀液中的离子浓度(尤其是SCN−的浓度)、沉积时间、镀液温度及电流密度是镀彩色镍的关键。

镀彩色镍；着色；硫氰酸根；镀层厚度

Author’s address: Room 404, 7th Block, Yuntao Garden, Tonghe Street, North of Guangzhou Road, Guangzhou 510515, China

1 前言

镀彩色镍是金属着色领域中的一部分，属于金属表面处理工艺之一。金属着色是欲处理的金属零件在相关溶液中，在通电(如镀彩色镍)或不通电(氧化着色等)的条件下，产生一层既能防锈又能美化金属表面的特定色泽。3 000年前的青铜器时代，我们的祖先将青铜器件用烈火烧炼，使其表面氧化成绿褐色的保护层，使青铜器件既能长期保存而不生锈，又改变了其外观色泽。这就是我国最早的金属着色，也是金属着色的开端。现在，电镀工作者将金属氧化–还原、表面吸附及电化学等原理应用到金属着色领域中，设计出一系列特定溶液，让溶液中有关组成互相作用，生成带色离子或金属原子吸附在金属表面上，或与被浸入溶液中的金属反应，获得特定色泽。

彩色镍层的色泽变化规律通常为：红色─酱红色─棕色─紫色─蓝色─褐色─黑灰色。在恒定镀液温度、电流密度及浓度的条件下，色泽变化与电沉积时间的关系如表1所示。

表1 镍沉积层颜色与电镀时间的关系Table 1 Relationship between the color of nickel deposit and plating time

金属着色(又称转化膜)基本上都在铜或黄铜件上进行，即使黑色金属等表面需要着色，也需要经过镀厚铜后方可作着色处理(个别情况例外)。转化膜的膜层很薄，其本身不带任何色泽，而是通过光的相互作用形成肉眼可见的色泽，尤其是彩色镍，其初出色泽时的镀层更薄。金属着色有化学法(碱性溶液法)、电化学法(镀彩色镍法)和离子喷射法等。其中，化学法最为普及；离子喷射法设备昂贵；镀彩色镍法较为复杂，但在同槽溶液中可获得多种色泽的镍层。本文介绍有关镀彩色镍工艺技术，供同行参考。

2 镀彩色镍工艺

2. 1 工艺流程

2. 1. 1 铜与铜合金类

除油─去氧化皮─活化─闪镀铜─稀H2SO4中和─镀白光亮镍(其他色白镀层)─镀彩色镍─罩光。2. 1. 2 钢铁及其他类

除油─去氧化皮─活化─氰化镀铜─酸性镀铜─镀白光亮镍(其他色白镀层)─镀彩色镍─罩光。

2. 2 工艺参数

2. 2. 1 化学除油液

2. 2. 2 去氧化皮液

2. 2. 3 活化液

在5 ～ 10 g/L的氰化物溶液中浸3 ～ 5 s即可。

2. 2. 4 氰化镀铜液

2. 2. 5 酸性镀铜及光亮镀镍

酸性镀铜及光亮镀镍可选用任何一个酸铜及亮镍配方，但亮镍液中用的光亮剂应采用白光型的添加剂。这是因为彩色镍层很薄，若底层反光率差，就会影响到判断色泽出现时的准确性及镀层的光泽性。

2. 2. 6 彩色镍镀液配方及工艺规范

彩色镍镀液配方及工艺参数如表2所示。

3 注意事项

(1) 镀液中NH4SCN的含量及工艺规范更改，都会使镀层色泽相应变化。因此，控制镀液中的离子浓度(尤其是SCN−的浓度)、沉积时间、镀液温度及电流密度是镀彩色镍的关键，否则，很难获得原设计的镀层色泽。

表2 彩色镍镀液配方和工艺参数Table 2 Bath formula and process parameters of color nickel plating

(2) 按表 2彩色镍液配方，在其他条件不变的情况下，所得镀层色泽随电镀时间的变化而变化，其变化趋势如下：配方I，按黄─橙─红─红棕─紫─褐─黑灰变化；配方II，按黄─深黄─红─紫─蓝─深蓝─绿─墨绿─深黑灰色变化；配方III，按淡黄─青─淡蓝─金黄─紫蓝─墨绿─玫瑰─咖啡─黑灰色变化。

(3) 为了获得所设计的镀层色泽，生产中必须具备能控制安培电流和毫安电流密度的整流器(整流器上备有控制沉积时间的定时器)和镀液温度自动调节器。此外，还须定时测定镀液的pH，并分析镀液内有关成分的含量。

(4) 彩色镍镀液的导电性并不强，故镀彩色镍时，挂具应能夹紧镀件。较大面积零件的反面，应得到辅助阴极支援导电，以免造成边缘效应，使中间色浅、边缘发黑。

(5) 彩色镍层虽然比较硬，但由于镀层太薄，无法抵抗外力冲击，故需用有机涂料保护。

4 结语

镀彩色镍是既复杂又比较经济的工艺，因为它的配方基本上是从镀黑镍的工艺中衍生出来，同时，在同一个镀液内仅需更改某个工艺参数，就能获得不同色泽的镀层，而且色泽变化可人为控制。因此，在批量加工彩色镀镍之前，应作细致的工艺调整，以确定某个变色的最佳点，使镀层色泽符合设计要求。

[ 编辑：韦凤仙 ]

Color nickel plating //

CHENG Hu-sheng

The color nickel plating is not a process in which nickel coating with various color and luster is deposited on the workpiece. Different colors and lusters may produced by refraction, reflection and interference of light irradiated onto and passed through the nickel film with various thickness on the surface of workpiece. Therefore, controlling deposit thickness can control color and luster of nickel film. This article introduces process formula and parameters of color nickel plating. It is noted that the control of concentration of ions (especially SCN−) in bath, deposit time, temperature and current density is the key of color nickel plating.

color nickel plating; coloring; thiocyanate; coating thickness

TQ153.12

A

1004 – 227X (2010) 01 – 0015 – 02

2009–04–07

程沪生（1932–），男，高级工程师，主要从事金属及非金属电镀工作。

作者联系方式：(Tel) 020–37352653。