手表夾板鍍銠工藝及常見故障分析與改進

朱敬洪

(杭州手表有限公司，浙江 杭州 311108)

銠，是一種銀白色、稍帶淺藍色調(diào)并有光澤,堅硬的金屬，具有高反射率，通常不會形成氧化物，化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，耐腐蝕，光澤性好，鍍銠層具有很高的硬度，可達800～1000 HV，非常耐磨，耐熱。因此主要用于電鍍業(yè)，將其電鍍在其它金屬表面，鍍層色澤堅固，不易磨損，反光效果好并能在空氣中長期保持其光澤度。瑞士高端品牌手表通常都會用鍍銠來代替鍍鎳，以彰顯其高貴的品質(zhì)。但由于其價格昂貴且價格波動大，因此在國內(nèi)手表機芯夾板電鍍中通常用在高端機芯上，如陀飛輪機芯。

1 手表夾板電鍍銠工藝流程及工藝規(guī)范

1.1 工藝流程

夾板上掛——除蠟除油——二級逆流水洗——超聲除油——電解除油——二級逆流水洗——酸洗——二級逆流水洗——純水洗——弱酸洗——鍍光亮鎳——回收——三級逆流水洗——鍍銠——回收——三級逆流水洗——中和——三級逆流水洗——超聲水洗——超聲無水乙醇洗——烘干——下掛、包裝、檢驗。

1.2 酸 洗

當(dāng)油污不太嚴重時，為簡化工序，減少設(shè)備，可把脫脂和酸洗浸蝕工序合并一起進行。即選用乳化能力較強的乳化劑直接和浸蝕劑配合使用。本工藝采用銅件(98%硫酸10%+OP乳化劑2%～3%)；鋼鐵件(98%硫酸15%～20%，OP乳化劑5%～10%,硫脲5 g/L)[1]，該配方具有除油除銹防過腐蝕一步法功能，特別適合于手表夾板酸洗。

1.3 鍍光亮鎳

由于鍺的價格較高，為了節(jié)省鍺的用量，在鍍鍺前先在鍍件表面鍍光亮鎳層。鍍鎳層略帶暗青光澤，色澤偏黃與白金的色澤有較大差異。因此，光亮鍍鎳，只作銠電鍍的過渡鍍層[2]。光亮鍍鎳的配方及工藝采用常見白亮型瓦特型鎳工藝。

1.4 鍍銠工藝配方

銠(以硫酸銠形式加入):1.5～2 g/L

硫酸(98%):15～25 mL/L;

添加劑A:10～20 mL/L;

溫度: 45～60 ℃;

電流密度:1.5～2 A/dm2;

陽極材料:白金鈦網(wǎng)；

陽極面積:陰極面積：2:1。

2 鍍層質(zhì)量的影響因素

2.1 鍍銠液銠含量的影響

硫酸銠是電鍍液的主鹽，呈絡(luò)合鹽形式，因使用的是不溶性電極，銠離子會逐漸消耗，銠離子含量過低，電流效率下降，鍍層呈暗紅色，無光澤。因此，電鍍過程中需要按安培分鐘定期向槽液中補充硫酸銠溶液。鍍液·銠離子含量過高，鍍層粗糙，且鍍液成本較高，同時電鍍時帶出量也大，即便是回收也會造成不必要損失。銠含量應(yīng)控制在1.5～2 g/L,不能高于2.5 g/L。

2.2 電流密度的影響

電流密度對鑄鍍層質(zhì)量影響較大,電流密度過高，析氫嚴重，導(dǎo)致電流效率下降，且易產(chǎn)生針孔，鍍層與基體結(jié)合力下降。電流密度偏離臨界電流密度越遠，鍍層分散能力和光亮度越高，電流效率越低越省銠，因此要在不斷的實際電鍍過程中根據(jù)實際情況獲得最佳電流密度，以保證在獲得良好鍍層基礎(chǔ)上盡可能的節(jié)約金屬成本。

2.3電鍍溫度的影響

溫度過低，鍍層亮度差，溫度過高，鍍層脆性大 鍍液易老化。溫度低于20 ℃時電流效率很低，鍍層應(yīng)力大，隨著溫度的升高，允許的電流密度值隨之增大，電流效率也提高，鍍層應(yīng)力減小。但溫度太高，溶液蒸發(fā)量大，且夾帶大量的硫酸霧汽，惡化操作條件；溫度太低電流效率大大降低，鍍層不亮。一般采用在45～60 ℃電鍍。

2.4 酸度影響

鍺液的酸度主要由加入的硫酸量來控制， 硫酸有兩個重要作用。一防止銠以氫氧化銠沉淀,防止高電流密度區(qū)析氫堿化產(chǎn)生沉淀鍍。二提高極化度，抑制銠的快速沉積，改善鍍液分散能力，提高鍍液電導(dǎo)率。硫酸含量過高，電流效率急劇下降，電鍍時析氫嚴重，沉積速度下降，鍍層質(zhì)量差，脆性增大，易產(chǎn)生陰影，鍍層質(zhì)量差。

2.5 添加劑量對電流效率及鍍件白度影響

光亮劑的種類很多，主要有無機鹽，如硝酸鉛、硫酸銅、硫酸鉈、硫酸鉍、硫酸鎘等；還有有機類，如酚磺酸、羥基萘磺酸、吡啶磺酸、橋連二 苯磺酸、水溶性硅油等。由于無機鹽添加劑毒性大，一般不采用。添加劑對鍍液有很大的影響,特別是對鍍件的白度影響較大,其次是對鍍層的內(nèi)應(yīng)力也有影響[3]。添加劑A為有機添加劑，可增加鍍液走位能力，顯著增加鍍層白度。

3 手表夾板鍍銠常見故障及改進

3.1 手表夾板類零件的固有特點

手表夾板主要采用銅合金，重金屬合金制作，形狀復(fù)雜，槽型多，釘子多，孔多，特別是盲孔多。為了美觀的需要，還會經(jīng)常進行各種精飾加工，如噴砂，磨直紋，打太陽紋，打魚鱗紋，日內(nèi)瓦紋等，特別是手工磨較大平面時，由于受力不均勻及沒有了機械離心作用，零件表面更易產(chǎn)生不規(guī)則不均勻的粉末狀粘附，拋光零件時常有拋光光亮劑殘留。

3.2 常見故障

3.2.1 主夾板位釘生銹

主夾板，重錘等，由于組合件分別由兩種或兩種以上的金屬組合而成，會產(chǎn)生縫隙及不同金屬間產(chǎn)生電位差，兩種或兩種以上不同電極電位的金屬處于腐蝕介質(zhì)內(nèi)相互接觸會引起電化學(xué)腐蝕，特別是在大陰極小陽極的情況下，陽極腐蝕加重，如主夾板，主體是黃銅的，上面的位釘是鐵的，這就很容易在鐵釘部位產(chǎn)生腐蝕[3]，而鍍銠液酸度很高且溫度也高，這樣嚴重時甚至造成整個位釘腐蝕。

3.2.2 白度不夠

鍍后整個夾板看上去外觀和鍍鎳差不多，不夠白。有時候鍍層局部發(fā)黃。有的放置一段時間后局部發(fā)黃，這種情況以零件邊緣發(fā)黃為主。

3.2.3 鍍層起泡，腐蝕基體。

表現(xiàn)為局部基體被腐蝕，局部起泡，低電流區(qū)更加明顯。

3.3 改進措施

(1)在電鍍時，掛具要經(jīng)常清洗，停鍍時鍍槽要加蓋，防止掉入灰塵等，以免帶入無機和有機雜質(zhì)污染鍍液。而雜質(zhì)對鍍液的影響很大,特別是對氯離子、金屬陽離子和有機雜質(zhì)的污染很敏感。一般雜質(zhì)含量在1×10-6以上就對鍍液產(chǎn)生影響[4]。

(2)在酸性鍍銠液中，基體金屬必須用貴金屬預(yù)鍍層來充分保護，避免浸入時由于置換反應(yīng)所引起的結(jié)合力不好的現(xiàn)象，最好是帶電入槽。鍍件不要靠陽極太近，否則由于陽極產(chǎn)生的O2氣泡的附著,產(chǎn)生氣孔,鍍銠后要電解除油、清洗過酸入爐，否則易產(chǎn)生黃漬，很難清洗干凈[5]。

(3)鍍銠液對氯離子和有機雜質(zhì)非常敏感，配制鍍液時應(yīng)使用蒸餾水。如果鍍銠液被有機物污染,鍍液會變黑或鍍層呈粉狀, 此時加入3 g/L活性炭, 加熱到60 ℃,攪拌2 h，然后過濾鍍液,就可恢復(fù)鍍液[6]。

(4)加強水洗，各個工序間的水洗好壞直接影響鍍層質(zhì)量，甚至有人說電鍍質(zhì)量就是洗出來的。操作過程對鍍層質(zhì)量的影響不可忽視，清洗切不可蜻蜓點水，清洗水要干凈，清洗要徹底，對于如主夾板這類帶有鐵釘?shù)牧慵?，水洗后要浸泡在堿水中進行中和，然后再清洗干凈后烘干；對于有細縫的零件，鍍后應(yīng)當(dāng)進行超聲清洗再烘干。

4 結(jié) 論

在手表機芯制作過程中，各類夾板及重錘是最重要的外觀件，其電鍍制作的水平直接影響到機芯的檔次。根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗及實驗得出，當(dāng)硫酸銠含量控制在1.5～2.5 g/L,硫酸控制在15～25 mL/L,溫度控制在45～60 ℃，再配上合適的添加劑,可以獲得鍍件外觀白亮，反光率高，色調(diào)柔和，抗腐蝕性強，耐摩性好的銠鍍層。通過前處理、水洗、鍍液維護等整個工藝管理，可以使整個生產(chǎn)得以穩(wěn)定運行。