电镀银黑化工艺研究

朱海刚，朱建林 
    （空军西安军械厂，陕西西安710611） 

    摘要：研究了黄铜基体上镀银的黑化工艺，讨论了黑化温度、时间、黑化剂浓度对黑化层外观的影响，确定了黑化的最佳工艺为：多硫化铵15mL/L，温度80°C，时间120s。黑化层烘干后用铜刷刷光，镀层不起皮，且色泽更加光亮。耐热试验表明，黑化层耐热效果较好，能满足须黑化的零部件的要求。 
    关键词：镀银；黑化工艺；黑化剂；多硫化铵 
    中图分类号：TQ153.16文献标志码：A 
    文章编号：1004-227X(2010)07-0012-02 

    1 前言 
    氰化镀银工艺十分成熟，但氰化镀银后的发黑工艺研究虽有报道，却很少且不全面。电镀银发黑工艺主要用于航天航空、电子仪器仪表等重要部件的散热器中，以便吸收和传递零部件产生的热量，有时也用于一些工艺品中。本文给出了一种电镀银黑化的工艺，并经过试验确定了工艺的最佳条件。这种黑化工艺简单方便、成本低，能满足各种黑化镀银的要求。镀银件对空气中的硫化物非常敏感，即使微量的硫化物也能使镀层变色。但深入的研究表明，无氧存在时，即使将银层完全浸在硫化物溶液中，镀层表面也不会变色。由此可以推断，镀银层的黑化必须有氧参与。如果采用多硫化铵为黑化剂，其黑化反应为：

    其中，反应溶液中的氧和硫是镀银黑化的主要因素。提高温度会加速反应，但多硫化铵也会在加热时部分分解，产生有臭鸡蛋味的硫化氢气体，反应式为：

2 试验 
    2.1材料与试剂 
    基体材料选用黄铜片，黑化剂多硫化铵、氰化钾和氰化银均为市售化学纯。 
    2.2工艺流程 
    脱脂─清洗─无光泽腐蚀─清洗─光泽腐蚀─清洗─活化─清洗─预镀铜─清洗─镀银─清洗─烘干─黑化─清洗─干燥。 
    2.3氰化镀银工艺条件
    在黑化过程中，为了使黑化液保持一定的温度，需要给黑化液加热或者用热水维持温度。当黑化液反应到一定程度时，即使延长反应时间，黑化层颜色也会变浅，则应补充多硫化铵或更换溶液。由于黑化液加热会分解，因此，需黑化的零部件镀银后应积攒在一起黑化。黑化液只能现配现用，不能长时间放置和重复利用。 
    3 结果与讨论 
    3.1黑化时间、温度和多硫化铵浓度对镀层黑化程度的影响 
    分别探讨了不同黑化时间、温度和多硫化铵浓度对黑化层颜色的影响，结果见表1。

    由表1可知，当多硫化铵的体积分数为10mL/L、黑化时间固定为120s时，随着温度的升高，试件黑化的颜色加深；当温度在80°C与90°C时，镀层颜色基本相同。因此，温度控制在80°C，即可得到正常的黑化层。
    控制多硫化铵的体积分数为10mL/L、镀液温度80°C，当电镀时间从60s延长到120s时，镀层的黑化效果越来越好。继续延长黑化时间到150s时，镀层颜色与120s时一致。因此，黑化时间以120s为佳。在试验中发现，如果溶液浓度随着反应的进行而稍有降低，适当延长电镀时间也能达到相同的效果。确定黑化时间、温度分别为120s和80°C，当黑化剂多硫化铵的体积分数从5mL/L增加到15mL/L时，镀层颜色随多硫化铵体积分数的增大而加深；但当其体积分数超过15mL/L时，黑化层颜色变化甚微。 
    3.2黑化层耐热试验 
    将黑化过的试件置于烘箱中保持200°C，4h后取出观察，没有起皮、气泡现象，色泽也没有变化，能满足散热器的要求。 
    4结论 
    通过工艺试验，掌握了镀银黑化的规律性。将此工艺应用于实际生产，共生产出黑化导热板500余件，效果较好。最终确定的黑化工艺条件为：多硫化铵15mL/L，温度80°C，时间120s。在黑化过程中应不断晃动使其充分反应。黑化层烘干后用铜刷刷光，镀层不起皮，而且色泽更加光亮。此外，耐热试验也表明黑化层的耐热效果较好，能满足须黑化的零部件的要求。 
    参考文献： 
    [1]陈治良.简明电镀手册[M].北京:化学工业出版社,2008.[编辑：韦凤仙]
 

 资料来源：慧聪表面处理网