銅及鍍銅層電解著色的應(yīng)用

(一)概述

銅的著色有化學(xué)法和電解法，電解法又分陽極電解和陰極電解法，但是無論采用何種方法，都要求銅的表面平整光亮，結(jié)構(gòu)均勻，以便獲得外觀均勻、色彩亮麗的產(chǎn)品。銅的著色可用于標(biāo)牌、燈具、工藝品、鐘表、飾物等的產(chǎn)品上，經(jīng)過電解著色的產(chǎn)品不但增添了悅目色彩，還提高了產(chǎn)品的檔次和使用壽命。在制造銅制品中，既有全部用銅材制造，也有用鋼鐵等基體鍍銅的。由于用銅量大，所以在能用其他材料做基體的情況下，都采用在不同基體材料上鍍銅制造產(chǎn)品，這樣既可以節(jié)省大量的銅料，又可以節(jié)約成本，減輕產(chǎn)品的重量。因此在銅電解著色工藝的應(yīng)用方面，大部分是鍍銅層的著色。為此，某單位對鍍銅層的陰極電解著色應(yīng)用做了相關(guān)的介紹。

(二)鍍銅層陰極電解著色的工藝流程

金屬工件→鍍前處理→電鍍光亮銅→清洗→陰極電解著色→清洗→干燥→涂透明漆→產(chǎn)品。

1．鍍銅前處理

  鍍銅前處理可根據(jù)不同的基體材料及表面狀況制定前處理的方法及步驟，包括鍍件表面的整平、精飾、除油、除銹及活化等。

2．電鍍光亮銅

  電鍍光亮銅可采用硫酸鹽型的鍍液，其溶液配方及工藝條件如下：

   電鍍得到的鍍銅層要平整、致密光亮，才能在后面的電解著色中得到色彩均勻、亮麗的著色層，如果鍍銅層表面不致密、平整，著色層就會(huì)出現(xiàn)色差，甚至發(fā)霧、不光亮等。

    (三)陰極電解著色工藝

1．陰極電解著色溶液配方及工藝條件

    2．電解著色溶液各成分的作用

    (1)銅鹽及其含量銅鹽可用硫酸銅、硝酸銅或氯化銅等。用硫酸銅或硝酸銅時(shí)，操作電流密度范圍較寬，氯化銅易使溶液出現(xiàn)沉淀。銅鹽的濃度應(yīng)該適中，濃度太低時(shí)，操作的電流密度范圍較窄，色彩變化的速度慢，濃度過高時(shí)，著色膜容易出現(xiàn)色差。

    (2)絡(luò)合劑及其含量  絡(luò)合劑可以用檸檬酸鹽或EDTA等或其混合物。同樣，絡(luò)合劑濃度也應(yīng)適量，濃度太低或太高都可能使色澤不均勻，甚至無色。濃度太低，還會(huì)使溶液出現(xiàn)渾濁，但絡(luò)合劑適當(dāng)過量，可以改善電解液的分散能力和緩沖能力，使色彩均勻明亮，改善著色膜的質(zhì)量。

    (3)助劑及其作用  助劑可采用乳酸、醋酸或其混合物，助劑的加入有利于色彩均勻柔和。

    3．電解著色工藝條件對著色效果的影響

    (1)溶液pH值的影響pH不同，著色效果也不同。pH<11，著色效果差，甚至不顯色。pH<12時(shí)，依次可以出現(xiàn)紫紅色、紫藍(lán)、墨綠等色澤，而且可以循環(huán)出現(xiàn)。pH>12時(shí)，依次出現(xiàn)紫紅、金黃等色澤，也有類似的色循環(huán)現(xiàn)象。

    (2)電解著色溫度的影響  溶液的著色溫度低，色彩的變化慢，而且色澤偏暗；溫度較高時(shí)，色彩變化較快。例如當(dāng)其他的條件相同時(shí)，溶液溫度為l8℃，出現(xiàn)金黃色的時(shí)間為5min，當(dāng)溶液溫度升至35℃時(shí)，出現(xiàn)金黃色的時(shí)間只需2min。

    (3)電流密度的影響  當(dāng)操作的電流密度較小時(shí)，色彩的變化速度慢；電流密度較大時(shí)，色彩的變化速度較快。例如，當(dāng)其他條件相同的情況下，電流密度為12mA／dm²時(shí)，2min即可出現(xiàn)某種色澤，而升至22mA／dm²時(shí)，只需l.5min即可出現(xiàn)同種色澤，而且在正常電流密度的范圍內(nèi)，顏色會(huì)反復(fù)循環(huán)出現(xiàn)；但電流密度過大時(shí)，各種顏色都只能出現(xiàn)一次，而且按紫紅、紫藍(lán)、墨綠及紫褐等色系出現(xiàn)。

    (四)電解著色后的處理

    據(jù)介紹用這種陰極電解著色工藝所得到的著色膜耐曬度和抗變色能力高，耐久性好，壽命長。例如所得到的金黃色未經(jīng)涂透明漆的產(chǎn)品經(jīng)干燥后存放箱內(nèi)，一年以上基本不變色；經(jīng)涂罩光漆的樣品無論是存放箱內(nèi)或室內(nèi)的臨窗位置，五年以上基本不變色。

    所以為了使色膜耐久并保持色彩的鮮亮，著色后經(jīng)干燥應(yīng)立即涂罩AS-3透明涂料或其他抗日曬、抗老化性能較好的透明涂料。