一种环保的非电镀工艺及试剂配方的制作方法

1.本发明涉及金属银制品表面处理领域，具体涉及一种环保非电镀工艺及试剂配方。


背景技术：

2.白银是一种银白色金属，具有迷人的金属光泽和收藏观赏价值，深受人们喜爱。在生活中被广泛用作首饰、装饰品、银器、餐具、礼品等。由于银的特性都存在柔软易变形、不易打磨抛光平整、不耐腐蚀等特点问题，在大气环境下放置一段时间后，其表面失去白色光泽而变黄变黑，严重影响了白银制品特别是首饰的观赏佩戴效果。
3.为了改善银抗氧化变色的特性，多年来国内外进行了很多研究。按照现有途径现有表面覆膜和电镀处理。表面覆膜存在耐候性差，使用寿命短，回收成本较高，并且阻隔了白银与人体的直接接触。电镀过程中用到剧毒氯化钾，属于高污染行业，不仅在银制品生产过程中会对制造者身体健康造成危害，而且为了废液对环境的污染，还需要花费高昂的费用及场地处理，面临着日益严峻的环保压力。
4.在以下文件中，还可发现更多专利信息：
5.中国专利申请公开号cn104593795a公开了一种银器光亮保持剂,是按照重量分数由以下物质复配而成:次亚磷酸钠或亚磷酸钠5-10份,椰子油脂肪酸二乙醇酷胺1-5份,去离子水1-3份；吐温20 1-2份,磷酸二氢钾1-3份,磷酸二氢钠1-3份,碳酸钠35份,甲基丙并三氮咝1-3份,2-疏基苯并嚷二哗1-3份,十二烷基硫酸钠1-2份和硬脂酸钠0.5-1份。此光亮剂操作方便,在一定时间范围内能够有效防止银件表面变色现象,具有定的保护性能。但是此光亮剂形成的保护层在光照、水汽及空气的共同作用下逐渐失效,失去保护作用。
6.授权公告号为cn110158064b的中国专利文件公开了一种抗氧化材料，具体是涉及到一种抗氧化银和制备方法，包括银，所述银表面覆盖有抗氧化薄膜，抗氧化薄膜包括如下重量份数的组分，二氧化硅45-60份，氧化硼5-10份，氧化锌5-15份，氧化钾20-30份。该薄膜为纳米尺度，致密透明，均匀连续，不影响纯银的外观及手感，且抗氧化，耐高温，耐候性好。
7.在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中存在如下问题：
8.1、环境污染大，加工及使用过程存在健康安全隐患；
9.2、电镀表面处理工件并非一个整体，强度和美观度不足，材料消耗大且不耐用。
10.因此，发明一种新的适合持续发展的科学、环保及品质的优良加工方式势在必行。


技术实现要素：

11.为了解决现有技术存在的环境污染大的问题，在第一方面，本技术提供了一种环保非电镀工艺步骤包括：
12.将工件固定并置于电解设备的阳极，电解设备的槽板为阴极，通电3s-5s后所述工件完全浸入第一溶剂中，持续作业60-120秒。
13.断电取出工件，浸入第二溶液中超声波震荡清洗，去除附带的电解液以及表层的
杂质。
14.将清洗后的工件置于第三溶剂中进行钝化；
15.将钝化后的工件用第四溶剂进行抛光；
16.将抛光后的工件除蜡清洗，再次浸入第三溶剂60-90s，由纯水多次冲洗，去除工件上的残存溶液；
17.置入烘箱，在100℃-120℃烘干20分钟，烘干所述工件的表面。
18.此处的工件不仅可以是银工件，也可以是其他金属工件。作业时间可以根据不同金属材料的需要进行调整。以下以银工件为例。
19.当银工件浸入电解液中时，工件在直流电场作用下，阳极表面形成空化效应。而空泡中蒸汽由电解液气化而成，因此该空炮中富含电解液离子体。如硫酸根离子、柠檬酸根离子等。电压加速空炮里的电化学反应以及其他自由基反应，从而去除银工件中比较活泼的金属从而提高纯度、致密度，银单质是不易被氧化的。高温高压下浸入在电解液中也起到淬火的效果，从而提高硬度。
20.持续作业时间控制在60-120秒，如此设置，使金属工件与电解液中的物质能够充分反应，以达到较好的去除杂质的效果。电解时间过长有可能造成工件的损坏。
21.断电取出工件，浸入第二溶液中超声波震荡清洗，去除附带的电解液以及表层的杂质。将清洗后的工件置于第三溶剂中进行钝化。钝化是指金属经强氧化剂或电化学方法氧化处理，使表面变为不活泼态即钝化的过程，是使金属表面转化为不易被氧化的状态，而延缓金属的腐蚀速度的方法。
22.将钝化后的工件用第四溶剂进行抛光。将抛光后的工件除蜡清洗，再次浸入第三溶剂60-90s。经过磨打后的零件有较大磨损后，钝化的效果会减弱，不能达到所需的标准，需要再次浸入第三溶液60s-90s，作为后续钝化的补充时间。
23.进一步地，所述钝化时间为300s-350s。在此时间段内，为稳定钝化区间，钝化时间不够或者过度钝化都不能产生合格的产品。
24.进一步地，所述工件进行抛光时，布轮转速在4000转以上。布轮转速在4000转以上会引起银最外层电子的迁移，配合第四溶剂的使用，抛光过程中使工件表面产生钝化效果，使银工件最外层电子达到一种较稳定的结构，并且明亮光滑，使银工件保持耐久，从而使其具有较好的抗外来侵蚀的能力。
25.进一步地，所述电压范围为300-450v。工件在这个电压范围时，产生的高温高压是在银工件在不被破坏其完整性的情况下，能达到去除银工件内铜、铁等其他金属杂质的最佳效果，使银更加致密并形成银单质，从而使银更加稳定。
26.进一步地，将电解设备中的水加热至90℃-95℃，调制成第一溶剂后再放入工件。并尽量将电解设备中的水控制在90-95℃的温度范围内。这个温度范围可以有较高的溶解度和产生电解反应时的适合环境，使溶液达到最佳效果。
27.在第二方面，本技术提供了一种环保非电镀试剂配方，包括如第一方面所述的第一溶剂、第二溶剂、第三溶剂和第四溶剂；
28.所述第一溶剂包括导电盐、还原剂、缓释剂。第一溶剂作为电解液，导电盐的作用是增加电镀液的导电能力，调节溶液的ph值，这样可降低电解设备的槽压、提高电解液的分散能力。
29.所述第二溶剂包括表面活性剂，主要作用是通过活性表面除去停留在金属表面的油污、表面杂质，保持物体外部的洁净、光泽度、色牢度。
30.所述第三溶剂包括钝化剂。
31.所述第四溶剂包括表面光亮剂。市面出售普通银饰光亮剂均可。通过研磨作用影响外观的质感，提高抛光的效率。
32.进一步地，所述导电盐包括硫酸钠与柠檬酸钠、柠檬酸铵和氨水，所述导电盐的浓度为60-120g/l、还原剂1-3g/l、缓释剂0.5-2g/l。
33.进一步地，所述钝化剂包括碳酸钠6-n和硫醇溶液的至少一种。
34.进一步地，所述表面光亮剂包括氢氧化钠、蔗糖和水的至少一种。
35.进一步地，所述还原剂和缓释剂为亚硫酸钠。亚硫酸钠，是一种无机物，化学式na2so3，是钠的亚硫酸盐，主要用作人造纤维稳定剂、织物漂白剂、照相显影剂、染漂脱氧剂、香料和染料还原剂、造纸木质素脱除剂等。还原剂是在氧化还原反应里，失去电子或有电子偏离的物质。还原剂本身具有还原性，被氧化，其产物叫氧化产物。
36.区别于现有技术，上述技术方案具有如下技术效果：
37.1、可将工件的硬度提升5hv以上、纯度提升0.1％以上、镜面光泽度提升10g度以上，且光泽呈铂金色、2％浓度常温硫化钾溶液抗变色反应时间300秒以上，使用中不影响银的导电、导热性能，表层无外来物且不过敏、不鼓包、不起层、不失光，摆放时间达到180天以上，因为工件表层无外来物，翻新效率提高，回收无杂质，生产作业条件要求简单，提升银制品光泽度、硬度、韧性、纯度及抗腐蚀性等性能，增强工件的实用性及耐用性。
38.2、由于加工过程中使用到的原材料对人体不构成伤害，对加工的过程中接触工件的人在建康上没有威胁，并且经检测，加工后的工件和产生的废水完全达到环保要求，不会对环境造成污染，相较于传统电镀工艺有效的减少环境污染、加工及使用过程对人体的健康安全隐患。
39.3、解决电镀表面处理工件的非整体性，减少材料重复使用的环节和消耗、促进行业优良发展。
40.上述发明内容相关记载仅是本技术技术方案的概述，为了让本领域普通技术人员能够更清楚地了解本技术的技术方案，进而可以依据说明书的文字及附图记载的内容予以实施，并且为了让本技术的上述目的及其它目的、特征和优点能够更易于理解，以下结合本技术的具体实施方式及附图进行说明。
附图说明
41.附图仅用于示出本技术具体实施方式以及其他相关内容的原理、实现方式、应用、特点以及效果等，并不能认为是对本技术的限制。
42.在说明书附图中：
43.图1为实施例1所述工件的检测结果。
具体实施方式
44.为详细说明本技术可能的应用场景，技术原理，可实施的具体方案，能实现目的与效果等，以下结合所列举的具体实施例并配合附图详予说明。本文所记载的实施例仅用于
更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
45.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的“实施例”一词并不一定指代相同的实施例，亦不特别限定其与其它实施例之间的独立性或关联性。原则上，在本技术中，只要不存在技术矛盾或冲突，各实施例中所提到的各项技术特征均可以以任意方式进行组合，以形成相应的可实施的技术方案。
46.除非另有定义，本文所使用的技术术语的含义与本技术所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中对相关术语的使用只是为了描述具体的实施例，而不是旨在限制本技术。
47.在本技术的描述中，用语“和/或”是一种用于描述对象之间逻辑关系的表述，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，表示：存在a，存在b，以及同时存在a和b这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的逻辑关系。
48.在本技术中，诸如“第一”和“第二”之类的用语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的数量、主次或顺序等关系。
49.在没有更多限制的情况下，在本技术中，语句中所使用的“包括”、“包含”、“具有”或者其他类似的表述，意在涵盖非排他性的包含，这些表述并不排除在包括所述要素的过程、方法或者产品中还可以存在另外的要素，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者产品中不仅可以包括那些限定的要素，而且还可以包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法或者产品所固有的要素。
50.与《审查指南》中的理解相同，在本技术中，“大于”、“小于”、“超过”等表述理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等表述理解为包括本数。此外，在本技术实施例的描述中“多个”的含义是两个以上(包括两个)，与之类似的与“多”相关的表述亦做此类理解，例如“多组”、“多次”等，除非另有明确具体的限定。
51.在本技术实施例的描述中，所使用的与空间相关的表述，诸如“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“垂直”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等，所指示的方位或位置关系是基于具体实施例或附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术的具体实施例或便于读者理解，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的位置、特定的方位、或以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。
52.除非另有明确的规定或限定，在本技术实施例的描述中，所使用的“安装”“相连”“连接”“固定”“设置”等用语应做广义理解。例如，所述“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体设置；其可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通信连接；其可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；其可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本技术所属技术领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用语在本技术实施例中的具体含义。
53.本实施例提供了一种环保非电镀工艺，步骤包括：
54.1)将设备中水加热至90℃-95℃以上后调制成第一溶剂。
55.将银制品工件固定并置于阳极，设备槽板为阴极，通电后完全浸入电解液中，电压范围为300-450v，持续作业60s-120s；经过电解后的半成品具有一定的亮度和抗氧化性。但其表面附着很多杂质，为达到更强的效果，需要把半成品进一步加工。
56.2)将作业完毕的银工件断电取出，浸入第二溶剂中120s并以超声波震荡清洗，去除附带的第一溶剂以及表层的杂质。
57.3)将清洗完毕的银工件置于第三溶剂中进行钝化，钝化时间为300s-350s；
58.4)将钝化完毕的银工件使用第四溶剂进行抛光，要求布轮转速在4000转以上。
59.5)将抛光完毕的银工件经除蜡清洗后再次侵入溶剂三中60s-90s后，使用纯水多次冲洗。
60.实施例一
61.材料准备：硫酸钠、柠檬酸钠、柠檬酸铵、氨水、亚硫酸钠、缓释剂。
62.将水加热至90℃-95℃。将水不停搅拌，把上述原料按硫酸钠、柠檬酸钠、柠檬酸铵、氨水、亚硫酸钠、缓释剂的比例依特定顺序加入水中直至完全溶解。制成第一溶剂。
63.把水加热至60℃按的比例加入十二烷基硫酸钠，搅拌均匀，再加热至80℃-90℃制成第二溶剂。
64.把纯净水加热至30℃-40℃按照碳酸钠，6-n,硫醇溶液的比例依特定顺序加入水中直至完全溶解，制成第三溶剂。
65.把购买的光亮剂(任意品牌)均匀的涂抹至抛光布轮上，抛光设备转速调整至4500转，将工件进行抛光打磨。把抛光后的工件再次浸入第三溶剂中60s-90s取出。使用纯水反复多次冲洗。放入烘干箱在100℃-120℃烘干一定时间，烘干所述工件的表面。
66.测试方法：
67.使用同批次生产出的银工件分别做以下工艺处理：电镀银工件、本方法加工后的银工件；对两种工艺分别进行检测。以常规电镀工艺为标准，与本工艺检测的各项数据做对比。
68.测试结果：
69.表1样品检测信息
70.[0071][0072]
表2电镀产品纯度检测
[0073][0074]
表3光泽度对比
[0075][0076]
表4硬度对比
[0077]
样品名称测试项目测试结果测试方法本配方产品维氏硬度hv0.1110gb/t4340.1电镀银饰维氏硬度hv0.1103.5gb/t4340.1
[0078]
测试结果如表1-4所示，通过本技术提供的环保非电镀工艺，将工件硬度提升5hv以上、纯度提升0.1％以上、粗糙度提升3级以上、镜面光泽度提升10g度以上，且光泽呈铂金色、2％浓度常温硫化钾溶液抗变色反应时间300秒以上，日常陈列和使用中，不影响银的导电。
[0079]
导热性能、表层无外来物且不过敏、不鼓包、不起层、不失光，摆放时间达到180天以上，翻新效率提高十倍以上、回收无杂质，工件可直接进行翻新工艺，生产作业条件要求简单。
[0080]
其中，有害元素含量和其他元素含量的检测结果如图1所示。
[0081]
区别于现有技术，上述技术方案具有如下技术效果：
[0082]
1、可将工件的硬度提升5hv以上、纯度提升0.1％以上、镜面光泽度提升10g度以上，且光泽呈铂金色、2％浓度常温硫化钾溶液抗变色反应时间300秒以上，使用中不影响银的导电、导热性能，表层无外来物且不过敏、不鼓包、不起层、不失光，摆放时间达到180天以上，因为工件表层无外来物，翻新效率提高，回收无杂质，生产作业条件要求简单，提升银制品光泽度、硬度、韧性、纯度及抗腐蚀性等性能，增强工件的实用性及耐用性。
[0083]
2、由于加工过程中使用到的原材料对人体不构成伤害，对加工的过程中接触工件的人在建康上没有威胁，并且经检测，加工后的工件和产生的废水完全达到环保要求，不会对环境造成污染，相较于传统电镀工艺有效的减少环境污染、加工及使用过程对人体的健康安全隐患。
[0084]
3、解决电镀表面处理工件的非整体性，减少材料重复使用的环节和消耗、促进行业优良发展。
[0085]
最后需要说明的是，尽管在本技术的说明书文字及附图中已经对上述各实施例进行了描述，但并不能因此限制本技术的专利保护范围。凡是基于本技术的实质理念，利用本技术说明书文字及附图记载的内容所作的等效结构或等效流程替换或修改产生的技术方案，以及直接或间接地将以上实施例的技术方案实施于其他相关的技术领域等，均包括在本技术的专利保护范围之内。

技术特征：
1.一种环保非电镀工艺，其特征在于，步骤包括：将工件固定并置于电解设备的阳极，电解设备的槽板为阴极，通电后将所述工件完全浸入第一溶液中，持续作业60-120秒之间；断电取出工件，浸入第二溶液中超声波震荡清洗，去除附带的电解液以及表层的杂质；将清洗后的工件置于第三溶液中进行钝化；将钝化后的工件用第四溶液进行抛光；将抛光后的工件除蜡清洗，再次浸入第三溶液60s-90s；取出后使用纯水多次冲洗，去除工件上的残存溶液；置入烘箱，在100℃-120℃烘干一定时间，烘干所述工件的表面。2.根据权利要求1所述的环保非电镀工艺，其特征在于，所述钝化的时间为300s-350s。3.根据权利要求1所述的环保非电镀工艺，其特征在于，当所述工件进行抛光时，布轮转速在4000转以上。4.根据权利要求1所述的环保非电镀工艺，其特征在于，所述通电的电压范围为300-450v。5.根据权利要求1所述的环保非电镀工艺，其特征在于，将电解设备中的水加热至90-95℃并保持在这个范围内，调制成第一溶液后再放入所述工件。6.一种环保非电镀试剂配方，其特征在于，用于如权利要求1-5任一项所述的环保非电镀工艺，包括第一溶剂、第二溶剂、第三溶剂和第四溶剂；所述第一溶剂包括导电盐、还原剂、缓释剂；所述第二溶剂包括表面活性剂；所述第三溶剂包括钝化剂；所述第四溶剂包括表面光亮剂。7.根据权利要求6所述的环保非电镀试剂配方，其特征在于，所述导电盐包括硫酸钠与柠檬酸钠、柠檬酸铵和氨水，所述导电盐的浓度为60-120g/l、还原剂1-3g/l、缓释剂0.5-2g/l。8.根据权利要求6所述的环保非电镀试剂配方，其特征在于，所述钝化剂包括碳酸钠6-n和硫醇溶液的至少一种。9.根据权利要求6所述的环保非电镀试剂配方，其特征在于，所述表面光亮剂包括氢氧化钠、蔗糖和水的至少一种。10.根据权利要求6所述的环保非电镀试剂配方，其特征在于，所述还原剂和缓释剂为亚硫酸钠。

技术总结
本申请通过了一种环保非电镀工艺，步骤包括将工件固定并置于电解设备的阳极，电解设备的槽板为阴极，通电后所述工件完全浸入第一溶剂中，持续作业60秒以上；断电取出工件，浸入第二溶液中超声波震荡清洗，去除附带的电解液以及表层的杂质；将清洗后的工件置于第三溶剂中进行钝化；将钝化后的工件用第四溶剂进行抛光；将抛光后的工件除蜡清洗，再次浸入第三溶剂60s以上等。区别于现有技术，上述技术方案可将工件的硬度提升5HV以上、纯度提升0.1％以上、镜面光泽度提升10G度以上，生产作业条件要求简单，减少了对环境的污染，有效提升银制品光泽度、硬度、韧性、纯度及抗腐蚀性等性能，增强工件的实用性及耐用性。强工件的实用性及耐用性。强工件的实用性及耐用性。


技术研发人员：商祖恩 商祖国
受保护的技术使用者：深圳市七金珠宝有限公司
技术研发日：2023.07.11
技术公布日：2023/10/19