镀金工艺中的节金技术和方法

《北京轻工》1988年第3、4期，第 18–19 页。署名单位：北京手表二厂。

原刊未印出版日期，这份刊物的出版周期也不确定，所以没有填 date：同年各篇里，它排在已知月份的那几篇之后。查到确切日期就补上。

刊于〈综述〉栏。

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正文

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金具有优良的导电和导热性能，可焊性和延展性都很好，金的化学稳定性非常高，它不与硫酸、盐酸和硝酸等强酸发生化学反应，而只溶于王水之中，在空气中不氧化，不变色。金在现代工业中，特别是电子工业中有着特殊而广泛的用途。电子元器件中的插拔件，触点，印刷和集成电路等都离不开镀金。

金有金黄色的光泽，它那斑斓、瑰丽的色彩为世人所倾倒。当你走进喧闹的商场，当你走进工艺美术的殿堂，当你走进钟表店，那闪闪发光的大都是金制品的杰作。祖国传统工艺珍品，花丝、珐琅、景泰兰等装饰镀金后成为无价之宝。随着人民生活水平的提高，金和镀金饰品正入普通百姓之家。金在换取外汇，装饰人们的外貌，丰富人们的生活起着愈来愈显著的作用。

金还是国际贸易的硬通货。一个国家黄金储备量代表这个国家的「家底」，富裕程度。

因此，黄金是华丽的象征，珍贵的象征，国家富强的象征。

1982 年全国用金量约三十吨，北京占 10%，约 3 吨。其中用于电镀的用金量为 70—80%〔?〕，占了一大半。金的价格在不断上升。83 年 1.4 万元/kg，86 年上升至 4.8 万元/kg，三年金价上升了 3.4 倍¹。今年初又上涨至 8 万元/kg〔?〕，不到半年又上涨至 10 万元/kg。究竟金价以后如何，很难预料，但涨价的趋势是不会改变的。

由以上看出，黄金在我国四化建设中起着相当重要的作用。国家对此非常重视，除投资大力勘探金矿，开采金外，节约用金，减少金的消耗具有重大现实意义。节约金，降低了金制品的成本，也为国家增加了黄金储备，增强了国家的财力，支援了四化建设。下面就镀金方面的节金技术和方法谈谈粗浅看法，供用金单位和操作者参考。

1．保证镀金质量是最大的节金

一种产品从原材料到半成品往往要经过多道工序，很多人，多少台机器，消耗很多能量才能制成。镀金是最后一道工序，它的成功决定着半成品转化成使用价值的商品，从而决定生产此产品的劳动得到社会的承认。如果达不到镀金质量要求，有两种后果。若是装饰镀金的色泽不好，还可重新镀金，造成镀金增加，浪费了金。若外镀层性能未达要求，或因镀层结合力不好而起皮，这就要退金处理后再回收金，这些复杂过程本身不但耗费人、财、物力外，也必然损失一些金。退金后的半成品重新镀金后，无论如何也比不上一次镀金成功的产品。因此可以说质量是产品的生命，有了质量，才有效率和效益。如何保证镀金的质量？

（1）成熟的配方和完善的工艺操作条件是保证镀金质量的基础。 成熟的配方和工艺条件是以科学实验为依据，是在前人和今人在镀金实践中不断总结和完善的，因而是可靠的。不同的产品应根据其用途选用不同的配方和工艺。如装饰镀金注重的是色彩金黄而夺目。电子元器件插拔件需要的是硬度和耐磨性。前者应加光亮剂，而后者应镀硬金。同一类型的配方又因镀金方式如挂镀、滚镀和筐镀不同，也有差别。不同材料的基体，如钢基还是铜基等对镀金的要求也不同。总之，原则是配方和工艺条件应与不同对象、镀金要求、镀金方式相适应。

（2）操作者的素质是保证镀金质量的关键。 他必须严格、认真和有责任心。他必须具备化学的一般知识和电化学的基础，他必须经过严格电镀操作训练而又有独立镀金本领，他必须善于独立思考，总结实践经验并与理论相结合。我们现在镀金工人的素质太差了，应该引起各方面的关注。

（3）维护好镀金液使镀液保持长期稳定是保证镀金质量的重要环节。 现以柠檬酸盐低氰镀金为例说明。

• 工件镀前处理应彻底。油和污物要除尽，除油的碱液和活化的酸液要洗净，除热水洗、冷水洗外，还应用蒸馏水洗，以免带入固体杂质和氯根。氯根的积累使镀金层结合不良。
• 为防止工件上电位较负的金属与金液中的一价金离子相互置换，必须带电入槽。
• 钢基的工件一定要在镀金前先镀一层优质铜层或镍层，以免发生铁和金的置换。
• 工件尽量不要掉入镀金槽内，掉入槽后及时捞出，以免底层金属与金置换。
• 镀不同基体的工件之金液应分开，以利分析杂质产生原因。
• 挂阳极用的紫铜丝不要浸在金液中，以免溶入铜杂质。阳极和阴极接触良好。
• 定期分析金液中各成分含量，根据分析结果补充。
• 定期用活性炭处理金液以去掉因电极反应产生的杂质。过滤后正常的金液应为无色或淡黄色。

2．镀金采取的节金措施

（1） 配制金液时所有药品必须用试剂级，蒸馏水配制，以免引入金属杂质。

（2） 镀金时应尽量使工件上电流分布均匀，在满足镀金要求的基础上，镀金时间不要延长，以节省不必要的镀金层。

（3） 挂具应用绝缘漆处理，只露出接触工件的部分，使金只镀于工件上。

（4） 彻底回收工件带出的金液。工件镀完金后增加空浸时间，减少金液带出量。少量带出金液可用多级回流反喷淋回收，最好使最后一级喷淋回收液含金量小于 1 毫克/l〔?〕。喷淋回收液视情况自然蒸发或加热蒸发后再补充于金液内。看起来麻烦些，但比起别的方法如电解法、离子交换法等却省事得多。

（5） 金液中之主要成分氰化金钾最好用瓶装的晶体。现今不少用金单位都自配氰化金钾浓金液，其缺点是多。用 cp 级氰化钾溶解雷酸金时，1 kg 金需 1.3 kg 氰化钾，其铁杂质可达 125 ppm/l。配制时需专人，污染严重，如溶器破损（大多用玻璃器皿）金流失必将造成重大经济损失。购买剧毒氰化钾要审批，专人专库保管，领用手续繁杂，而且有潜在危险。购买市售的氰化金钾因经多次重结晶，金属杂质很少，也克服了自制的缺点。

我国常州化工研究所声称他们研制和生产的氰化金钾的质量已赶上或接近美国英高克和日本田中的水平，已能满足国内镀金线的要求²。由于他们管理好，服务周到，价格比上海生产的少 6 千元/kg，因而得到国内用户的青睐。北京半导体器件九厂经使用此剂完全满足产品质量要求，该厂氰化金钾年用量 15 kg，省了金液配制、生产费用，更重要的是减少了该厂三人专人配制氰化金钾带来的种种麻烦，镀金液稳定，产品质量有了保证，这就是最大的节金。

（6） 由于不锈钢阳极会缓慢溶入铁和镍杂质，所以不宜采用。若用高纯金板或铂板，不但价格昂贵，造成设备积压，若保养不当，丢失或被盗造成重大经济损失。常州化工研究所开发出了镀铂钛网阳极，不但增大了阳极面积，使镀金均匀，而且成本低（125 元/dm），好保存。

（7） 对柠檬酸盐低氰酸性镀金液最有害的是铁杂质。当镀液中铁杂质达 500 ppm/l 时，镀金液变得不稳定。无铁杂质的镀金液呈无色或淡黄色。铁杂质增多时，金液逐渐变黄、深黄至棕色。甚者金液中有白色沉淀产生，过滤后仍有白色沉淀生成。过滤后分析是亚铁氰化亚铁，在空气中逐渐氧化成亚铁氰化铁，成为兰色即普鲁士兰。这时无论改变何种工艺条件均不会得到满意的金镀层。这样的废液，重新回收金，太麻烦，稍加处理即可起死回生。用稀氢氧化钾调至弱碱性，加少量过氧化氢，使金液中的 Fe²⁺ 氧化成 Fe³⁺，以氢氧化铁絮状沉淀析出，加热煮沸，过滤洗涤沉淀。过滤后的金液呈淡黄色，用柠檬酸调 pH，按分析补充各成分，经试镀后投入生产。此办法比回收金再配金液省人省事省钱³。

（8） 加强检验提高成品率和责任心。半成品要作全面检验。平时生产中因为漏检、丢工序后就镀金的事例不少，这样镀的金会全部浪费。加强电镀过程的检查：半成品的表面是否合格，电解除油液和活化液是否有效，是否把握得住，必要时试镀，镀后检查外观、色泽，镀层结合力及其他性能测试。检验后必须分清责任，按质量好坏进行奖惩，增强操作者的责任心。

3．其他节金方法和技术

（1）局部镀金。 有些部件和产品只有部分位置需镀金，但镀干是整体，只好全部镀金，这就要损失较多金。工业上使用的局部镀金方法有间隙式和连续式。前者把工件插在特殊的工装里，只露出镀金的部位，镀速较快，大约 1 秒左右镀 1 μ。镀液用泵循环。连续式的插针局部镀电机还是近年来发展的。

尚处于实验阶段的局部镀金方法，有超声法和激光法。

（2）镀薄金。 先在工件上镀一层较厚的铜锡或铜锌合金然后再镀一层较薄的金层。即使金层磨损后，仍保持金黄色。或先在工件上镀一层薄金后再电涂一层透明有机薄膜，不但保护了金层，而且透明，耐磨耐腐蚀⁴。

（3）镀金合金。 如金铜、金镍、金钯合金等，它们或有独特的色彩如玫瑰色，或能提高硬度和耐磨性等，比单镀金性能还好，又节约金，两全其美。

（4）仿金技术。 这方面在装饰镀金中用得最多。仿金镀的色泽酷似真金，当你走进商店，如不看标签，以至于认真看也真假难分。化学仿金镀有二元合金，如铜锡合金，铜锌合金；三元合金有铜锌锡，铜锌镍等。按镀的类型有氰化物型，低氰型，无氰型又分为焦磷酸型⁵、HEDP 型等。氰化型和低氰型较稳定，溶液也稳定。无氰型尚待改进。仿金镀层耐腐蚀性较差，防变色能力少则一两日，多则达半年。因此为了保护色泽需在仿金层上再罩光一层透明漆。物理仿金层有在抛光后的金属上电涂一层金色的漆，也可达到以假乱真的目的。

另一种物理仿金技术是采用离子镀技术。用真空离子镀技术在不锈钢表壳或其他金属工艺品上沉积出一层氮化钛薄膜，其耐磨性和硬度高于真金，但颜色稍深一些。目前这项技术已在我国得到大发展和应用，已有离子镀不锈钢手表及众多工艺品问世。北京太阳能研究所研制出离子镀氮化锆的技术已获专利，其色泽与真金媲美。

仿金镀成本低，又可节金，在装饰性领域有广阔应用前景，应该大力发展。

（5）用铂族金属代金。 铂族金属钌、铑、钯有很多性质和金相似，但它们的成本比金低一半以上，并且由于它们比重小，与金比较，镀相同厚度时消耗量比金小，因而价格更便宜。那么在能代替金的场合尽量使用，就能节约更多的金⁶。

4．脉冲镀金

这是用改变电镀方式的方法节约金。脉冲电镀是近年来才发展起来的新的电镀方法。脉冲电镀的优点如下：

（1）降低镀层孔隙率。

（2）改善镀层的结合力。

（3）提高镀液的分散能力和整平能力。

（4）促进阳极溶解。

（5）细化晶粒，改善镀层物理性能，增大密度，减少体电阻和表面电阻，提高硬度和耐磨性，增加抗蚀性和可焊性及韧性等⁷。

北京无线电元件九厂采用脉冲滚镀金获得了比直流电镀更好的外观质量，提高了金层的纯度，得到了细小的等轴结晶，镀金层厚度减薄一半，但质量却略高于直流镀的水平。孔隙率少，耐磨性和插拔性及可焊性和抗高温变色性均优于直流电镀。镀槽节金率达到 53%⁸。由此可见推广脉冲电镀技术，不但是节金的有效方法，也是节约其它贵金属和非贵金属的方法。

参考文献第 3 条和第 5 条都是他自己的文章 ——《辽宁钟表》那篇和《钟表》1987 年
第 7 期的《电涂技术》，两篇都在这一册里。
第 21 页下半是「上接第 16 页」的另一篇（讲比色传感器，北京市京吉测试仪器工业
联合公司，田旭宝、孙建伦），不是他的，没有录进来。

Footnotes

1. 「脉冲电镀报告」，朱瑞安，1987 年 7 月北京电镀学会组织节金技术交流会 ↩

2. 「镀金试剂生产中优质、低耗总结」，栾永勍，常州化工研究所 ↩

3. 「浅议酸性镀金液中的铁杂质」，杨桂林，《辽宁钟表》1988 年 NO1，P15 ↩

4. 「电涂技术」，杨桂林，《钟表》1987 年 NO7 ↩

5. 「电镀手册」（上册）国防工业出版社，1978 年 ↩

6. 「国外电镀工业动态与发展」，陈仲伟、曾华梁，1984 年北京电镀学会论文集，P30 ↩

7. P.&S.F. Staff Report "Pulse Plating is Coming Of Age"，《Plating & Surface Finishing》1982. NO2 ↩

8. 「脉冲滚镀金」，王铁铸、李连生，1984 年北京电镀学会论文集，P135 ↩