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电镀金已有两百多年的历史。金镀层具有金黄色外观,具有良好的化学稳定性、耐变色性、导电性、耐腐蚀性和抗氧化性,同时可焊性好、接触电阻低、可热压键合性能优良,使得电镀金镀层既可以作为装饰性镀层,又可作为功能性、防护性镀层,。因此,电镀金被广泛应用于首饰、钟表、工艺品以及电子、仪器、仪表、航空、航天等工业领域。
国内外使用的大部分电镀金工艺均含有氰化物,传统的氰化物镀金溶液稳定可靠、电流、有良好的分散能力和覆盖能力,镀层结晶细致有光泽、结合力好。但氰化物对环境和人体危害,随着环保要求的提高,镀液向无氰、环保的方向发展,无氰镀金工艺取代含氰工艺是大势所趋。常用的镀金溶液可分为碱性氰化物、酸性微氰、中性微氰和非氰化物4类。镀金液多为专利配方,添加剂由公司供应。
无氰电镀金– 钴合金1979 年桑德斯托姆(Sandstorm)和沃斯顿(Waston)测定了电镀金–钴合金的阴极极化曲线,并讨论了溶液中金离子和钴离子浓度、镀液 pH、电流密度、搅拌等因素对阴极效率和镀层中钴含量的影响。金和钴的共沉积能够明显提高金镀层的硬度,电镀镀层的显微硬度大约为 70 HV,而采用金–钴电镀液得到的金合金镀层的显微硬度可达到 130 HV。金–钴合金镀层主要用于集成电路电接点、印刷电路板等耐磨件。已投产的或在研制中的无氰电镀金–钴合金镀液有以下一些类型:卤化物镀液、硫代硫酸盐镀液、硫代苹果酸盐镀液、亚硫酸盐镀液、焦磷酸盐镀液等。
氰化金钾。是镀液中的主盐,是镀层中金的来源。金含量太低,镀层发红,粗糙。氰化金钾要先溶于去离子水中,再加入镀液。氰化钾 (氰化钠)。配合剂,适量游离氰化钾的存在, 能使镀液稳定,镀层结晶细致,金阳极正常溶解。含量过低,镀液不稳定,镀层粗糙,色泽不好。磷酸盐。缓冲剂,使镀液稳定,改善镀层光泽。碳酸盐。导电盐,可提高镀液导电率,改善镀液分散 能力。但镀液为碱性,若开缸时不加碳酸盐,长期使用后,空气 中的二氧化碳进入镀液,也会累积碳酸盐。镍、钴盐是添加剂,可显著提高金镀层的硬度和耐磨性。
金镀层主要镀在镍镀层上,镍镀层(低应力镍、半光亮镍、光亮镍、化学镍)3~8.9μm,作为金和铜、铁之间的阻挡层,主要作用是防止金与铜、铁之间相互扩散。底镀层的亮度和整平情况对改善薄金层亮度有明显作用。金也可镀在铜、黄铜等基体上,但长期使用后铜会扩散到金镀层,失去金镀层的作用。对钢、铜、银及其合金基体而言,金镀层为阴极性镀层。
金镀层为阴极性镀层。镀层的孔隙影响其防护性能。根据预镀零件基体材料的不同,镀金工艺过程也稍有差异。在铜和铜合金上需要镀上→层光亮镍→闪镀金→镀金;在铁及铁合金基体上需要镀氰化铜→光亮镀镍→闪镀金→镀金或镀暗镍→光亮镀镍→闪镀金→镀金;在不锈钢上镀金需要进行活化处理,迅速水洗后再闪镀金;对于镍或高镍合金上镀金需要用闪镀镍后迅速水洗再闪镀金。闪镀金的目的是使镀金与基体的结合良好,常采用酸性溶液,用蒸馏水清洗后再镀金。闪镀金对厚度超过5μm的镀金层尤为重要。镀金后应用纯水或热纯水清洗,以消除镀层表面 的残余盐类,保持镀层的持久光泽。