Электроосаждение серебра на других базовых поверхностях известно как серебрение. Электроосаждение серебра используется с 1840-х годов для того, чтобы сделать компонент устойчивым к коррозии и сделать его внешний вид привлекательным. Серебрение придает поверхности компонентов замечательные свойства, такие как улучшение пайки и электропроводности.
Содержание:
Процесс серебрения
Вот пошаговый процесс серебрения:
Подготовка гальванической ванны
Сначала готовится ванна для серебрения с использованием щелочного раствора цианида. Этот раствор обычно содержит серебро в виде цианида калия серебра (KAg(CN)₂) или тиосульфата для обработки без цианида. Идеальный раствор содержит 30-45 г/л серебра.
Настройка гальванической ячейки
Итак, для этой цели создана электрохимическая ячейка:
- Деталь, подлежащая покрытию, очищается и подключается к отрицательному проводу источника питания. Она действует как катод.
- В качестве анода используется слиток серебра чистотой не менее 99%.
- Наконец, оба электрода погружают в гальванический раствор, температура которого поддерживается на уровне 20–30 °C, а плотность тока — 1–5 А/дм².
гальванопокрытие
После погружения обоих электродов в раствор к ячейке подается постоянный ток.
Этот ток инициирует реакцию, и ионы серебра из раствора мигрируют к катоду и осаждаются в виде тонкого металлического слоя. Соответствующая плотность тока поддерживается для равномерного нанесения слоя серебра.
Общая металлизация стеллажа/бочки: используйте умеренный ток.
Параметры высокоскоростного селективного нанесения покрытия
- Плотность тока:8–37.7 А/дм²
- Использует аноды на основе платины и слабощелочные буферные растворы без цианида.
- Типичная концентрация серебра: 65–82 г/л
- Диапазон pH: 8.5–9.5
- Толщина отложения: ~175 мкдюймов (4.5 мкм) за 1.5–5 секунд
- Добавки:
Осветлители: Органическая (на основе серы) или трехвалентная сурьма (Sb³⁺). Sb³⁺ увеличивает твердость и электрическое сопротивление.
Зерновой переработчик: Селен, эффективен при <5 мг/л, особенно для электронных разъемов,
Обработка после покрытия
После завершения процесса гальванопокрытия детали могут быть подвергнуты некоторой последующей обработке, такой как:
Предотвращение потускнения:
Чтобы предотвратить потускнение серебра, на непроводящие части наносится прозрачный лак или эпоксидная смола, нанесенная электрофорезным методом.
Водородное охрупчивание
Для высокопрочных сталей (UTS ≥ 1000 МПа) проводится обжиг при температуре 190–220 °C в течение 2–3 часов по ASTM B850 для предотвращения водородной хрупкости.
Замачивание в горячей воде
Иногда гальванизированные компоненты погружают в воду ≥90 °C не менее чем на 2 минуты. Это делается для удаления остатков цианида и предотвращения изменения цвета боковой поверхности.
Методы серебрения
Серебрение можно наносить на поверхности разными способами. Вот два наиболее распространенных способа:
Покрытие ствола серебром
При этом методе можно одновременно покрывать большое количество мелких деталей. Для этого покрываемые детали помещаются в бочкообразную клетку, обычно изготавливаемую из непроводящего материала. Эта бочка погружается в раствор для покрывания, содержащий ионы серебра.
Покрытие стойки
Этот метод используется для покрытия более крупных или более деликатных деталей. В этом процессе компоненты, которые необходимо покрыть, крепятся к стойке с помощью винтов или крючков, которые являются проводящими. Затем стойка помещается в ионный раствор серебра, а винты проводят электрический ток, необходимый для осаждения серебра на поверхность детали.
Стандарты серебрения
Двумя наиболее часто используемыми стандартами для гальванопокрытия серебром являются ASTM B700 и более старый MIL-QQ-S-365.
ASTM B700
Этот стандарт используется для серебряного покрытия в инженерных приложениях. Он определяет особые требования к чистоте серебра, твердости и последующей обработке. Он классифицирует чистоту серебра на три типа:
- Тип I с содержанием серебра не менее 99.9%,
- Тип II с не менее 99.0%
- Тип III с минимумом 98.0%.
MIL-QQ-S-365
Это старая версия стандарта серебряного покрытия, которую заменил ASTM B700. Однако стандарт по-прежнему широко признан и используется во многих отраслях. Этот стандарт также имеет три типа.
- Тип I для матовых покрытий,
- Тип II для полуглянцевых покрытий
- Тип III для глянцевой отделки.
Материалы, которые можно покрыть серебром
Вот металлы, которые можно покрыть серебром для улучшения свойств их поверхности:
- Алюминий:
- Бронза
- Медь и медные сплавы: Для нанесения серебрения на медь и ее сплавы требуется никелевый подслой.
- Сталь и сплавы нержавеющей стали
Для чего используется серебрение?
Серебряное покрытие используется в различных целях благодаря своей превосходной проводимости, коррозионной стойкости и долговечности.
Электрические и электронные компоненты
Серебрение обычно применяется к деталям, требующим высокой теплопроводности, таким как разъемы, полупроводники, шины и антенны.
Высокотемпературные и износостойкие применения
Серебряное покрытие известно своей прочностью и стабильностью, поэтому его также используют для компонентов, подвергающихся экстремальным условиям. К таким компонентам относятся подшипники и крепежные элементы, работающие под нагрузкой.
Отражающие и проводящие поверхности
Мы знаем, что серебро обладает замечательными отражательными и проводящими свойствами, что делает его пригодным для систем, передающих свет или энергию, таких как покрытия на светодиодных сборках и электрических контактах.
Гигиеничные и долговечные компоненты
Серебряное покрытие также повышает ценность компонентов, требующих чистоты, долговечности и устойчивости к загрязнению. Благодаря своей коррозионной стойкости и антибактериальным свойствам оно подходит для медицинских инструментов и носимых медицинских датчиков.
Декоративная отделка
В декоративных целях серебрение улучшает внешний вид ювелирных изделий, столового серебра, трофеев и предметов ручной работы.
Преимущества серебрения
- Серебряное покрытие обладает высокой устойчивостью к коррозии в агрессивных средах, обеспечивая долговечность поверхности компонента.
- Серебро — это металл, который является хорошим проводником электричества и тепла. Вот почему серебрение повышает тепло- и электропроводность компонентов.
- Серебряное покрытие не только устойчиво к коррозии, но и придает поверхности детали замечательные антибактериальные свойства.
- Серебряное покрытие обеспечивает тонкую полировку, делая компоненты визуально привлекательными и улучшая их внешний вид.
Ограничения серебрения
- Серебро со временем подвергается поверхностному потемнению из-за образования сульфида. В результате посеребренные изделия часто требуют дополнительной защитной обработки, такой как прозрачные лаки или специальные покрытия.
- Отложения серебра на некоторых подложках, таких как высокопрочная сталь, могут вызывать водородную хрупкость. Чтобы избежать этого, после нанесения покрытия требуется обжиг при температуре около 190–220 °C в течение 2–3 часов.
- В цианидных растворах для гальванопокрытия на менее благородных металлах могут образовываться иммерсионные серебряные отложения. Это вызывает плохую адгезию для последующих слоев, если не используется серебряный удар.
- Несомненно, серебрение обходится дешевле по сравнению с золочением, однако само по себе серебрение обходится значительно дороже, особенно для крупномасштабных проектов.
FAQ
1. Тускнеет ли посеребрение?
Да, серебряное покрытие со временем тускнеет из-за образования на поверхности сульфида, что приводит к изменению цвета.
2. Как удалить серебряное покрытие?
Серебряное покрытие можно удалить методом обратного гальванопокрытия. При этом методе компонент погружают в раствор соленой воды и подключают к медному катоду. Наконец, подается ток, что приводит к растворению с поверхности.
3. Что такое оксидированное серебрение?
Окисленное серебряное покрытие, иногда называемое чернёным серебром, затемняет поверхность серебра посредством химической реакции, обычно с соединениями серы. Используется для создания намеренно состаренного или антикварного вида.