防银变色技术的概况

防银变色技术的概况　防银变色技术的概况　张培林　上海电机厂有限公司　摘　要：概述了防止银镀层变色的技术概况。　关键词：防变色技术；银　ｌ前言　银具有良好的导电、导热和反光能力，可焊性较　好，易于抛光，与基体结合力好。镀银层在电机行业　有着广泛的用途，主要用于汽发和大型同步电机产　品上的导电元件和接触元件。镀银层在空气中容易　变色，其变色不仅影响外观，更重要的是使元件接触　电阻增加，影响导电元件和接触元件的导电性能，另　外，还易造成镀银焊接的困难。　目前，电镀工业大都在发展新镀种、新品种，但　对旧工艺的改进及工艺机理的探讨，以促使电镀质　量的提高，也是不容忽视的。防银变色在上世纪六　七十年代是个“老大难问题”，经过若干年的努力已　有很大进步，但仍不尽如人意，所以我们有必要在此　进一步的研究。　镀银层在储存和运输过程中容易变色，从乳白　色变成淡黄色，甚至紫褐色，其变色原因有很多，主　要有两方面原因：　（１）基体内部含有硫、氧等物质，时间过长，它　们会向外渗透，镀银层会出现裂纹，造成镀银层明显　变色。　（２）银和硫在空气中亲合力极高，尤其在高温、　高湿和有硫存在的条件下，很少量的硫化氢就能使　表面生成硫化银。　２国内外防止银层变色的技术　２．１镀银后加镀贵金属　．　在镀银层表面再镀一层贵金属，如金、铑、钯、铂　等能有效地防止银层变色，但成本太高，一般只用于　高可靠性、高稳定性的少数军用产品上。　２．２镀光亮银　复旦大学研制的ＦＢ镀银光亮剂，只要在氰化　镀银液中按一定的比例组合加入此光亮剂，就会得　到全板光亮的银镀层，而且其防变色的效果非常好。　ＦＢ光亮剂是双组份的，其中ＦＢ一１是一种直碳链带　有多个不饱和键的有机化合物；ＦＢ一２添加剂是一　种分子量较大的表面活性剂ＲＩ—Ｒ２一ＳＯ３Ｎａ，它本　身不具有使银层产生光亮作用，但能扩大电流密度　范围，使镀层结晶更加细致，使其抗变色能力更　高。　２．３化学钝化　有些单位将镀银件用清水洗净后进行铬酸处　理，即化学钝化。经化学钝化后镀银层表面生成　一层化学钝化膜，以隔离银镀层表面与腐蚀介质　的接触，来防止银镀层的变色。但由于此钝化膜　较薄，单独使用效果不理想，抗变色能力较差。经　此化学钝化工序，银镀层的厚度要减少ｌ　３　ｐａｎ。　因此，为保证银镀层的厚度，需化学钝化的零件必　须加厚镀层。　２．４浸涂有机防银变色剂　有些厂家在镀银件钝化后再浸涂有机防银变色　剂。女ⅡＢＹ一２、ＤＪＢ一８２３、ＦＢ一４、ＴＰＳ—Ａｇ、ＬＹ一　９０２５、ＳＰ一９０Ｓ等能使银镀层表面生成一薄层固态　膜，改善表面摩擦性能，具有润滑作用，接触电阻稳　定，抗变色能力好，尤其是适合接插开关元件等器　件。　ＢＹ一２、ＤＪＢ一８２３用溶剂汽油作溶剂，操作复　杂，使用时要注意防火问题。ＬＹ一９０２５、ＳＰ一９０Ｓ为　无色透明液体，不燃烧，浸渍后自然干燥即可，使用　较为方便，防变色效果最佳。　一１９—　维普资讯 http://www.cqvip.com

上海大中型电机　对要求有良好的防变色效果，而且有稳定的接　触电阻和润滑减磨作用的镀银层，建议优先选用有　润滑作用的防银变色保护剂，如ＬＰ一９８Ｓ、ＳＰ一９０Ｓ、　ＬＹ一９２０５、ＤＪＢ一８２３等。　３镀银层防变色的工艺试验　本次工艺试验将遵循以下原则：ａ）由于目前采　用的氰化镀银工艺比较稳定，因此不考虑改变现行　的工艺规范；ｂ）综合考虑安全及生产的稳定性，因此　避免采用含铬类的防变色剂或易燃性的防变色剂；　Ｃ）消耗成本低。　３．１　防银变色材料及工艺条件　考虑到提供试验样品的渠道，本次工艺攻关所　使用的防银变色材料仅限于在本市范围内获得，见　表１。　表１防银变色材料的工艺条件　材料名称　溶液配比　工作温度／￣Ｃ　工作时间　ＳＳⅡＪＴＡＮ—Ｓ　１０％水溶液　６０～８Ｏ　１０　Ｓ一１０　ｆｎｊＨ　ＪＳ—Ａｇ　８８８　１０％一２０％水溶液　５０　６ｏ　１０　Ｓ～ｌ０　ｍｉｒ　ＬＥ—ｌ０ｏ　５　ｇ／Ｌ酒精溶液　６０　＞ｌ　ｍｉｎ　ＬＥ—ｌ０５　２０％酒精溶液　５０　７０　＞ｌ　ｍｉｎ　Ｒｓｒ　５％酒精溶液　ｌ５—４０　３～５　ｍｉｎ　ＳＤ—ｌ　２５％溶剂　室温　ｌ　ｍｉｎ　ＳＤ一２　２５％溶剂　室温　ｌ　ｍｉｎ　ＷＤ一４０　原液　室温　ｌ　ｍｉｎ　３．２防银变色试验　鉴于镀银件储存和使用主要是在大气环境条件　下，因此仅进行大气暴露试验，考察其变色情况。硫　化氢试验，由于不具备试验条件而未进行。　３．３室内大气暴露试验　试验零件为镀银铜接头和镀银冷轧钢板。将试　验零件按以上各种防银变色剂的工艺条件进行处理　后，于室温条件下不加任何包装悬挂于电镀试验室　内的试验架上，比较其防银变色效果。　３．３．Ｉ银层等级分类　甲级：未变色，基本保持原镀层色泽：　乙级：局部轻微变色，颜色呈浅黄色或淡粉色；　丙级：局部中度变色，颜色呈黄棕色；　丁级：局部严重变色，颜色呈黄褐色或紫褐色；　戊级：全部变色，颜色呈深黑灰色或深黑色。　３．３．２防银变色观察对比结果，见表２。　一２０一　表２镀银层变色等级与时间ｄ　编　防银变色工　５　１０　ｌ５　２０　２５　３０　４０　５０　６０　号　艺类别　ｌ　ＳＳⅡＪＴＡＮ—Ｓ　田　田　田　乙　乙　丙　丙　丙　丙　２　ＪＳ—Ａｇ　８８８　田　田　田　乙　乙　丙　丙　丙　丁　３　ＬＥ—ｌ０ｏ　田　乙　乙　丙　丙　丙　丁　丁　丁　４　ＬＥ—ｌ０５　田　田　田　乙　乙　乙　丙　丙　丙　５　Ｒｓｒ　田　田　乙　乙　丙　丙　丁　６　ＳＤ—ｌ　田　田　田　田　甲　乙　乙　乙　乙　７　ＳＤ一２　田　田　田　田　甲　乙　乙　乙　乙　８　ＷＤ一４０　田　田　田　乙　乙　乙　乙　丙　丙　３．３．３讨论　编号ｌ、２、５的防银变色剂为水溶性材料。试验　表明，虽然其具有安全的特性，但防银变色效果并不　十分明显。　编号为３、４的防银变色剂为酒精溶液材料。试　验表明，ＬＥ一１０５的防变色效果与水溶性防变色剂　相当。而ＬＥ一１００的防变色效果更差些，而且这类　防变色剂易燃。　编号６、７的防银变色剂为溶剂型材料。试验　表明，防变色效果优于水溶性和酒精溶液的材料。　防变色期限相对较长，基本能满足生产周期的需　要。由于ｓＤ一２为非易燃品，因此还具有使用安　全的优点。　编号８的材料具有脱水防锈的作用，对钢铁　件镀银后的返锈可以起到较好的抑制作用，同时　也具有一定的防变色作用，但其效果比溶剂型的　略差些。　３．４室外大气暴露试验　将镀银铜接头分别用水性防变色剂和溶剂型防　变色剂处理，然后挂在电镀工段室外进行大气暴露　试验。经过３个月，用水性防变色剂处理的接头已　经变成黑灰色，而用溶剂型防变色剂处理的接头表　面略变黄，仅有点状黑色。　４接触电阻的测试　电机零部件镀银是为了提高导电性，而经防变　色处理应不影响导电性。因此必须进行接触电阻的　测试。　测试方法是将两个镀银铜接头用螺栓拧紧，用　微欧计测量。所测得的接触电阻值如表３所示。　维普资讯 http://www.cqvip.com

防银变色技术的概况　表３接触电阻测试值　若按照上述措施进行操作，镀银件应能保持乳　工艺类别　接触电阻　白色或银白色。考虑到产品入库至客户正式使用可　未镀银　５８　能还有相当一段时间，因此建议产品在出厂时还应　镀银后未处理　　’８　增加防腐措施。有些零部件可能要拆下储运，那么　ＳＳⅡ　一Ｓ　８．２　ＪＳ—Ａｇ　８８８　９．３　可以推荐采用气相防锈缠绕膜或气相防锈袋加以包　ＬＥ一１０ｏ　８．９　装，以达到长期保护的效果。　ＬＥ一１０５　８．１　６结语　Ｒｓｒｒ　８．７　镀银防变色工艺试验结果表明，铜制件采用　ＳＤ一１　９　ＳＤ一２　８．６　ｓＤ一２润滑防腐剂可以较好地防止银镀层变色，铁　ＷＤ一４０　８．８　制件采用ＷＤ一４０也可以防止银镀层变色，并可有　效地防止零部件返锈。用此类材料对于银镀层本身　由上可知，镀银件经过上述各防变色剂处理后，　接触电阻变化不大，将不会影响导电性能。　其接触电阻相差不大。而且与未进行防变色处理的　防止银层变色应考虑生产全过程综合控制，气　镀银件接触电阻相近。因此，使用这些防变色剂都　相防锈膜的应用将对延缓变色速度起到重要的作　不会影响导电性能。　用。　５银镀层变色的综合控制　零部件镀银以后要经历多次工序间的储运过　由于受到镀银工艺、生产设备等软、硬件条件的　程、装配过程，甚至到客户现场还要经受恶劣的环境　，本次试验结果只能使原有的情况略有改善。　相信今后还会设法对工艺进行改进，效果也会逐步　影响。结果镀银件表面不仅会发生变色，而且会有　提高。　油污、灰尘等粘附在表面，影响了产品零部件的外观　质量。要改变这种现状，仅靠前期镀银后采用防银　（未被推荐的防银变色剂，仅指不适合本厂的特　定使用条件，而非该防银变色剂本身存在质量问　变色处理是不够的，还要后期储运、装配过程中实行　综合控制。其中最有效的方法是采用气相防锈膜加　题。）　以包装。根据我们试验的情况，铜镀银件和铁镀银　附：镀银层变色试验方法：　件用气相防锈膜包装，经过８个月都未发生变色。　使用２４０　ｍｉｌｌ口径的干燥器（１３升），试验时将　因此在镀银件采用防变色处理后，若采用气相防锈　结晶硫化钠１２０　ｇ，磷酸氢二钾１４　ｇ分别用５００　ｍｌ和　膜包装，则可大大延缓其变色速度。　３００　ｍｌ的蒸馏水溶解备用。　除此之外，在装配过程中，操作人员应戴干净的　试验样品预先挂在支架上，放人干燥器内，然后　手套，以避免将手汗、油污以及其它腐蚀物等粘附在　将溶解好的硫化钠、磷酸氢二钾溶液分别移人干燥　银镀层表面，加速银镀层的腐蚀变色。　器内，迅速将涂有凡士林油盖盖好密封，透达干燥器　的玻璃，观察记录变色情况。　（上接第１８页）　使我们对制定和选用合理的工艺方案有了深刻认　从２００６年初进行工艺改进以来，仅１１个月，我　识，并积累了一定经验，在引进西门子的３９０　Ｍｗ　公司轴承分厂已生产了３００　ＭＷ汽发轴瓦８０只（铸　重型燃汽轮发电机轴瓦、超临界百万级汽轮发电　件上下瓦合计１６０只），到目前为止高压试验１００％　机轴瓦的铸造中都采用类似的工艺方法，均得到　通过，内瓦面（轴承合金浇注面）没有一次由于铸件　了满意的结果。　质量问题而返往焊补。达到了预期效果，有力地保　证了相关制造公司的生产任务的完成。　参考文献　５结语　１　姜希尚．铸造手册　Ｍ］．机械工业出版社．１９９６．４．　经过３００　ＭＷ汽发轴瓦的铸造工艺方案改进，　［２］陈琦．铸造质量检验手册　Ｍ］．机械工业出版社．２００６．６．　［３］任善之．最新铸造标准应用手册［Ｍ　．机械工业出版社．１９９７．４　—２１—