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镀铬工艺

放大字体  缩小字体发布日期:2012-07-11  浏览次数:818
核心提示:  因为铬表面易于钝化,有很强的耐蚀性,所以用于装饰电镀的最外层,其厚度一般只有0.5-1微米,通常称之为装饰铬。
   1、 性能和用途

  因为铬表面易于钝化,有很强的耐蚀性,所以用于装饰电镀的最外层,其厚度一般只有0.5-1微米,通常称之为装饰铬。

  铬的另一个特点是具有极高的硬度,HV=750-1000,因而又经常用于有耐磨要求的场合,通常称之为硬铬。

  2. 镀铬基本原理

  2.1 镀铬的阴极过程

  图1是镀铬的阴极极化曲线,描述了镀铬的阴极过程。

  镀铬的阴极过程分3个阶段。

  第一阶段,随着电极电位上升,电流密度上升。电极反应为

  2H+ ---> H2

  第二阶段,随着电极电位继续上升,电流密度转为下降。这是一个形成阴极膜的过程。

  第三阶段,随着电极电位继续上升,电流密度又转为上升。电极反应为

  Cr6+ ---> Cr

  2H+ ---> H2

  Cr6+ ---> Cr3+ (H2的还原作用)

  2.2 阴极膜的形成

  在镀铬层沉积之前,阴极上先生成一层薄膜。观察薄膜的试验如图2所示。阴极为针状。停电后1秒可以观察到阴极膜(厚度约0.1微米),停电3-4秒后阴极膜就消失了,如图3所示。

  2.3 硫酸的作用和影响

  镀液中硫酸含量的增加,阴极膜的厚度也随之增加。电极周围的成分与其它部分的成分差别较大,为

  Cr6+ 65-67%

  Cr3+ 22-23%

  SO42-10-12%

  若镀液中没有硫酸,则不能形成阴极膜,只析出氢气,见图1的曲线1。

  CrO3与H2SO4形成[(CrOn2-)m·(SO42-)n]复杂的络合物。从图4可以看出,随镀液中硫酸浓度增加,电流效率形成有峰值的情况。图4中线段1,电流效率随硫酸含量上升而上升,是因为络合物含量上升的缘故;继续增加硫酸的含量,则阴极膜厚度增加,阻碍铬层的沉积,故图4线段2,电流效率随硫酸含量上升而下降。

  2.4 Cr3+的影响

  当镀液中Cr3+的含量上升时,图4中的曲线向右上方向移动。当H2SO4=10-12g/l,Cr3+=20g/l,电流密度60-100A/dm2时,电流效率高于25%。可获得镜面光亮的镀铬层。缺点是分散能力差,只适合旋转体。

  2.5 H2的析出影响

  常规镀铬中,只有12-15%的电流用于沉积铬层,80-85%的电流用于析出氢气。氢气会渗入铬层,也会渗入基体达几十微米。氢气的渗入,使得钢的疲劳强度下降约30-40%。有趣的是,高强度零件镀铬后,疲劳强度下降,而强度低的零件,镀铬后疲劳强度反而提高。

  3 镀铬工艺

  3.1 常规镀铬工艺

  目前使用较为广泛的仍是常规镀铬工艺。经典的常规镀铬溶液配方为

  CrO3  250 g/l

  H2SO4 2.5 g/l

  Cr3+  3g /l

  3.2 含F-镀铬工艺

  F-作催化剂的电解液可在室温工作,也可用于滚镀(但小零件不太可靠)。

  配方一∶

  CrO3     250 g/l

  KF     3.5 g/l

  温度    20℃

  电流密度  3-5 A/dm2

  配方二∶

  CrO3     250 g/l

  H2SiF6   5-10 g/l

  温度    18-25℃

  电流密度  5-10 A/dm2

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