45号镀铬光亮管镀铬的基础知识
镀Cr有哪些作用:防锈 和增加表面硬度可以增加耐磨性能
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,H=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. 45号镀铬光亮管镀铬基本原理
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 45号镀铬光亮管镀铬工艺
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
镀铬知识介绍
◆ 铬的性质
(1) 色泽 : 银白色,略带蓝色
(2) 原子量 : 52
(3) 比重 : 7.14
(4) 熔点 : 1800~1900℃
(5) 硬度 : 800~12OOH
(6) 线膨胀系数6.7~8.4×10^-6
(7) 电化当量:0.324g/AH
(8) 标准电位 : 为-0.71
(9) 在潮湿大气中很安定,能长久保持颜色
(10)在碱、硝酸、硫化物、碳酸盐及有机酸和大多数气体中很稳定
(11)易溶于盐酸及热浓硫酸
(13)苛性钠溶液中铬阳极易溶解
(14)铬镀层耐热性佳
(15)铬镀层优点为硬度高、耐磨性好、光反射性强
(16)铬镀层缺点为太硬易脆、易脱落
(17)铬的电位比铁负,钢铁镀铬是属于阳极性保护镀层,而铬本身于大气中易形成极薄的钝态膜,所以耐腐蚀
(18)铬镀层具多孔性,所以对钢铁腐蚀性不很理想,所以一般先镀铜,再镀镍最后再镀一层铬才能达到防腐蚀及装饰的目的
(19)铬镀层广泛应用在提高零件的耐腐蚀性、耐磨性、尺寸修补、反射光,及装饰等用途.
◆ 铬电镀的种类
1.防腐装饰性镀铬
a)普通镀铬
b)复合镀铬
c)快速自动调节镀铬
d)微裂纹铬和微孔铬
2.镀硬铬
3.镀乳白铬
4.松孔镀铬
5.镀黑铬
6.滚桶镀铬
7.无裂铬电镀
◆ 镀铬的特性
(1)须严格控制液温、电流密度、极距等操作条件
(2)均一性差,对复杂形状镀件需适当处理
(3)电流效率很低,须较大电流密度
(4)阳极采用不溶解性阳极,铬酸须通过铬酐补充
(5)电镀过程中不许中断
(6)形状不同镀件不宜同槽处理,须用不同的挂具
(7)镀件预热与液温一致,附着性才会好
(8)镀件要彻底活化,有时要带电入槽,附着性才良好
(9)需用冲击电流(大于正常50-100% ) 在开始电镀较复杂形状镀件,约2-3分钟而后慢慢降至正常电流密度范围内。
◆ 镀铬的影响因素
(l) CrO3浓度与导电性关系:在铬酐小于450g/l的情况下,铬酐浓度越高,导电性越好
(2) 温度与导电性的关系:温度高,导电性好
(3) CrO3浓度与电流效率的关系:铬酐浓度高,则电流效率下降
(4) 硫酸浓度的影响:浓度低时,低电流密度下电流效率高,反的电流效率低
(5) 三价铬的影响
1. 三价铬很少时,沉积速率减慢
2. 三价铬很高时,镀层变暗
3. 三价铬增加,则导电度降低,需较大电压
4. 三价铬愈多,光泽范围愈小
(6) 电流密度及温度的影响
1. 镀液温度升高,电流效率降低
2. 电流密度愈高,电流效率愈高
3. 高电流密度,低温则镀层灰暗,硬度高脆性大,结晶粗大
4. 高温而低电流密度,镀层硬度小,呈乳白色,延性好,无网状裂纹,结晶细致,适合装饰性的镀件
5. 中等温度及中等电流密度,镀层硬度高,有密集的网状裂纹,光亮硬质铬镀层。
(7)杂质的影响
1. 铁杂质,电解液不稳定,光泽镀层范围缩小,导电性变差,电压须增高,去除铁杂质比三价铬还困难,要尽量防止铁污染,不要超过10g/l
2. 铜、锌杂质,含量低时,对镀层影向不大,铜最好不要大于3g/l
3. 硝酸,是镀铬最有害的杂质,镀液须严禁带入硝酸污染
(8) 阳极及电流分布的影响
1. 阳极较大,电流分布较不均匀使镀层厚度不均勺
2. 阳极面积大,三价铬形成较多。
3.复杂镀件,阳极宜用象形电极或辅助电极,使电流分布均匀。
4.阳极的铅易氧化,形成黑色的氧化铅及黄色的铬酸铅。黄色的铬酸铅导电性不良
5.电流因尖端及边缘效应,造成镀层厚度不均,可采用绝缘物遮盖尖端或边缘。
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