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电镀铬的介绍

2019.08.12

一、铬的介绍

        铬是一种微带蓝色的银白色金属。在空气中极易钝化,表面形成一层极薄的钝化膜,从而显示出贵金属的性质。

1、镀铬层的化学性质稳定性,除能溶于氢氯酸(如盐酸)和热的硫酸中外,在碱、硫化物、硝酸和大多数有机酸中均不发生作用,所以防腐性能优异。

2、镀铬层有较好的耐热性,在500℃以下加热,其光泽性、硬度均无明显变化,温度大于500℃开始氧化变色,大于700℃硬度开始降低。

3、镀铬层具有很高的硬度,可在很大范围4001200HV内变化。

4、镀铬层的摩擦系数小,特别是干摩擦系数,在所有的金属中是最低的,所以镀铬层具有很好的耐磨性。

5、镀铬层能长久保持反射能力,在可见光范围内,铬的反射能力约为65%,介于银(88%)和镍(55%)之间,但是铬不变色,能长久保持其反射能力而优于银和镍,所以他的亮度保持长久。

6、由于镀铬层的优良性能,人们把它用作防护一装饰性镀层体系的外表层(装饰铬)和功能镀层(硬铬)两种。

二、电镀铬镀液的介绍

    应用最广的镀铬液是以硫酸根作为催化剂的镀液,镀液中仅含有铬酐和硫酸,成分简单,使用方便。铬酐的浓度在150450g/L之间变化。根据铬酐浓度的不同,可分为高浓度(350500g/L)、中浓度(150250g/L)和低浓度(50150g/L)镀铬液。低浓度的镀铬液电流效率高,铬层的硬度也高,但覆盖能力较差,主要用于功能性电镀,如镀硬铬、耐磨铬等;高浓度镀液稳定,导电性好,电解时只需较低的电压,覆盖能力较稀溶液好,但电流效率较低,主要用于装饰性镀铬及复杂件镀铬。除这种镀液外还有一些其它的镀液,比如添加了加氟硅酸钾、氧化镁、硫酸锶、稀土金属等的特殊镀液,还有三价铬等。

三、镀铬的特点

    铬镀液与其他单金属镀液相比,镀铬液虽成分简单,但镀铬过程却相当复杂,其特点是。

1、电流效率随铬酐浓度的升高而下降,随温度的升高而下降,随电流密度的增加而升高。

2、在镀铬液中,必须添加一定量的阴离子,如SO42-SiF62-F-等,才能实现金属铬的正常沉积。

3、镀铬液的分散能力很低,对于形状复杂的零件,需采用象形阳极或辅助阴极,以得到均匀的镀铬层。对挂具的要求也比较严格。

4、镀铬需采用较高的阴极电流密度,通常在20A/dm2以上,比一般的镀种高10倍以上。由于阴极和阳极大量析出气体,使镀液的电阻较大,槽压升高,对电镀电源要求高,需采用大于12V的电源,而其他镀种使用8V以下的电源即可。

5、镀铬的阳极不用金属铬,而采用不溶性阳极。通常使用铅、铅一锑合金及铅一锡合金。镀液内由于沉积或其他原因而消耗的铬需靠添加铬酐来补充。

从以上介绍可以看出镀铬电流效率低、能耗大、电镀过程复杂、电镀成本高、污染环境,但是我们也要看到镀铬的优势,镀层稳定、耐磨、光亮、硬度高等。

四、电镀铬的实际应用

   1、防护一装饰性镀铬,俗称装饰铬,镀层较薄,光亮美丽,通常作为多层电镀的最外层,为达到防护目的,在锌基或钢铁基体上必须先镀足够厚的中间层,然后在光亮的中间层上镀以0.250.5μm的薄层铬。常用的工艺有Cu/Ni/CrNi/Cu/Ni/CrCu-Sn/Cr等。经过抛光的制品表面镀装饰铬后,可以获得银蓝色的镜面光泽。在大气中经久不变色。这类镀层广泛用于汽车、自行车、缝纫机、钟表、仪器仪表、日用五金等零部件的防护与装饰。经过抛光的装饰铬层对光有很高的反射能力,可用作反光镜。在多层镍上镀微孔或微裂纹铬,是降低镀层总厚度,获得高耐蚀性防护一装饰体系的重要途径,也是现代电镀工艺的发展方向。

   2、镀硬铬(耐磨铬)硬铬又称耐磨铬,硬铬镀层不仅要有一定的光泽,而且要求底层的硬度高、耐磨性好并与基体结合牢固,在机械载荷较轻和一般性防护时,厚度为1020μm;在滑动载荷且压力不太大时,厚度为2025μm;在机械应力较大和抗强腐蚀作用时,厚度高达150300μm;如切削及拉拔工具,各种材料的压制模及铸模、轴承、轴、量规、齿轮等,还可用来修复被磨损零件的尺寸公差,修复零件尺寸厚度可达8001000μm。。镀硬铬的厚度一般为550μm,也可根据需要而定,有的高达200800μm。钢铁零件镀硬铬不需要中间镀层,如对耐蚀性有特殊要求,也可采用不同的中间镀层。

3、镀松孔铬是利用铬层本身具有细致裂纹的特点,在镀硬铬后再进行机械、化学或电化学松孔处理,使铬层表面遍布着较宽的沟纹,不仅具有耐磨铬的特点,而且能有效地储存润滑介质,提高工件表面抗摩擦和磨损能力。常用于受重压的滑动摩擦件表面的镀覆,如内燃机汽缸筒内腔、活塞环等。

4、镀黑铬黑铬镀层色黑具有均匀的光泽,装饰性好,具有良好消光性、耐热性好,可以直接镀覆在铁、铜、镍及不锈钢表面,黑铬镀层常用于镀覆航空仪表及光学仪器的零部件、太阳能吸收板及日用品的防护与装饰。

五、辛田化工销售的镀铬添加剂的产品

1、装饰性产品XT-902,主要应用于日用五金、汽车、仪表、自行车、钟表等零部件的最外面的装饰层。镀液易操作、维护简单;电镀的电流效率高,分散性好,节约成本;镀层亮度高、覆盖均匀、外表美丽光亮、耐蚀性好,一般作为多层电镀体系的最外层。

2、镀硬铬产品XT-903,是一种无氟、高速镀硬格的工艺,电流效率高耐磨性能极好,深镀能力强,硬度高,达到1050HV 。应用于硬铬工件、印刷滚筒,减震筒、各种材料的压制模及铸模、轴承、轴、量规、齿轮等,还可用来修复被磨损零件的尺寸公差,修复零件尺寸厚度可达8001000μm。钢铁零件镀硬铬不需要中间镀层,直接镀铬;如对耐蚀性有特殊要求,也可采用不同的中间镀层。

六、一些常见的问题

1、镀后除氢

由于镀铬的电流效率低,在阴极上大量析出氢气,对于易析氢的钢铁部件,应在镀后180200℃的温度,除氢3H,以避免发生氢脆。

2、铬雾抑制

镀铬过程中,由于使用不溶性阳极,阴极电流效率又很低,致使大量氢气和氧气析出,当气体逸出液面时,带有大量的铬酸,形成铬雾造成严重的污染。目前抑制铬雾的方法有两种。一种是将泡沫塑料碎块或碎片放入镀液的液面上,可阻滞铬雾的逸出,已淘汰。另一种是加入泡沫抑制剂,降低镀液的表面张力,产生稳定的泡沫层,覆盖在镀液表面,当带有铬酸的氢气和氧气析出时,与表面的泡沫层相碰撞,无数微小的铬酸雾结合成较大的雾滴,由于重力作用,当上升一定高度时将重回镀液,而氢气和氧气继续上升,直至离开液面,这样实现气体的排除和对铬雾的有效抑制。这是现在的主流。

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