鍍鉻的基本知識(shí)

1、鍍鉻的基本知識(shí) 鍍CR有哪些作用? 防銹 和增加表面硬度可以增加耐磨性能 1、 性能和用途 因?yàn)殂t表面易于鈍化，有很強(qiáng)的耐蝕性，所以用于裝飾電鍍的最外層，其厚度一般只有0.5-1微米，通常稱之為裝飾鉻。 鉻的另一個(gè)特點(diǎn)是具有極高的硬度，H=750-1000，因而又經(jīng)常用于有耐磨要求的場(chǎng)合，通常稱之為硬鉻。 2. 鍍鉻基本原理 2.1 鍍鉻的陰極過程 圖1是鍍鉻的陰極極化曲線，描述了鍍鉻的陰極過程。 鍍鉻的陰極過程分3個(gè)階段。 第一階段，隨著電極電位上升，電流密度上升。電極反應(yīng)為 2H+-> H2 第二階段，隨著電極電位繼續(xù)上升，電流密度轉(zhuǎn)為下降。這是一個(gè)形成陰極膜的過程。 第三階段，隨著

2、電極電位繼續(xù)上升，電流密度又轉(zhuǎn)為上升。電極反應(yīng)為 Cr6+ -> Cr 2H+-> H2 Cr6+ -> Cr3+(H2的還原作用) 2.2 陰極膜的形成 在鍍鉻層沉積之前，陰極上先生成一層薄膜。觀察薄膜的試驗(yàn)如圖2所示。陰極為針狀。停電后1秒可以觀察到陰極膜(厚度約0.1微米)，停電3-4秒后陰極膜就消失了，如圖3所示。 2.3 硫酸的作用和影響 鍍液中硫酸含量的增加，陰極膜的厚度也隨之增加。電極周圍的成分與其它部分的成分差別較大，為 Cr6+ 65-67% Cr3+ 22-23% SO42- 10-12% 若鍍液中沒有硫酸，則不能形成陰極膜，只析出氫氣，見圖1的曲線1。

3、CrO3與H2SO4形成(CrOn2-)m(SO42-)n復(fù)雜的絡(luò)合物。從圖4可以看出，隨鍍液中硫酸濃度增加，電流效率形成有峰值的情況。圖4中線段1，電流效率隨硫酸含量上升而上升，是因?yàn)榻j(luò)合物含量上升的緣故；繼續(xù)增加硫酸的含量，則陰極膜厚度增加，阻礙鉻層的沉積，故圖4線段2，電流效率隨硫酸含量上升而下降。 2.4 Cr3+的影響 當(dāng)鍍液中Cr3+的含量上升時(shí)，圖4中的曲線向右上方向移動(dòng)。當(dāng)H2SO4=10-12g/l，Cr3+=20g/l，電流密度60-100A/dm2時(shí)，電流效率高于25%?？色@得鏡面光亮的鍍鉻層。缺點(diǎn)是分散能力差，只適合旋轉(zhuǎn)體。 2.5 H2的析出影響 常規(guī)鍍鉻中，只有12

4、-15%的電流用于沉積鉻層，80-85%的電流用于析出氫氣。氫氣會(huì)滲入鉻層，也會(huì)滲入基體達(dá)幾十微米。氫氣的滲入，使得鋼的疲勞強(qiáng)度下降約30-40%。有趣的是，高強(qiáng)度零件鍍鉻后，疲勞強(qiáng)度下降，而強(qiáng)度低的零件，鍍鉻后疲勞強(qiáng)度反而提高。 3 鍍鉻工藝 3.1 常規(guī)鍍鉻工藝 目前使用較為廣泛的仍是常規(guī)鍍鉻工藝。經(jīng)典的常規(guī)鍍鉻溶液配方為 CrO3 250 g/l H2SO42.5 g/l Cr3+ 3g /l 3.2 含F(xiàn)-鍍鉻工藝 F-作催化劑的電解液可在室溫工作，也可用于滾鍍(但小零件不太可靠)。 配方一 CrO3 250 g/l KF3.5 g/l 溫度20 電流密度3-5 A/dm2 配方二 C

5、rO3 250 g/l H2SiF65-10 g/l 溫度18-25 電流密度5-10 A/dm2 謝謝了,對(duì)鍍鉻的作用有了較為詳細(xì)的了解! 很經(jīng)典的工藝，歡迎繼續(xù)。 污染很嚴(yán)重的,好多香港,臺(tái)灣的都在內(nèi)地做. 比較郁悶啊 鍍鉻知識(shí)介紹 鉻的性質(zhì)(1) 色澤 : 銀白色，略帶藍(lán)色(2) 原子量 : 52 (3) 比重 : 7.14(4) 熔點(diǎn) : 18001900(5) 硬度 : 80012OOH(6) 線膨脹系數(shù)6.78.4×10-6(7) 電化當(dāng)量:0.324g/AH(8) 標(biāo)準(zhǔn)電位 : 為-0.71(9) 在潮濕大氣中很安定，能長(zhǎng)久保持顏色(10)在堿、硝酸、硫化物、碳酸鹽及有

6、機(jī)酸和大多數(shù)氣體中很穩(wěn)定(11)易溶于鹽酸及熱濃硫酸(13)苛性鈉溶液中鉻陽(yáng)極易溶解(14)鉻鍍層耐熱性佳(15)鉻鍍層優(yōu)點(diǎn)為硬度高、耐磨性好、光反射性強(qiáng)(16)鉻鍍層缺點(diǎn)為太硬易脆、易脫落(17)鉻的電位比鐵負(fù),鋼鐵鍍鉻是屬于陽(yáng)極性保護(hù)鍍層，而鉻本身于大氣中易形成極薄的鈍態(tài)膜，所以耐腐蝕(18)鉻鍍層具多孔性，所以對(duì)鋼鐵腐蝕性不很理想，所以一般先鍍銅，再鍍鎳最后再鍍一層鉻才能達(dá)到防腐蝕及裝飾的目的(19)鉻鍍層廣泛應(yīng)用在提高零件的耐腐蝕性、耐磨性、尺寸修補(bǔ)、反射光，及裝飾等用途. 鉻電鍍的種類1.防腐裝飾性鍍鉻a)普通鍍鉻b)復(fù)合鍍鉻c)快速自動(dòng)調(diào)節(jié)鍍鉻d)微裂紋鉻和微孔鉻2.鍍硬鉻3.鍍?nèi)?/p>

7、白鉻4.松孔鍍鉻5.鍍黑鉻6.滾桶鍍鉻7.無裂鉻電鍍 鍍鉻的特性(1)須嚴(yán)格控制液溫、電流密度、極距等操作條件(2)均一性差，對(duì)復(fù)雜形狀鍍件需適當(dāng)處理(3)電流效率很低，須較大電流密度(4)陽(yáng)極采用不溶解性陽(yáng)極，鉻酸須通過鉻酐補(bǔ)充(5)電鍍過程中不許中斷(6)形狀不同鍍件不宜同槽處理，須用不同的掛具(7)鍍件預(yù)熱與液溫一致，附著性才會(huì)好(8)鍍件要徹底活化，有時(shí)要帶電入槽，附著性才良好(9)需用沖擊電流(大于正常50-100% ) 在開始電鍍較復(fù)雜形狀鍍件，約2-3分鐘而后慢慢降至正常電流密度范圍內(nèi)。 鍍鉻的影響因素(l) CrO3濃度與導(dǎo)電性關(guān)系:在鉻酐小于450g/l的情況下，鉻酐濃度越高

8、，導(dǎo)電性越好(2) 溫度與導(dǎo)電性的關(guān)系:溫度高，導(dǎo)電性好(3) CrO3濃度與電流效率的關(guān)系:鉻酐濃度高，則電流效率下降(4) 硫酸濃度的影響:濃度低時(shí)，低電流密度下電流效率高，反的電流效率低(5) 三價(jià)鉻的影響1. 三價(jià)鉻很少時(shí)，沉積速率減慢2. 三價(jià)鉻很高時(shí)，鍍層變暗3. 三價(jià)鉻增加，則導(dǎo)電度降低，需較大電壓4. 三價(jià)鉻愈多，光澤范圍愈小(6) 電流密度及溫度的影響1. 鍍液溫度升高，電流效率降低2. 電流密度愈高，電流效率愈高3. 高電流密度，低溫則鍍層灰暗，硬度高脆性大，結(jié)晶粗大4. 高溫而低電流密度，鍍層硬度小，呈乳白色，延性好，無網(wǎng)狀裂紋，結(jié)晶細(xì)致，適合裝飾性的鍍件5. 中等溫度及

9、中等電流密度，鍍層硬度高，有密集的網(wǎng)狀裂紋，光亮硬質(zhì)鉻鍍層。(7)雜質(zhì)的影響1. 鐵雜質(zhì)，電解液不穩(wěn)定，光澤鍍層范圍縮小，導(dǎo)電性變差,電壓須增高，去除鐵雜質(zhì)比三價(jià)鉻還困難，要盡量防止鐵污染，不要超過10g/l2. 銅、鋅雜質(zhì)，含量低時(shí)，對(duì)鍍層影向不大，銅最好不要大于3g/l3. 硝酸，是鍍鉻最有害的雜質(zhì)，鍍液須嚴(yán)禁帶入硝酸污染(8) 陽(yáng)極及電流分布的影響1. 陽(yáng)極較大，電流分布較不均勻使鍍層厚度不均勺2. 陽(yáng)極面積大，三價(jià)鉻形成較多。3.復(fù)雜鍍件，陽(yáng)極宜用象形電極或輔助電極，使電流分布均勻。4.陽(yáng)極的鉛易氧化，形成黑色的氧化鉛及黃色的鉻酸鉛。黃色的鉻酸鉛導(dǎo)電性不良5.電流因尖端及邊緣效應(yīng)，造成

10、鍍層厚度不均，可采用絕緣物遮蓋尖端或邊緣。 鍍鉻的掛具(Rack)鍍鉻其鍍液均一性極差，電流效率很低，須使用較高電流密度，所以掛具的設(shè)計(jì)要求對(duì)鍍鉻品質(zhì)影響很大。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下(l) 不溶解(2) 導(dǎo)電好，不發(fā)熟，需足夠截面積(3) 與鍍件接觸良好(4) 結(jié)構(gòu)以焊接方式，導(dǎo)電鉤要彎成直角(5) 非電鍍部份要用絕緣物覆蓋，以減少電流消耗(6) 結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單、易制造、輕便(7) 鍍件放置位置要使氣體自由逸出容易(8) 應(yīng)用輔助電極、雙極電極(9) 依鍍件的形狀、尺寸、數(shù)量及鍍層用途等因素決定掛架的設(shè)計(jì) 鍍鉻常見缺陷及其原因(l) 鍍層粗糙有顆粒1. 電流太大2. 陰極保護(hù)不當(dāng)或末裝3. 陰陽(yáng)極太近4.

11、 表面前處理不好5. 鍍液有浮懸雜質(zhì)6. 硫酸太少(2)鍍層脫落1. 前處理不良2. 中途斷電3. 中途加冷水4. 預(yù)熱不夠(3) 局部無鍍層1. 電流太小2. 鍍件互相遮蓋3. 裝掛不當(dāng)，氣體停滯(4) 鍍層不均勻1. 掛具接觸不良2. 氣體不易逸出3. 陽(yáng)極型狀不當(dāng)(5) 沉積速度慢1. 電流太小2. 三價(jià)鉻太小3. 二極間距太大4. 鍍件過大5. 槽內(nèi)鍍件過多(6) 鍍層暗色1. 溫度太低2. 硫酸此例太少3. 三價(jià)鉻太多(7) 鍍層針孔1. 前處理不佳2. 氣體停滯鍍件表面上3. 鍍件被磁化4. 浮懸雜質(zhì)5. 表面活性劑6. 鍍液有磁性粒子 鍍鉻的氫脆性鍍鉻的電流效率非常低，所以產(chǎn)生大

12、量的氫氣，會(huì)引起氫脆,尤其是硬化鋼、高強(qiáng)度鋼更需注意。去除氫脆方法有 :(l) 鍍前先做應(yīng)力消除(stress relieing) : 鍍鉻表面必須沒有應(yīng)力存在，一般鍍件經(jīng)機(jī)械加工、研磨，或硬化熱處理都有殘留應(yīng)力( residual stress)，可加熱150至230消除殘留應(yīng)力。(2) 鍍后烘箱去氫 : 根據(jù)工件大小和鍍層厚度確定溫度和時(shí)間，通常選擇的溫度為150250，時(shí)間0.55h。    鉻是一種微帶天藍(lán)色的銀白色金屬。電極電位雖然很負(fù)，但它有很強(qiáng)的鈍化性能，在大氣中很快鈍化，顯示出具有貴金屬的性質(zhì)，所以鋼鐵零件鍍鉻層是陰極鍍層。鉻層在大氣中很穩(wěn)定，能長(zhǎng)期保持其光

13、澤，在堿、硝酸、硫化物、碳酸鹽以及有機(jī)酸等腐蝕介質(zhì)中非常穩(wěn)定，但可溶于鹽酸等氫鹵酸和熱的濃硫酸中。    鉻層硬度高（H800110kg/mm2），耐磨性好，反光能力強(qiáng)，有較好的耐熱性。在500以下光澤和硬度均無明顯變化；溫度大于500開始氧化變色；大于700時(shí)才開始變軟。    由于鍍鉻層的優(yōu)良性能，廣泛用作防護(hù)裝飾性鍍層體系的外表層和機(jī)能鍍層。    傳統(tǒng)的鍍鉻工藝，其電鍍液以鉻酸為基礎(chǔ)，以硫酸作催化劑，兩者的比例為100：1。工藝的優(yōu)點(diǎn)為：鍍液穩(wěn)定，易于操作；無論鍍光亮鉻還是鍍硬鉻，鍍層質(zhì)量都比較高，具有光亮、耐磨、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，

14、所以一直得到廣泛的應(yīng)用。其缺點(diǎn)為：（1）陰極電流效率非常低，一般只有8%16%，這樣，鍍速相當(dāng)慢，消耗的能量也相當(dāng)大；（2）鉻酸濃度高，含鉻廢水和廢氣污染大，材料浪費(fèi)嚴(yán)重；（3）鍍液溫度較高，能量浪費(fèi)大；（4）鍍液的分散和覆蓋能力差，形狀復(fù)雜的零件必須采用象形陽(yáng)極、防護(hù)陰極和輔助陽(yáng)極才能得到厚度均勻的鍍層。因此，國(guó)內(nèi)外電鍍界一直致力于改革高鉻傳統(tǒng)鍍鉻工藝，為降低鉻酸濃度，減少其危害，提高鍍鉻效率進(jìn)行著廣泛的研究和探索?，F(xiàn)已獲得一定的成果。    改善傳統(tǒng)鍍鉻工藝一般都采用在鉻酸鍍液中加添加劑的辦法。這些添加劑可分為四類：（1）無機(jī)陰離子添加劑（如 、F、 、 、 、 、 、

15、 等）；（2）有機(jī)陰離子添加劑（如羧酸、磺酸等）；（3）稀土陽(yáng)離子添加劑（如La3+、Ce3+、Nd3+、Pr3+、Sm3+等）；（4）非稀土陽(yáng)離子添加劑（如Sr2+、Mg2+等）。    在改善傳統(tǒng)鍍鉻工藝的過程中出現(xiàn)了三種較為突出的工藝：（1）以氟化物為催化劑的鍍鉻工藝；（2）以氯、溴、碘及穩(wěn)定的羧酸作催化劑的鍍鉻工藝；（3）以稀土作添加劑的鍍鉻工藝。    一、鍍鉻的一般特性    （一）鍍鉻特點(diǎn)    1.鍍鉻用含氧酸做主鹽，鉻和氧親和力強(qiáng)，電析困難，電流效率低；    2.鉻為變價(jià)金屬

16、，又有含氧酸根，故陰極還原過程很復(fù)雜；    3.鍍鉻雖然極化值很大,但極化度很小,故鍍液的分散能力和覆蓋能力很差,往往要采用輔助陽(yáng)極和保護(hù)陰極；    4.鍍鉻需用大電流密度，而電流效率很低，大量析出氫氣，導(dǎo)致鍍液歐姆電壓降大，故鍍鉻的電壓要比較高；    5.鍍鉻不能用鉻陽(yáng)極，通常采用純鉛、鉛錫合金、鉛銻合金等不溶性陽(yáng)極。    （二）鍍鉻過程的特異現(xiàn)象    鍍鉻與其它金屬電沉積相比，有如下特異現(xiàn)象：    （1）隨主鹽鉻酐濃度升高而電流效率下降；  

17、0; （2）隨電流密度升高而電流效率提高；    （3）隨鍍液溫度提高而電流效率降低；    （4）隨鍍液攪拌加強(qiáng)而電流效率降低，甚至不能鍍鉻。    上述特異現(xiàn)象均與鍍鉻陰極還原的特殊性有關(guān)。    二、鍍鉻層的種類和標(biāo)記    （一）防護(hù)裝飾性鍍鉻    防護(hù)裝飾性鍍鉻，俗稱裝飾鉻。它具有防腐蝕和外觀裝飾的雙重作用。為達(dá)此目的在鋅基或鋼鐵基體上必須先鍍足夠厚度的中間層，然后在光亮的中間鍍層上鍍以0.250.5m的薄層鉻。例如鋼基上鍍銅、鎳層再鍍鉻、低錫青銅上鍍鉻、多層鎳上

18、鍍鉻、鎳鐵合金鍍層上鍍鉻等等。    在現(xiàn)代電鍍中，在多層鎳上鍍?nèi)∥⒖谆蛭⒘鸭y鉻是降低鍍層總厚度，又可獲得高耐蝕性的防護(hù)裝飾體系，是電鍍工藝發(fā)展的方向。    在黃銅上噴砂處理或在緞面鎳上鍍鉻，可獲得無光的緞面鉻，是用作消光的防護(hù)裝飾鍍鉻。    裝飾性鍍鉻是鍍鉻工藝中應(yīng)用最多的。裝飾鍍鉻的特點(diǎn)是：（1）要求鍍層光亮；（2）鍍液的覆蓋能力要好，零件的主要表面上應(yīng)覆蓋上鉻；（3）鍍層厚度薄，通常在0.250.5m之間，國(guó)內(nèi)多用0.3m。為此裝飾鍍鉻常用300400g/L的高濃度，近些年來加入稀土等添加劑，濃度可降至150200g/L，覆蓋能力、電流效率明顯提高，是研究開發(fā)和工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的發(fā)展方向。    防護(hù)裝飾鍍鉻廣泛用于汽車、自行車、日用五金制品、家用電器、儀器儀表、機(jī)械、船舶艙內(nèi)的外露零件等。經(jīng)拋光的鉻層有很高的反射系數(shù)，可作反光鏡。    按照國(guó)際ISO標(biāo)準(zhǔn)，防護(hù)裝飾性鍍鉻標(biāo)記方法如下：    分類標(biāo)記構(gòu)成：    Fe基體金屬鋼鐵的化學(xué)符號(hào)。    Cu銅的化學(xué)符號(hào)，數(shù)字