电泳技术

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。镀层厚度应根据使用场合不同而异。在机械载荷较轻和一般性防护时，厚度为l0～20μm；在滑动载荷且压力不太大时，厚度为20～25μm；在机械应力较大和抗强腐蚀作用时，厚度高达l50～300μm；修复零件尺寸厚度可达800～1000μm。耐磨镀铬一般采用铬酐浓度较低(Cr03150～200g／L)的镀液，有的工厂也采用标准镀铬液。工艺条件上宜采用较低温度和较高的阴极电流密度，应视零件的使用条件和对铬层的要求而定。表4—29列出了获得最大硬度镀铬层的适宜温度和电流密度关系。生产上一般采用温度为50～60℃(常用55℃)和25～75A／dm2(多数为50A／dm2)的阴极电流密度。工艺条件一经确

需要镀铬的细小零件，如采用通常的挂镀，不仅效率低，而且镀件上常留下夹具的痕迹，不能保证镀层的质量。滚镀铬多用于体积小、数量多、又难以悬挂零件的装饰性多层电镀，如铜／光亮镍／铬或光亮低锡青铜／铬。此法可提高生产效率、降低成本。但它只适用于形状简单、具有一定自重的镀件；不适用于扁平片状、自重小以及外观要求较高的零件电镀。滚镀铬时应注意的事项如下：①滚镀铬溶液用蒸馏水或去离子水配制，注意清洁，严防杂质带入，特别注意不要带人Cl一；②硫酸根应控制适宜，不易过高，以免零件表面发黄或镀不上铬，过量的硫酸可用碳酸钡除去；’③氟硅酸对镀层有活化作用，并能扩大光亮范围，不可缺少，也不宜过量；④带电入槽，开始使用冲击电流，约l～2min即可；⑤零件装入滚桶前，必须将桶内

①较大零件人槽前要通过热水冲洗预热，切勿在镀液中预热，否则会腐蚀高亮度的底层表面。②小零件需采用滚镀铬工艺，滚镀铬镀液中应加入氟硅酸，防止零件滚镀时瞬间不接触导电而致表面钝化。③零件带电入槽，对于复杂零件采用冲击电流，或增大阴、阳极距离。④每一电镀层都要抛光，提高光洁程度，减少孔隙，防蚀。⑤在镍上镀铬时，如镍钝化，可用酸浸法活化，然后镀铬。活化方法为：在30％～50％(体积分数)的盐酸中浸30～60s；在20％(体积分数)的硫酸中浸蚀约5min；在5％(体积分数)的硫酸中阴极处理l5s左右，再镀铬，就可得到结合力良好的镀铬层。⑥电源宜采用全波整流。⑦采用高浓度铬酐镀液时，可安装回收槽以节约铬酐，降低成本，减少废水处理量。

高耐蚀装饰性镀铬是采用特殊工艺改变镀铬层的结构，从而提高镀层的耐蚀性，该镀层适用于室外条件要求苛刻的场合。在防护装饰性镀铬体系中，多层镍的应用显著提高了镀层的耐蚀性，研究发现，镍、铬层的耐蚀性不仅与镍层的性质及厚度有关，同时在很大程度上还取决于铬层的结构特征。从标准镀铬溶液中得到的普通防护装饰性镀铬层虽只有0．25～0．5μm，但镀层的内应力很大，．使镀层出现不均匀的粗裂纹。在腐蚀介质中铬镀层是阴极，裂纹处的底层是阳极，因此，遭受腐蚀的总是裂纹处的底层或基体金属。由于裂纹处暴露出的底层金属面积与镀铬层面积相比很小，因而腐蚀电流密度很大，腐蚀速度很快，而且腐蚀一直向纵深发展。由于裂纹不可避免，如果改变微裂纹的结构，使腐蚀分散，那么就可减缓腐蚀。在此构思下，20世纪60年代中期开发出了

一般防护装饰性镀铬采用中、高浓度的普通镀铬液，适用于室内环境使用的产品。钢铁、锌合金和铝合金镀铬必须采用多层体系，主要工艺流程如下。①钢铁基体铜／镍／铬体系工艺流程为：除油→水洗→浸蚀→水洗→闪镀氰铜或闪镀镍→水洗→酸铜→水洗→亮镍→水洗→镀铬→水洗干燥。防护装饰性镀铬的工艺规范多层镍／铬体系工艺流程为：除油→水洗→浸蚀→水洗→镀半光亮镍→水洗→光亮镍→水洗→镀铬→水洗→干燥。↓↑高硫冲击镍(1μm)②锌合金基体弱碱化学除油→水洗→浸稀氢氟酸→水洗→电解除油→水洗→闪镀氰铜→水洗→光亮镀铜→光亮镍→水洗→镀铬→水洗→干燥。③铝及铝合金基体弱碱除油→水洗→电解除油→水洗→次浸锌→溶解浸锌层→水洗一二次浸锌→水洗→闪镀氰铜(

防护一装饰性镀铬不仅要求镀层在大气中具有很好的耐蚀性，而且要有美丽的外观。这类镀层也常用于非金属材料的电镀。防护一装饰性镀铬可分为一般防护装饰镀铬与高耐蚀性防护装饰镀铬。表4—28列出防护装饰性镀铬的工艺规范。装饰性镀铬的工艺条件也取决于欲镀的基体金属材料。可根据基体材料的不同适当调整工作温度和阴极电流密度。

常用镀铬液的组成与工艺规范(1)镀液中各成分的作用1)铬酐铬酐的水溶液是铬酸，是铬镀层的惟一来源。实践证明，铬酐的浓度可以在很宽的范围内变动。例如，当温度在45～50℃，阴极电流密度l0A／dm2时，铬酐浓度在50～500g／L范围内变动，甚至高达800g／L时，均可获得光亮镀铬层。但这并不表示铬酐浓度可以随意改变，一般生产中采用的铬酐浓度为l50～400g／L之间。铬酐的浓度对镀液的电导率起决定作用，图4—19所示为铬酐浓度与镀液电导率的关系。可知在每一个温度下都有一个相应于最高电导率的铬酐浓度；镀液温度升高，电导率最大值随铬酐浓度增加向稍高的方向移动。因此，单就电导率而言，宜采用铬酐浓度较高的镀铬液。但采用高浓度铬酸电解液时，由于随工件带出损失严重，一方面

工业上广泛使用的镀铬液由铬酐辅以少量的阴离子构成，镀液中Cr6+的存在形式根据铬酐浓度的不同而有差异，一般情况(Cr03200～400g／L)下，主要以铬酸(CrO42-)和重铬酸(Cr2O72-)形式存在。当pH值小于1时，Cr207-为主要存在形式；当pH值为2～6时，CrO72-与CrO42-存在下述平衡，即Cr2072-+H20====2HCr04-+2CrO]一十2H+当pH值大于6时，CrO42-为主要存在形式。由此可以看出，镀铬电解液中存在的离子有Cr2072-、H+、cro42-和S042-等。实践证明，除SO42-外，其他离子都可以参加阴极反应，采用示踪原子法对铬酸镀铬过程的研究表明，镀铬层是由六价铬还原得到的，而不是三价铬。(1)阴极过程由恒电位法测定

镀铬工艺种类众多，按其用途可作如下分类。①防护一装饰性镀铬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0．25～0．5μm的薄层铬。常用的工艺有Cu／Ni／Cr、Ni／Cu／Ni／Cr、Cu—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)镀层具有极

从常用的铬酸镀液镀铬，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，并具有如下特点。①镀铬液的主要成分不是金属铬盐，而是铬的含氧酸——铬酸，属于强酸性镀液。电镀过程中，阴极过程复杂，阴极电流大部分消耗在析氢及六价铬还原为三价铬两个副反应上，故镀铬的阴极电流效率很低(10％～l8％)。而且有三个异常现象：电流效率随铬酐浓度的升高而下降l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-、SiF62一、F一等，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