45號鍍鉻光亮管鍍鉻的基礎知識

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

因為鉻表面易于鈍化，有很強的耐蝕性，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。

鉻的另一個特點是具有極高的硬度，H=750-1000，因而又經常用于有耐磨要求的場合，通常稱之為硬鉻。

2. 45號鍍鉻光亮管鍍鉻基本原理

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個階段。

第一階段，隨著電極電位上升，電流密度上升。電極反應為

　　2H+　---> H2

第二階段，隨著電極電位繼續上升，電流密度轉為下降。這是一個形成陰極膜的過程。

第三階段，隨著電極電位繼續上升，電流密度又轉為上升。電極反應為

　　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。

CrO3與H2SO4形成[(CrOn2-)m?(SO42-)n]復雜的絡合物。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，是因為絡合物含量上升的緣故；繼續增加硫酸的含量，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

當鍍液中Cr3+的含量上升時，圖4中的曲線向右上方向移動。當H2SO4=10-12g/l，Cr3+=20g/l，電流密度60-100A/dm2時，電流效率高于25%?？色@得鏡面光亮的鍍鉻層。缺點是分散能力差，只適合旋轉體。

2.5 H2的析出影響

常規鍍鉻中，只有12-15%的電流用于沉積鉻層，80-85%的電流用于析出氫氣。氫氣會滲入鉻層，也會滲入基體達幾十微米。氫氣的滲入，使得鋼的疲勞強度下降約30-40%。有趣的是，高強度零件鍍鉻后，疲勞強度下降，而強度低的零件，鍍鉻后疲勞強度反而提高。

3 45號鍍鉻光亮管鍍鉻工藝

3.1 常規鍍鉻工藝

目前使用較為廣泛的仍是常規鍍鉻工藝。經典的常規鍍鉻溶液配方為CrO3　 250 g/l    H2SO4　2.5 g/l     Cr3+　 3g /l

3.2 含F-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    KF　　　　　3.5 g/l    溫度　　　　20℃  電流密度　　3-5 A/dm2

配方二∶CrO3　　 　 250 g/l  　H2SiF6　　　5-10 g/l  　溫度　　　　18-25℃　電流密度　　5-10 A/dm2

鍍鉻知識介紹

◆ 鉻的性質

(1) 色澤 : 銀白色，略帶藍色

(2) 原子量 : 52

(3) 比重 : 7.14

(4) 熔點 : 1800~1900℃

(5) 硬度 : 800~12OOH

(6) 線膨脹系數6.7~8.4×10^-6

(7) 電化當量:0.324g/AH

(8) 標準電位 : 為-0.71

(9) 在潮濕大氣中很安定，能長久保持顏色

(10)在堿、硝酸、硫化物、碳酸鹽及有機酸和大多數氣體中很穩定

(11)易溶于鹽酸及熱濃硫酸

(13)苛性鈉溶液中鉻陽極易溶解

(14)鉻鍍層耐熱性佳

(15)鉻鍍層優點為硬度高、耐磨性好、光反射性強

(16)鉻鍍層缺點為太硬易脆、易脫落

(17)鉻的電位比鐵負,鋼鐵鍍鉻是屬于陽極性保護鍍層，而鉻本身于大氣中易形成極薄的鈍態膜，所以耐腐蝕

(18)鉻鍍層具多孔性，所以對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到防腐蝕及裝飾的目的

(19)鉻鍍層廣泛應用在提高零件的耐腐蝕性、耐磨性、尺寸修補、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)復合鍍鉻

c)快速自動調節鍍鉻

d)微裂紋鉻和微孔鉻

2.鍍硬鉻

3.鍍乳白鉻

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)須嚴格控制液溫、電流密度、極距等操作條件

(2)均一性差，對復雜形狀鍍件需適當處理

(3)電流效率很低，須較大電流密度

(4)陽極采用不溶解性陽極，鉻酸須通過鉻酐補充

(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)鍍件預熱與液溫一致，附著性才會好

(8)鍍件要徹底活化，有時要帶電入槽，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?！?/p>

◆ 鍍鉻的影響因素　

(l) CrO3濃度與導電性關系:在鉻酐小于450g/l的情況下，鉻酐濃度越高，導電性越好

(2) 溫度與導電性的關系:溫度高，導電性好

(3) CrO3濃度與電流效率的關系:鉻酐濃度高，則電流效率下降

(4) 硫酸濃度的影響:濃度低時，低電流密度下電流效率高，反的電流效率低

(5) 三價鉻的影響

1. 三價鉻很少時，沉積速率減慢

2. 三價鉻很高時，鍍層變暗

3. 三價鉻增加，則導電度降低，需較大電壓

4. 三價鉻愈多，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，無網狀裂紋，結晶細致，適合裝飾性的鍍件

5. 中等溫度及中等電流密度，鍍層硬度高，有密集的網狀裂紋，光亮硬質鉻鍍層。

(7)雜質的影響

1. 鐵雜質，電解液不穩定，光澤鍍層范圍縮小，導電性變差,電壓須增高，去除鐵雜質比三價鉻還困難，要盡量防止鐵污染，不要超過10g/l

2. 銅、鋅雜質，含量低時，對鍍層影向不大，銅最好不要大于3g/l

3. 硝酸，是鍍鉻最有害的雜質，鍍液須嚴禁帶入硝酸污染

(8) 陽極及電流分布的影響

1. 陽極較大，電流分布較不均勻使鍍層厚度不均勺

2. 陽極面積大，三價鉻形成較多。

3.復雜鍍件，陽極宜用象形電極或輔助電極，使電流分布均勻。

4.陽極的鉛易氧化，形成黑色的氧化鉛及黃色的鉻酸鉛。黃色的鉻酸鉛導電性不良

5.電流因尖端及邊緣效應，造成鍍層厚度不均，可采用絕緣物遮蓋尖端或邊緣。

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