电镀铬工艺学
经典电镀铬技术
经典电镀铬技术硬铬是属于微裂纹铬,它本身有很多微小的裂纹,直达基体,时间长了,如果不做防护的话,它就会生锈。
解决的办法是,在布轮上打上抛光皂抛光封闭,就可以了。
镀铬层生锈铬在电化序中虽比铁负,但有很强的钝化性能,在大气中铬层表面容易形成钝化膜,钝化后钝化膜的表面电位立即变正,电极行为相当于银,故铁上镀铬层属阴极性镀层。
与其他阴极性镀层一样,只有当镀层致密无孔隙时才能对基体有保护作用。
而铬镀层的致命弱点便是存在孔隙和裂纹,且铬层的脆性又较大,当局部处受到压缩或冲击时,镀层极容易发生裂纹。
在这种情况下,钢铁基体遇到潮湿天气中的水分即会通过铬层孔隙,渗到基体金属表面,使铬、铁电偶形成一个微电池,这时铬、铁电偶中的铁实际电位比铬负,从而作为阳极腐蚀,腐蚀产物即是铁锈,并通过铬的孔隙溢出表面,形成泛点,随着时间的延续,泛点不断扩大、增多,结果遍及整个工件表面。
这一现象更多见于钣金件、冲压件的边缘,因这些部位经过剪切,组织疏松,无氧化皮,酸液浸蚀时易引起过度腐蚀,且飞边的遮盖、铬层相对较薄,孔隙相对较多,因而更易出现红棕色锈迹。
为减少上述现象的发生可采取下列措施:(1)改善基体表面的粗糙度;(2)加强镀前处理工艺;(3)在可能条件下增加镀铬层厚度;(4)除必要之外不采用单层铬;(5)在工艺条件允许下适当提高溶液浓度;(6)镀成后用热水烫洗并迅速干燥;(7)采取油封防腐。
铸铁件镀铬的困难铸铁导电性差,大面积件若按常规只有一、二点接触,则很难满足要求,故工件与挂具的导电接触点宜多设几处。
其次,铸铁件含有大量的碳和较多的缩孔、气孔和砂眼,这些都是铸铁件镀铬的困难因素,但若能采取相应的措施,也能获得理想的铬层质量。
(1)用盐酸清洗铅板引起。
甲厂用的阳极由纯铅板代替,纯铅板在镀铬过程中容易产生氧化铅,氧化铅在镀铬溶液中又极易转化为铬酸铅,由于这一弊端的存在,影响了镀铬时电流的正常通过,使阳极面积相对减小,进而又促使溶液中三价铬积累。
镍铬电镀知识点总结
镍铬电镀知识点总结一、镍铬电镀工艺1. 镍铬电镀工艺流程镍铬电镀的工艺流程主要包括表面处理、镍电镀、铬电镀和后处理等步骤。
首先对待镀件进行清洗和除油处理,然后进行酸洗和活化处理,接着在镍电镀槽中进行电镀,最后在铬电镀槽中进行电镀,最终进行抛光和清洗等后处理工艺。
2. 镍铬电镀工艺参数镍铬电镀的工艺参数包括电镀液成分、温度、PH值、电流密度和时间等。
电镀液的成分包括硫酸镍、硫酸铬、氯化镍、氯化铬等物质,其比例和配制方法对电镀效果起着至关重要的作用。
温度和PH值的控制能够影响电镀的均匀性和光泽度,而电流密度和时间则决定了电镀层的厚度和性能。
3. 镍铬电镀设备镍铬电镀设备包括电镀槽、电源设备、搅拌设备、过滤设备和控制系统等部分。
其中,电镀槽是最关键的设备,其结构和材质需要满足电镀工艺的要求,而电源设备需要稳定输出电流和电压以保证电镀的质量。
二、镍铬电镀性能1. 耐腐蚀性镍铬电镀层具有良好的耐腐蚀性,能够有效地防止金属表面被化学腐蚀和氧化。
这主要是因为镍铬电镀层具有致密的结构和惰性金属铬的存在,能够阻断氧气和水分的侵蚀,提高金属材料的使用寿命。
2. 耐磨性镍铬电镀层能够有效提高金属材料的耐磨性,使其在摩擦和磨损的环境下不易发生损坏。
镍铬电镀层具有较高的硬度和光滑度,能够减小金属之间的摩擦系数,延长设备和零部件的使用寿命。
3. 良好的外观镍铬电镀层具有良好的光泽度和表面平整度,能够提高金属材料的外观质量。
在工业产品和家居用品中,镍铬电镀常用于提升产品的外观档次,增加产品的销售价值。
4. 环保性镍铬电镀层在制备过程中所产生的废水、废气、废渣等污染物能够通过合理的处理方式进行处理和回收,减少对环境的影响。
同时,越来越多的工厂开始采用低镍、无镍等新型镍铬电镀工艺,以减少对环境的损害。
三、镍铬电镀应用领域1. 汽车工业在汽车工业中,镍铬电镀广泛应用于汽车零部件的表面处理,如车身件、保险杠、镜子框、排气管等。
镍铬电镀能够提高零部件的耐腐蚀性和耐磨性,延长其使用寿命,同时提高车辆的外观品质。
电镀铬的工艺规程
电镀铬的工艺规程电镀铬是一种将铬金属沉积到基材表面的工艺,具有优异的耐腐蚀性和美观性。
下面将详细介绍电镀铬的工艺规程。
一、前处理工艺1. 清洗:将基材进行清洗,去除表面的油脂、污垢和氧化物等杂质,以保证镀层的附着力和质量。
2. 酸洗:使用酸性溶液对基材进行酸洗处理,以去除表面的氧化物、锈蚀物和杂质。
3. 除垢:将基材浸入除垢液中进行除垢处理,去除表面的氧化层和色素等杂质。
二、镀层工艺1. 镀液配置:根据铬镀层的要求,配置合适的镀液,一般包括铬酸、硫酸和柠檬酸等成分。
2. 预处理:将经过前处理的基材浸入活化剂中,以提高镀液对基材的附着力和均匀性。
3. 镀层:将经过预处理的基材浸入铬镀液中,通过电解反应将铬金属沉积到基材表面,形成铬镀层。
三、后处理工艺1. 清洗:将镀好的工件进行清洗,去除表面的残留镀液和杂质。
2. 中和:使用中和剂将基材表面的酸性物质中和掉,以提高镀层的稳定性。
3. 抛光:利用机械设备对镀层进行抛光处理,以提高镀层的光亮度和光洁度。
4. 换液:根据需要,定期更换镀液,以保证镀层质量和工艺的稳定性。
四、质量控制1. 附着力测试:通过拉伸、刮擦等测试方法,检测镀层与基材的附着力。
2. 厚度测量:使用厚度测量仪对镀层的厚度进行测量,以确保厚度符合要求。
3. 目视检查:对镀层进行目视检查,检查表面是否有气泡、缺陷和污染等问题。
4. 耐腐蚀测试:将镀层置于腐蚀液中进行浸泡,检测镀层的耐腐蚀性能。
以上就是电镀铬的工艺规程,包括前处理、镀层和后处理三个主要环节,以及质量控制方面的内容。
通过严格按照规程操作,可以获得高质量的电镀铬镀层,并且提高镀层的耐腐蚀性和美观性。
电镀铬及表面处理
将试样弯曲至一定角度,观察镀层是否有裂纹或脱落现象。
热震法
将试样加热至一定温度后迅速冷却,观察镀层是否开裂或脱落。
04 常见缺陷分析及预防措施
针孔、麻点等缺陷产生原因及解决方法
产生原因 基体表面不洁净,存在油污、氧化物等杂质。 电解液成分不纯或浓度过高。
针孔、麻点等缺陷产生原因及解决方法
航空航天
航空航天领域对材料性能要求极高,电镀铬及表面处理技 术可用于提高航空航天器零部件的耐高温、耐氧化等性能 。
医疗器械
医疗器械对材料生物相容性、耐腐蚀性等方面有严格要求 ,电镀铬及表面处理技术可用于改善医疗器械的表面性能 和生物相容性。
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色泽均匀性
观察镀层颜色是否均匀一致,无明显的色差或色 斑。
镀层缺陷
检查有无气泡、针孔、起皮、脱落等缺陷。
厚度测量与均匀性评估
厚度测量
使用测厚仪在镀层不同位置进行 多点测量,计算平均厚度和厚度 偏差。
均匀性评估
通过比较不同位置的厚度数据, 评估镀层的均匀性。
结合力测试方法
划痕法
使用划痕试验机在镀层表面划出一定长度的划痕,观察镀层是否 起皮或脱落。
工艺流程简介
01
02
03
前处理
包括除油、除锈、活化等 步骤,以保证镀层与基体 的良好结合。
电镀
将经过前处理的工件浸入 镀液中,通以直流电,使 铬层在工件表面沉积。
后处理
包括清洗、烘干、钝化等 步骤,以提高镀层的耐腐 蚀性和装饰性。
镀液成分与性能
镀液主要成分
铬酐、硫酸、三价铬盐等。
镀液性能
稳定性、分散能力、覆盖能力、电流效率等。
电镀硬铬理论知识
电镀硬铬理论知识一、铬镀层的特性1、铬镀层的物理性能及化学性能铬镀层的颜色为略带浅蓝色的银白色。
铬镀层有良好的特性,例如,硬度高、耐热、耐酸、耐碱、耐硫化物、耐有机酸、顺磁、不变色;铬镀层的摩擦系数低,特别是干摩擦系数在所有金属中是最低的,因此,铬镀层具有很好的耐磨性;铬镀层与橡胶、胶木、塑料等非金属材料黏附力差。
因此,这类材料的模具采用电镀铬后容易脱模,且模具表面粗糙值越小,压制产品的亮度越高、越美观,模具使用寿命也可提高。
2、铬镀层的硬度和应力在正常镀铬工艺条件下,铬镀层硬度为HRC55~HRC65和HV750~HV1200。
电镀铬比由高温冶金法得到的金属铬硬度高得多,最硬的铬镀层可达到刚玉的硬度,比其他的现有电镀层硬度都高。
例如,它是铁、钴和镍硬度的2倍左右。
它的硬度比经过渗碳、渗氮、碳氮共渗、硬化处理的钢以及经过热处理的合金结构钢的硬度都高。
电镀时的氢、外来离子的性质、内应力增加是铬镀层具有高硬度的主要因素。
材料抵抗硬物压入表面的能力叫做硬度。
在测定镀层硬度时,常使用维氏硬度计,可根据镀层厚度只要5~200gf的小压荷使压痕深度达到镀层厚度的1/7~1/10,在镀层断面上测定硬度时,可以针对镀层厚度选择适当的压荷,测度方法相同,测出的硬度误差较小。
加厚铬镀层如果大于100μm时可采用洛氏硬度计,在非工作面上进行测定铬镀层硬度。
这种方法测定时可以直接看出铬镀层的硬度,使用较方便。
在电镀过程中,由于种种原因引起镀层晶体结构的变化,常会使镀层有伸长或缩短的趋势,但因镀层已被固定在基体上,促使镀层处于受力状态,这种作用于镀层单位面积的力称为内应力。
在镀铬过程中应力的产生,主要是电析应力。
铬镀层结合力很好,而在初期电析应力非常大,可以观察到2940Mpa以上的张应力,同时随着镀层的增厚并不会转变成压应力,但这些都不影响铬镀层的结合力。
所以铬镀层结合力差,主要是由于基体表面清洁工作没有做好,而电析应力不是导致结合力差的原因。
电镀工艺课件 镀铬
•1925年美国国家印刷局进一步试验成功了 电镀硬铬工艺。
•1933年Siemers等用乙酸作催化剂开发黑 铬镀液。
• 1950年美国United Chromium公司发表了 自动调节快速镀铬液(SRHS)。
•1960年出现微裂纹镀铬。
•最近三价铬电镀研究非常热。
§6.4.1 概述
一、性质、用途、分类 二、镀铬层的主要优点 三、镀铬工艺的主要特点 四、镀铬工艺存在的问题
四、镀铬工艺存在的问题
• 毒性 • 电流效率低,槽压高,电能消耗大 • 电流密度高,电源设备投资大 • 采用不溶性阳极,经常补充铬酐 • 阴极大量析氢,镀层金属易产生氢脆
§6.4.2 镀铬的阴极过程
标准镀铬电解液:P146
铬酐
铬酐:硫酸=100:1
硫酸
Cr3+
T
250g/L 2.5g/L 3~7g/L 45-55℃
• 镀铬溶液的主要成分是铬酸,电镀时,阴极 电流效率很低,一般为13-18%,同时阴极过 程比较复杂,往往有几种电化学反应同时进 行,镀铬溶液中还必须加少量的具有催化作 用的局外离子:SO42-、F-、SiF62-及Cr3+
与一般的单金属电镀不同,镀铬的电流效率特点是: ➢ 铬酸浓度提高,阴极电流效率下降 ➢ 镀液温度升高,阴极电流效率下降 ➢ 阴极电流密度增加,阴极电流效率升高
§6.4.4 普通镀铬
一、工艺特点 二、工艺规范 三、溶液配制 四、工艺维护
一、工艺特点
➢镀层光亮,抛光性能好 ➢电流效率8~13% ➢硬度600~900HV ➢对设备腐蚀性小 ➢与复合镀铬相比,深镀能力差,受铁杂质
影响小,易维护,应用广
二、工艺规范:P146
铬酐 硫酸 Cr3+ T
什么是镀铬-工艺,应用,优势
什么是镀铬-工艺,应用,优势什么是镀铬?镀铬工艺是一种通过电镀程序在基板(金属或合金)上镀铬薄层的方法。
简而言之,电镀是通过使电流在两个电极之间浸没而实现的,该两个电极浸入包含铬酸的电解液中。
电极之一将是要电镀的基底。
在两个电极之间的电流流动期间,铬原子沉积在要电镀的电极上的一层中。
铬是一种抗腐蚀的金属物质,而其他金属(如钢)则容易受到潮湿空气的腐蚀。
铬不能仅从铬酸(CrO3)和水中沉淀出来。
浴中必须存在一种或多种酸基,它们起催化剂的作用,以引起或帮助铬的阴极沉积。
所使用的铬酸的纯度通常没有规定或确定,但其性质仍然没有确定。
加工结束时,铬将覆盖金属表面。
满足以下要求的零件正确清洗后,镀铬并不难:•制备铬酸(CrO3)溶液(不要获得氢化的(H3CrO4)铬酸晶体)•镀液的温度控制(镀液)•制备铅阳极(过氧化物)•浴的搅拌方法(气泡)•电镀电流密度控制和持续时间(控制器)•通风(出于安全考虑)剩下的只是时间的需求–因此,不要让任务的表面复杂性使您望而却步,因为结果确实很值得。
镀铬过程的阶段:镀铬组件通常包括以下步骤:1. 脱脂以去除严重的污垢2. 手动清洁,清除所有残留的污垢和表面杂质3. 取决于基材的各种预处理4. 放入镀铬桶中,使其升温至溶液温度5. 在所需的时间内施加电镀电流以达到所需的厚度6. 该过程有很多变化,具体取决于被镀基材的类型。
不同的基板需要不同的蚀刻溶液,例如盐酸,氢氟酸和硫酸。
氯化铁也很普遍用于蚀刻含镍合金。
有时,组件在通电时会进入镀铬桶。
镀铬有两种主要类型:装饰镀铬。
这种类型使用一层镍和一层铬。
镍赋予物体表面光泽和抛光外观。
沉积镍层后,在其顶部添加铬层。
铬层有助于提高材料的耐腐蚀性,并提高耐刮擦性和耐磨性。
装饰性镀铬通常总厚度在0.001英寸以下。
镀硬铬。
这种类型通常用于工业环境,在这些环境中,美学吸引力不是主要问题。
硬铬镀层虽然可以改善所用材料的耐腐蚀性,但主要用于提高某些组件的耐磨性。
电镀硬铬理论知识
电镀硬铬理论知识一、铬镀层的特性1、铬镀层的物理性能及化学性能铬镀层的颜色为略带浅蓝色的银白色。
铬镀层有良好的特性,例如,硬度高、耐热、耐酸、耐碱、耐硫化物、耐有机酸、顺磁、不变色;铬镀层的摩擦系数低,特别是干摩擦系数在所有金属中是最低的,因此,铬镀层具有很好的耐磨性;铬镀层与橡胶、胶木、塑料等非金属材料黏附力差。
因此,这类材料的模具采用电镀铬后容易脱模,且模具表面粗糙值越小,压制产品的亮度越高、越美观,模具使用寿命也可提高。
2、铬镀层的硬度和应力在正常镀铬工艺条件下,铬镀层硬度为HRC55~HRC65 和HV750~HV1200。
电镀铬比由高温冶金法得到的金属铬硬度高得多,最硬的铬镀层可达到刚玉的硬度,比其他的现有电镀层硬度都高。
例如,它是铁、钴和镍硬度的2倍左右。
它的硬度比经过渗碳、渗氮、碳氮共渗、硬化处理的钢以及经过热处理的合金结构钢的硬度都高。
电镀时的氢、外来离子的性质、内应力增加是铬镀层具有高硬度的主要因素。
材料抵抗硬物压入表面的能力叫做硬度。
在测定镀层硬度时,常使用维氏硬度计,可根据镀层厚度只要5~200gf的小压荷使压痕深度达到镀层厚度的1/7~1/10,在镀层断面上测定硬度时,可以针对镀层厚度选择适当的压荷,测度方法相同,测出的硬度误差较小。
加厚铬镀层如果大于100μm时可采用洛氏硬度计,在非工作面上进行测定铬镀层硬度。
这种方法测定时可以直接看出铬镀层的硬度,使用较方便。
在电镀过程中,由于种种原因引起镀层晶体结构的变化,常会使镀层有伸长或缩短的趋势,但因镀层已被固定在基体上,促使镀层处于受力状态,这种作用于镀层单位面积的力称为内应力。
在镀铬过程中应力的产生,主要是电析应力。
铬镀层结合力很好,而在初期电析应力非常大,可以观察到2940Mpa 以上的张应力,同时随着镀层的增厚并不会转变成压应力,但这些都不影响铬镀层的结合力。
所以铬镀层结合力差,主要是由于基体表面清洁工作没有做好,而电析应力不是导致结合力差的原因。
电镀硬铬理论知识doc
电镀硬铬理论知识.doc 电镀硬铬是一种重要的电化学过程,它在许多工业领域中都有广泛的应用,例如汽车、航空航天、电子和珠宝等。
电镀硬铬的理论基础涉及到物理化学、电化学、材料科学等多个学科领域。
下面将简要介绍电镀硬铬的基本原理和相关理论知识。
一、电镀硬铬的原理电镀硬铬是指通过电解的方法在金属表面沉积一层硬铬镀层的过程。
其基本原理是利用电解池的原理,将铬离子在阴极上还原成金属铬,并沉积在基体金属表面形成硬铬镀层。
电镀硬铬所使用的电解质溶液通常是由铬酐和硫酸组成的。
铬酐是一种具有强氧化性的化合物,是电镀硬铬中的主要成分。
硫酸则用于提高溶液的导电性,并有助于铬离子在电解过程中更好地还原。
在电镀硬铬过程中,电源的正极与镀铬阳极相连,负极与待镀工件相连。
在通电的情况下,电流通过溶液,使铬离子在阴极上还原成金属铬,并沉积在待镀工件的表面形成硬铬镀层。
二、电镀硬铬的理论基础1.物理化学基础电镀硬铬过程中的物理化学变化主要包括离子的扩散、电极反应和产物的扩散等。
这些过程涉及到热力学和动力学的基本原理。
(1)热力学基础热力学主要研究系统能量的转化和利用,以及与之相关的系统性质的变化。
在电镀硬铬过程中,热力学第一定律和第二定律分别研究了电能转化为化学能以及化学能与其他形式能量的转化关系。
(2)动力学基础动力学主要研究反应速率以及影响反应速率的各种因素。
在电镀硬铬过程中,研究电极反应的动力学有助于了解反应速度以及如何提高反应速度的措施。
2.电化学基础(1)电极过程电极过程是指发生在电极表面的化学反应过程。
在电镀硬铬中,电极过程主要包括铬离子的还原过程。
此外,还包括氢离子在阴极上的还原过程以及金属铬的沉积过程等。
(2)电镀溶液的导电机理电镀溶液的导电机理涉及到电导、电迁移和迁移等概念。
溶液的导电能力与溶液的浓度、温度和压力等因素有关。
在电镀硬铬过程中,通过控制溶液的导电机理可以提高电流效率。
3.材料科学基础(1)材料的基本性能材料的基本性能包括力学性能、物理性能和化学性能等。
电镀铬工艺介绍
电镀工艺介绍镀铬工艺本文内容主要依据苏联技术博士米哈依尔奥列克桑托洛维其斯洛格1990年7月在东风汽车公司的讲学整理。
基本原理部分与通常的观点有异,仅供参考。
本文版权归东风汽车公司工艺研究所电镀试验室,其他单位和个人不得转载。
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,HV=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. 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+ ---> Cr2H+---> H2的还原作用)Cr6+ ---> Cr3+(H22.2 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%2- 10-12%SO4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。
第7章 电镀铬(完整版本)
(5) 黑铬 与其它黑色镀层(如黑镍镀层)相比,有较高 的硬度,耐磨损及耐热性能好,而且有极好的消光性能。 常用于光学仪器、航空仪表等零件的镀覆。此外,黑铬镀 层也可用于装饰。
图7-6 局外阴离子(催化剂)质量分数对电流效率的影响,250g/L CrO3
图7-7 在含有不同催化剂的镀铬液中铬酸浓度对电流效率的影响
2.5 镀铬溶液中三价铬
镀铬溶液中的Cr3+,不是在配制溶液时特意加入,而 是在铬电沉积过程 Cr6+离子在阴极上还原产生Cr3+ ,与此 同时, Cr3+在阴极上又将重新氧化成Cr6+ ,故三价铬在镀 液中的含量在一定条件下可达到平衡,平衡时浓度取决于 阴、阳极面积之比。
(5)镀铬液的分散能力及覆盖能力都极差。欲获得均匀的 铬层,必须采用人工措施,根据零件的几何形状而设计 不同的象形阳极、防护阴极及辅助阳极。
(6)镀铬的操作温度和阴极电流密度有一定的依赖关系, 改变二者的关系可获得不同性能的铬镀层。
第二节 镀铬溶液组成和操作条件
2.1 镀铬溶液的组成
镀铬溶液的组成很简单,通常仅有两种成分,即铬酐 及铬硫溶酸液(的也组可成以及是操F-作离条子件、列Si于F6表2-或7-其2。他表的中阴所离列于出)。的各普种通镀 镀铬溶液亦称“Sargent”镀铬溶液。镀液成分最简单,目前 应用最广泛。铬酸-氟化物-硫酸镀铬溶液亦称复合镀铬 溶液。其主要特点是电流效率略高,覆盖能力较好;主要 缺点是溶液中含有氟对铅槽、铅阳极及铅设备有一定的腐 蚀性。这类溶液在工业应用较多。四铬酸盐镀铬溶液在工 业应用较少。
电镀铬工艺流程
电镀铬工艺流程嘿,朋友们!今天咱就来讲讲电镀铬工艺流程。
你可别小瞧了这电镀铬,它就像是给金属穿上了一层闪亮的铠甲!咱先来说说这准备工作,就好比战士上战场前得把装备整理好。
要把需要电镀铬的工件清理得干干净净,不能有一点灰尘、油污啥的,不然这铬镀上去也不牢固呀!这就好像你要给一件宝贝穿上漂亮衣服,肯定得先把宝贝擦得亮晶晶的不是?然后呢,就是把工件放到电镀槽里啦。
这电镀槽就像是一个神奇的魔法池,能让工件发生奇妙的变化。
在这个过程中,电流就像是一个小魔法师,通过它的魔力,让铬离子乖乖地附着到工件上。
你说神奇不神奇?接着呀,就是让工件在电镀槽里好好地“泡个澡”,让铬镀层慢慢地长厚。
这可不能着急,得慢慢来,就像炖一锅美味的汤,得小火慢慢炖才有味道。
要是太着急了,这镀层可就不均匀啦,那可就不好看咯!等镀层长到合适的厚度了,就可以把工件捞出来啦。
这时候的工件呀,就像是穿上了一身银光闪闪的盔甲,可威风啦!但是别急,还没完呢,还得给它清洗干净,把上面残留的电镀液什么的都洗掉,不然会影响镀层的质量哦。
你想想,要是你穿上一件新衣服,上面还沾着脏东西,你心里能舒服吗?肯定不能呀!所以这清洗工作也很重要呢。
最后呢,就是检查啦。
得看看这镀层是不是均匀呀,有没有瑕疵呀。
这就像考试结束后老师检查试卷一样,得仔细认真,不能放过任何一个小错误。
电镀铬工艺流程虽然听起来有点复杂,但只要咱一步一步认真做,肯定能做出漂亮的镀层来。
它能让那些普通的金属变得闪闪发光,就像灰姑娘穿上了水晶鞋一样。
咱生活中好多东西都用到了电镀铬呢,比如那些亮晶晶的水龙头、汽车的零部件等等。
要是没有电镀铬,这些东西可就没那么好看、没那么耐用啦!所以说呀,电镀铬工艺流程可真是个神奇又重要的工艺呢!咱可不能小瞧了它哟!。
电镀铬工艺流程
电镀铬工艺流程电镀铬工艺流程电镀铬是一种将铬金属电镀在物体表面的工艺,可以提供物体优雅的外观和更强的耐腐蚀性。
下面将介绍一种常见的电镀铬工艺流程。
首先,准备工作。
工作区域应保持干净整洁,工具和材料应得到妥善保管。
检查设备和电镀槽是否正常,准备好所需的化学品、电镀液和酸碱溶液。
同时,要确保工作人员佩戴好防护设备,如手套、口罩和护目镜。
第二,对待电镀件。
将待电镀的物体进行清洗,可以使用溶剂去除油污和杂质。
然后,对表面进行喷砂,以增加粗糙度,提高附着力。
之后,使用酸性溶液或碱性溶液进行酸碱处理,去除氧化层和表面杂质。
最后,再次清洗物体,确保表面完全清洁。
第三,制备镀液。
根据电镀铬的要求,将所需的化学品和添加剂加入镀液中。
通常,镀液中包含硫酸铬、硫酸和其他添加剂。
这些添加剂可以调节温度、pH值和电流密度,以控制电镀过程。
第四,进行电镀。
将待电镀的物体悬挂在电镀槽中,确保适当的距离,并使物体与阳极连接。
调整电流密度和运行时间,根据要求进行电镀。
在电镀过程中,物体会逐渐转变为铬金属,形成一层均匀、光滑的镀层。
第五,检验和修整。
在电镀完成后,将物体取出并进行检验。
检查镀层的外观和质量,并使用化学分析仪器确定厚度和成分。
如果需要,可以对镀层进行修整,如削尖、打磨和抛光,以达到最终要求。
最后,完成包装和记录。
将电镀件进行包装,以防止划伤和损坏。
同时,制作电镀记录,包括电镀时间、温度、电流密度和化学品使用情况等信息,用于追溯和质量管理。
总结起来,电镀铬是一种复杂的工艺流程,需要严格按照要求进行操作和控制。
只有确保每个步骤的准确性和稳定性,才能获得理想的电镀效果。
这样,不仅可以提供物体优雅的外观,还可以提高其耐腐蚀性和使用寿命,满足各种行业的需求。
电镀铬工艺学
电镀铬工艺学1 电镀铬概述镀铬在电镀工业中占有极其重要的地位,并被列为三大镀种之一。
电镀铬属于单金属电镀,与其它单金属电镀相比,有许多共同之处。
但是,它又有一些其它单金属电镀所没有的特点,故镀铬是电镀单金属中较为特殊的镀层。
随着科学技术的进展及对环境保护的重视,在传统镀铬的基础上,相继进展了微裂纹与微孔铬、乳白铬、松孔镀铬、镀黑铬、低浓度镀铬、稀土镀铬、高效率镀硬铬及三价铬镀铬等新工艺,使镀铬层的应用范围进一步扩大。
1.镀铬层的性质铬(Cr)是一种略带蓝的银白色金属,相对原子质量51.994,密度 6.98/cm3~7.219/cm3,熔点1875℃~1920 ℃,标准电极电位φ0Cr3+/Cr=-0.74Vφ0Cr3+/Cr2+=-0.41Vφ0Cr2O72-/Cr2+ =1.33V铬是一种较活泼的金属,但由于它在空气中极易钝化,其表面形成一层极薄的钝化膜,从而显示了贵金属性质镀铬层具有很高的硬度,根据镀铬液成分及操作条件的不一致,其硬度可在很大范围(HV400~1200)内调整。
加热温度在500℃下列,对镀铬层的硬度没有明显影响。
铬镀层的摩擦系数低,特别是干摩擦系数在所有金属中是最低的,因此,铬镀层具有很好的耐磨性。
铬镀层在通常大气条件下能长久地保持其原有的光泽而不变色,只有当温度在400 ℃~500℃时,才开始在表面呈现氧化色。
铬镀层具有良好的化学稳固性,碱、硫化物、硝酸与大多数有机酸对其均不发生作用,但能溶于氢卤酸(如盐酸)与热的硫酸中。
在可见光范围内,铬的反射能力约为65%介于银(88%)与镍(55%)之间,因铬不易变色,使用时能长久地保持其反射能力而优于银与镍。
2 镀铬层的分类及应用镀铬可按其工艺及溶液不一致来分类,所得到的铬层可应用于不一致的场合。
(1) 防护装饰性镀铬利用铬镀层的钝化能力、良好的化学稳固性与反射能力,铬层与铜、镍及铜锡合金等构成防护装饰性体系,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,既保持产品表面的光亮与美观,又达到防护目的。
电镀铬工艺学
电镀铬电镀工艺学1 电镀铬概述镀铬在电镀工业中占有极其重要的地位,并被列为三大镀种之一。
电镀铬属于单金属电镀,与其它单金属电镀相比,有许多共同之处。
但是,它又有一些其它单金属电镀所没有的特点,故镀铬是电镀单金属中较为特殊的镀层。
随着科学技术的发展及对环境保护的重视,在传统镀铬的基础上,相继发展了微裂纹和微孔铬、乳白铬、松孔镀铬、镀黑铬、低浓度镀铬、稀土镀铬、高效率镀硬铬及三价铬镀铬等新工艺,使镀铬层的应用范围进一步扩大。
1.镀铬层的性质铬(Cr)是一种略带蓝的银白色金属,相对原子质量51.994,密度 6.98/cm3~7.219/cm3,熔点1875℃~1920 ℃,标准电极电位φ0Cr3+/Cr=-0.74Vφ0Cr3+/Cr2+=-0.41Vφ0Cr2O72-/Cr2+ =1.33V铬是一种较活泼的金属,但由于它在空气中极易钝化,其表面形成一层极薄的钝化膜,从而显示了贵金属性质镀铬层具有很高的硬度,根据镀铬液成分及操作条件的不同,其硬度可在很大范围(HV400~1200)内调整。
加热温度在500℃以下,对镀铬层的硬度没有明显影响。
铬镀层的摩擦系数低,特别是干摩擦系数在所有金属中是最低的,因此,铬镀层具有很好的耐磨性。
铬镀层在一般大气条件下能长久地保持其原有的光泽而不变色,只有当温度在400 ℃~500℃时,才开始在表面呈现氧化色。
铬镀层具有良好的化学稳定性,碱、硫化物、硝酸和大多数有机酸对其均不发生作用,但能溶于氢卤酸(如盐酸)和热的硫酸中。
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,因铬不易变色,使用时能长久地保持其反射能力而优于银和镍。
2 镀铬层的分类及应用镀铬可按其工艺及溶液不同来分类,所得到的铬层可应用于不同的场合。
(1) 防护装饰性镀铬利用铬镀层的钝化能力、良好的化学稳定性和反射能力,铬层与铜、镍及铜锡合金等组成防护装饰性体系,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,既保持产品表面的光亮和美观,又达到防护目的。
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电镀铬工艺学电镀铬电镀工艺学1 电镀铬概述镀铬在电镀工业中占有极其重要的地位,并被列为三大镀种之一。
电镀铬属于单金属电镀,与其它单金属电镀相比,有许多共同之处。
但是,它又有一些其它单金属电镀所没有的特点,故镀铬是电镀单金属中较为特殊的镀层。
随着科学技术的发展及对环境保护的重视,在传统镀铬的基础上,相继发展了微裂纹和微孔铬、乳白铬、松孔镀铬、镀黑铬、低浓度镀铬、稀土镀铬、高效率镀硬铬及三价铬镀铬等新工艺,使镀铬层的应用范围进一步扩大。
1.镀铬层的性质铬(Cr)是一种略带蓝的银白色金属,相对原子质量51.994,密度 6.98/cm3~7.219/cm3,熔点1875℃~1920 ℃,标准电极电位φ0Cr3+/Cr=-0.74Vφ0Cr3+/Cr2+=-0.41Vφ0Cr2O72-/Cr2+ =1.33V铬是一种较活泼的金属,但由于它在空气中极易钝化,其表面形成一层极薄的钝化膜,从而显示了贵金属性质镀铬层具有很高的硬度,根据镀铬液成分及操作条件的不同,其硬度可在很大范围(HV400~1200)内调整。
加热温度在500℃以下,对镀铬层的硬度没有明显影响。
铬镀层的摩擦系数低,特别是干摩擦系数在所有金属中是最低的,因此,铬镀层具有很好的耐磨性。
铬镀层在一般大气条件下能长久地保持其原有的光泽而不变色,只有当温度在400 ℃~500℃时,才开始在表面呈现氧化色。
铬镀层具有良好的化学稳定性,碱、硫化物、硝酸和大多数有机酸对其均不发生作用,但能溶于氢卤酸(如盐酸)和热的硫酸中。
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,因铬不易变色,使用时能长久地保持其反射能力而优于银和镍。
2 镀铬层的分类及应用镀铬可按其工艺及溶液不同来分类,所得到的铬层可应用于不同的场合。
(1) 防护装饰性镀铬利用铬镀层的钝化能力、良好的化学稳定性和反射能力,铬层与铜、镍及铜锡合金等组成防护装饰性体系,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,既保持产品表面的光亮和美观,又达到防护目的。
这类铬层的厚度一般为0.25µm~1µm(2) 镀硬铬(耐磨铬) 铬层具有高的硬度和低的摩擦系数,机械零部件镀硬铬后可以提高其抗磨损能力,延长使用寿命。
硬铬可用于切削及拉拔工具,各种材料的模具、轴承、轴、量规、齿轮等,还可用于修复磨损零件的尺寸。
这类铬层的厚度根据需要而变,从1 µ m到几个mm。
(3) 乳白铬镀层韧性好,孔隙率低、颜色乳白,光泽性差,硬度较硬铬镀层及光亮镀层都低,但其耐蚀性较高,主要用于各种量具上。
为了获得既耐磨又耐蚀的表面,目前常采取双层铬镀层,即在工件表面先镀乳白铬,然后再镀硬铬,这种配合综合了乳白铬镀层及硬铬镀层的优点。
(4) 松孔镀铬是在镀硬铬后进行松孔处理,使铬层的网状裂纹加深加宽。
这种镀层具有贮存润滑油的能力,可以提高零部件表面抗摩擦和磨损的性能,常用于承受较高压力的滑动摩擦,如内燃发动机汽缸筒内壁、活塞环等。
(5) 黑铬与其它上黑色镀层(如黑镍镀层)相比,有较高的硬度,耐磨损及耐热性能好,而且有极好的消光性能。
常用于光学仪器、航空仪表等零件的镀覆。
此外,黑铬镀层也可用于装饰。
根据镀铬溶液组成及性能不同,又可分为下列几类:1)普通镀铬液以硫酸根作催化剂的镀铬溶液。
铬酐和硫酸的比例一般控制在CrO3/H2SO4:100/1,铬酐浓度在150g/L~450g/L之间变化。
根据铬酐浓度的不同,可分成高浓度、中等浓度和低浓度镀铬液。
习惯上把CrO3 250g/L和H2SO4 2.5g /L的中等浓度镀液称之谓“标准镀铬液”。
低浓度镀液的电流效率较高,铬层的硬度也较高,但覆盖能力较差;高浓度镀液稳定,导电性好,电镀时槽电压较低,覆盖能力较稀溶液好,但电流效率较低;标准镀铬液的性能介于两者之间。
2)复合镀铬液以硫酸和氟硅酸作催化剂的镀铬溶液。
氟硅酸的作用与硫酸相似,起催化离子的作用。
氟硅酸的添加,使镀液在电流效率、覆盖能力和光亮范围等方面均比普通镀铬液有所改进,阴极电流效率可达20%以上。
然而,氟硅酸对阳极和阴极零件镀不上铬的部位及镀槽的铅衬均有较强的腐蚀性,必须采取一定的保护措施。
3)自动调节镀铬液以硫酸锶和氟硅酸钾为催化剂的镀铬液。
在温度和铬酐浓度一定的镀液中,硫酸锶和氟硅酸钾各自存在着沉淀溶解平衡,并分别有一溶度积常数Ksp。
当镀液中SO42-或SiF62-浓度过大时,其相应的离子浓度乘积大于溶度积常数,过量的SO42-或SiF62-便生成SrSO4或K2SiF6沉淀而析出;当镀液中SO42-或SiF62-浓度不足时,槽内的SrSO4或K2SiF6沉淀溶解,补充槽内的SO42-或SiF62-离子,直至相应的离子浓度积等于其溶度积时为止。
所以,当镀液温度和铬酐浓度固定时,镀液内的SO42-和SiF62-离子浓度可通过溶解沉淀平衡而自动调节,并不随电解过程的持持续而变化。
这类镀铬液具有电流效率高(27%),许用电流密度大(100A/dm2),沉积速度快(50µm/h),分散能力和覆盖能力好等优点,但镀液的腐蚀性强。
4)快速镀铬液这类镀铬液是在普通镀铬液的基础上添加硼酸和氧化镁配制而成。
它允许使用较大的电流密度,从而提高了沉积速度。
5) 四铬酸盐镀铬液这类镀液的铬酐浓度较高,除添加硫酸外,还加有氢氧化钠,以提高阴极极化作用;添加糖作还原剂,以稳定Cr3+;添加柠檬酸钠,以掩蔽铁离子。
这类镀液的主要优点是电流效率高(30%~37%)、沉积速度快、分散能力好等,但镀液只在室温下稳定,操作温度不宜超过24℃,采用高电流密度时需要冷却镀液;镀层的光亮性差,镀后需经抛光才能达到装饰铬的要求。
6) 低浓度铬酸镀铬是指镀液中的铬酐含量较目前使用的镀液的低。
这类镀液的电流效率及硬度,介于标准镀铬液和复合镀铬液之间,其覆盖能力和耐蚀性与高浓度镀铬不相上下。
主要优点是降低了铬酐用量,提高了铬酐的利用率,减少了环境污染。
问题是槽电压较高。
7) 三价铬镀铬以低价铬(Cr3+)化合物为基础。
不仅降低了镀铬废水处理的成本,减少了环境污染,而且有较高的电流效率,较好的分散能力和覆盖能力。
但镀液对杂质较敏感,铬层颜色也不正,硬度也低。
3 镀铬过程的特点与其它单金属相比,镀铬液的成分虽然简单,但镀铬过程相当复杂,并具有许多特点。
(1) 在镀铬过程中,是由铬的含氧酸即铬酸来提供获得镀层所需的含铬离子(其它单金属电镀都是由其自身盐来提供金属离子),属强酸性镀液。
在铬酸镀液中,阴极过程相当复杂,阴极电流大部分都消耗在析出氢气及六价铬还原为三价铬两个副反应上,故镀铬过程阴极电流效率极低,一般ŋ=8%~18%。
(2) 在镀铬液中,必须添加一定量的局外阴离子,如SO42-、SiF62-、F-等和必需有一定量的Cr3+,离子才能实现金属铬的电沉积过程。
(3)镀铬需采用较高的阴极电流密度,又由于阴极及阳极之间存在大量的氢气及氧气,尽管铬酸的导电性较好,仍需要采用大于12V的电源,而其他镀种使用8V以下的电源即可。
(4)阳极不能用金属铬而是采用不溶性的铅或铅合金(Pb-Sb、Pb-Sn)。
镀液内由于沉积出铬及其它消耗,故铬的补充要依赖于添加铬酸来解决。
(5)镀铬液的分散能力及覆盖能力都极差。
欲获得均匀的铬层,必须采用人工措施,根据零件的几何形状而设计不同的象形阳极、防护阴极及辅助阳极。
(6)镀铬的操作温度和阴极电流密度有一定的依赖关系,改变二者的关系可获得不同性能的铬镀层。
镀铬过程还有三个特殊的现象:阴极电流效率随铬酸浓度的升高而下降,随温度升高而下降,随阴极电流密度的提高而增加。
这些现象与镀铬的机理有关。
4 镀铬的电极过程镀铬液中Cr6+的存在形式根据铬酐浓度的不同而异,浓度高时,以三铬酸(H2Cr3O10)和四铬(H2Cr4O13)的形式存在;低浓度时以氢铬酸盐(HCrO4-)的形式存在,一般情况下(CrO3150g/L~400g/L),则主要是以铬酸和重铬酸的形式存在:2CrO3+H2O→H2Cr2O7 (15-1)CrO3+H2O →H2Cr2O4 (15-2)铬酸在水溶液中分二步电离:H2CrO4 =HCrO4-+H+ K=4.1 (15-3)HCrO-=CrO42-+H+ K=10-6 (15-4)当镀液的pH值<1,Cr2O72-为主要存在形式。
当pH值为2~6时,Cr2O72-与HCrO4-之间存在着下列平衡:Cr2O72-+H2O =2HCrO4-=2H++2CrO42-(15-5)2 pH 6当pH值>6,CrO42-为主要形式,因此,镀铬时同时存在着CrO42-` HCrO4-` Cr2O72-` H+ ` Cr3+ `SO42-等离子,其Cr2O72-与HCrO4-的含量取决于镀液的pH值和铬酐浓度。
由式(15-5)可知,当pH值减小或铬酐浓度增加时,平衡向左移动,即CrO42-含量增加;反之,平衡向HCrO4-增加的方向移动。
但是,欲了解镀铬的电极过程,必须查明上述离子是怎样参与反应的。
在阐述镀铬的电极过程时,必须对下列问题作出合理解释。
(1)金属铬是从三价铬还是六价铬还原的;如果是从六价铬还原,那么究竟是哪一种离于?(2)六价铬如何在阴极上还原成金属铬?与此同时,阴极上又拌随着怎样的过程发生?(3)镀铬液中,少量的局外阴离子和三价铬在铬的沉积过程中究竟起什么作用?(4)为什么同其它镀单金属的规律相反,即电流效率随CrO3浓度的增加、温度升高及阴极电流密度的降低而降低。
镀铬的阴极过程尽管镀铬液较简单,但铬的沉积机理甚为复杂。
关于金属铬是三价铬还是六价铬还原的问题,根据文献已有定论。
Kasper 通过用放射性铬(Cr51)作示踪原子的实验断定并被证实:金属铬是从六价铬直接还原的。
后来,Coughlin给出CrO3和1/2Cr2O3的生成自由能分别为-506.14KJ和-529.46KJ,表明六价铬要比三价铬稍易还原。
至于六价铬的各种离子形式中,究竟是哪一种放电形成金属铬,仍有不同的假设,迄今尚难定论。
综合有关资料,目前比较一致的看法是基于F.Muller提出并由R.Weiner等人发展的阴极胶体膜理论。
首先根据镀铬时的阴极极化曲线分析各曲线段相应的电极反应。
用恒电势法测定的镀铬液(含硫酸或不含硫酸)阴极极化曲线示于图15-1。
当镀液中不含硫酸时(曲线1),阴极上仅析氢,不发生任何其它的还原反应。
当镀液中含有少量硫酸时(曲线2),阴极极化曲线有几个曲线段组成,在不同的曲线段进行着不同的反应。
图15-1 电流密度与阴极电势的关系H2有铬析出Cr+3 和H2大量氢气析出Cr3+Cr3+产生1一自250g/L CrO3镀铬液中获得;2--自250g/L CrO3和5g/L H2SO4的镀铬液中获得。