镀铬工艺

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(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，
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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0.25µ m~1µ m
镀铬工艺
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电镀铬及代铬镀层
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。
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。
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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。
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。
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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
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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
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镀铬的优点和缺点
优点： 1、表面光洁度好。 2、不会生锈，一点锈斑都不会有。 3、镀的过程中原零件变形小。 4、表面比较美观。 缺点： 1、价格高，不光镀的费用高，而且镀后还要再加工。 2、不适合表面比较复杂的零件。 3、厚度太薄，一般只有0.05-0.15mm左右。 4、对零件表面的光洁度要求比较高。
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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 熔 度 6.98／cm3~7.219／cm3， 点 1875℃~1920 ℃ ，
标准电极电位 φ0Cr3+/Cr=－0.74V
φ0Cr3wk.baidu.com/Cr2+=－0.41V
φ0Cr2O72-/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
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。
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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。
多层镍/铬体系工艺流程：除油—水洗—侵蚀—水洗—镀半光亮镍—洗— 光亮镍—水洗—镀铬—水洗—干燥
锌合金基体： 弱碱化学除油—水洗—浸稀氢氟酸—水洗—点解除油—水洗—伞镀氰 铜— 水洗—光亮镀铜—光亮镍—水洗—镀铬—水洗—干燥 铝及铝合金基体： 弱碱除油—水洗—点解除油—水洗—次浸锌—溶解浸锌层—水洗—二次 浸锌—水洗—伞镀氰铜—水洗—光亮镀铜—水洗—光亮镀镍—水洗—镀 铬— 水洗—干燥
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。
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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 (50µ m／ 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
覆盖能力差
局部无铬层
镀铬层同镀镍层一起剥皮 铜锡合金镀层上镀铬时出现 黑花
5.镀硬铬常见问题及纠正方法
故障现象 产生的原因 纠正方法
a)加强镀前处理 a)镀前处理不良 b)重新镀铬时，进行阳极处理或阴极 b)镀铬过程中途断电 小电流活化处理 c)零件进槽预热时间短 c)加长预热时间 d)溶液温度或阴极电流密度变化太大 d)严格控制溶液温度和阴极电流密度 e)硫酸含量过高 e)加碳酸钡处理 a)镀前浸蚀过度 a)重新全加工后再镀 b)进行阳极处理时，造成石墨裸露 b)重新全加工后再镀 c)阴极电流密度过低 c)提高阴极电流密度
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4.镀装饰铬常见问题及纠正方法
故障现象
光亮度不足
产生的原因
a)温度低或电流密度过高 b)硫酸根含量低 c)三价铬高 d)铁杂质含量高 a)温度高而电流密度低 b)硫酸含量高, c)三价铬不足 d)锌、铜、铁杂质多 a)孔眼未堵塞 b)装挂不当，产生气袋或导电不良 c)零件形状复杂，未使用辅助阳极 d)零件互助屏蔽 e)镀件表面有油污 f)挂具未绝缘 a)镀前处理不彻底 b)镀镍层内应力大 a)溶液温度低 b)镀铬前处理不彻底 c)通电过快或过慢 e)铜锡合金中含锡量过高
不变色，只有当温度在400 ℃～500℃时，才开始在表面呈现
氧化色。
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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。
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。
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(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
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。
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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
镀层剥落
铸铁件镀不上铬层， 仅有析氢反应
镀层粗糙，有铬瘤
a)阴极电流密度过大 b)阴、阳极间距离太近 c)零件形状外凸，没有使用保护阴极 d)硫酸根过高
a)降低阴极电流密度 b)放宽阴、阳极间距离 c)使用合适的保护阴极 d)加碳酸钡处理
镀层或底层金属上有明显裂 纹
钢在淬火时有应力
镀前将零件回火消除应力
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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
纠正方法
a)升温,检查电流是否在工艺范围 b)分析补充 c)大阳极,小阴极电解 d)用离子交换或隔膜电解 a)降低,检查电流是否在工艺范围 b)分析后用BaCO3,除去部分硫酸根; c)大阴极,小阳极电解 d)离子交换或隔膜电解处理 a)用塑料管堵塞 b)改用挂具 c)选择适当的辅助阳极 d)少挂零件 e)对镀件进行重新处理 f)改进挂具绝缘 a)加强镀前处理 b)调整镀镍溶液 a)升高温度 b)加强镀铬前处理 c)改进操作 e)调整铜锡合金 17
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。
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3.镀铬工艺流程
钢铁基体： 铜/镍/铬系工艺流程：除油—水洗—侵蚀—水洗—闪镀氰铜或伞镀镍—水 洗—酸铜—水洗—亮镍—水洗—镀铬—水洗干燥