电镀黑铬工艺2

电镀黑铬工艺

黑铬镀层是由铬和三氧化二铬的水合物组成，由于对光波的完全吸收而发黑。黑铬的耐蚀性优于普通铬，耐磨性同于常规铬层，已被广泛应用现代工业中。

电镀黑铬工艺

1、工艺过程

前处理→电镀中间镀层→清水洗→镀黑铬→清洗→干燥→抛光处理（视需要）→上油（锭子油）→检验→包装。

2、配方及工艺条件

本工艺配方较为简单，溶液稳定，易于维护和调整，镀液分散能力较好。

铬酸酐(CrO3)/ (g/L) 250～300

硝酸钠(NaNO3) / (g/L) 5～12

硼酸（H3BO3）/（g/L） 20～30

添加剂 (ml/L) 50ml

三价铬/（g/L） 3g

阴极电流密度 30～60 A/dm2

槽电压 10～15V

温度(最佳)/(℃) 15～30℃

时间/( min) 5～15

阴极板铅锡合金(Sn含量在5%～7%)或石墨、碳钢添加剂：氟硅酸2ml/l+硝酸银4g/l=25升

3、溶液配制

1) 将计算量的铬酸酐溶于适量的蒸馏水中，搅拌使铬酐全部溶解。

2) 升温至50～60℃，在不断的搅拌下，加入5～6g/L碳酸钡以除去铬酸溶液中SO42-，待溶液澄清后，滤去碳酸钡沉淀。

3)用蒸馏水分别溶解硝酸钠和硼酸，倒入槽内，加蒸馏水至规定体积，加添加剂充分搅拌均匀，电解处理后，试镀。

4、镀液各成分作用

1) 铬酸酐：镀液中的主要成分。含量太高：镀层硬度降低；含量过低（200g/l）：镀液变化较快，镀层易烧焦，覆盖能力差、耐磨性差。一般控制在250～300g/l之间。

2)硝酸钠：发黑剂。含量偏高：分散能力和覆盖能力恶化；含量偏低：镀层黑度差，颜色淡且发灰，有时会出现无黑色镀层，一般控制在8～10g/l。也可加入硝酸铬和硝酸作发黑剂。

3)添加剂：是一种催化剂，有助于活化阴极表面，兼顾去除氯离子作用，提高镀液的覆盖能力，只要在镀液内含有添加剂50ml/l，就能提高镀液的分散能力和镀层的黑度；含量过高，呈灰褐色、分散能力差，太高会引起镀层的脆性、脱壳，因此必需严格控制含量，也可加入氟化钾0.2～0.5g/l或氟化钠0.3～0.8g/l；含量过低分散能力也差。

4)硼酸：在黑铬镀液中起催化作用，有助于提高阴极极化，提高镀液的分散能力，能使镀层细致，保证镀层均匀光泽，有效减轻或消除镀层表面挂灰都有一定作用。含过高于40g/l时，易使镀层泛红，镀层出现脱壳、脆性现象；含量低于20g/l时，镀层粗糙疏松影响耐磨性。

5）三价铬：黑铬镀液若无三价铬存在，则镀层软，黑度不足且挂灰严重，一般控制在3～4g/l范围。

6）温度：温度低，镀层光亮范围宽，挂灰少，硬度高。但温度过低，镀层易产生脆性。温度过高，易产生挂灰，且镀层硬度、亮度均有下降。随温度升高，电流密度需相应提高。镀液温度一般控制在20～30℃之间，电流密度在45～60A/dm2时，是镀黑铬的最佳参数，这是黑铬的黑度美观，镀液的深度能力及均镀能力都好。当温度超过35℃时，镀层就不黑了，镀层表面上出现灰绿色的挂灰，深度能力下降。

7）电流密度：黑铬电镀时用的电流密度一般在45～60A/dm2之间，镀层才能达到均匀的黑色，镀液的深度能力和分散能力都比较好。当电流密度低于25A/dm2时，镀层呈灰黑色，甚至出现彩虹色。电流

密度高于75A/dm2时，镀层会烧焦，槽液温度上升极快。

8）沉积时间：对消光或光线指示零件来讲，在规定条件下沉积15～20min就可获得4～5um的黑铬镀层。沉积时间少于15min，镀件的深凹处或大件的平面中心处，镀层黑色欠深，整个镀件表面色泽不均，若沉积时间超过20min，镀层厚度增加更加缓慢。

5、镀液维护要点

1）黑铬镀液要用蒸馏水或去离子水配制。

2）注意平时不让硫酸根和氯离子带入黑铬溶液中。

3) 新配槽液应以大阴极、小阳极面积电解4～5小时产生三价铬后才可试镀,另一种方法是加入冰糖0.6g/l产生三价铬3g/l，还可提高镀层黑度。三价铬过高会降低镀液电流效率，一般调节阳极与阴极比可控制三价铬浓度。

4) 每升镀液累计通电500A·h消耗硝酸钠5g左右。氟硅酸每次添加宜在0.003-0.004g/l，或2ml/ka.h。

5) 添加剂控制低限值，每次添加宜在 1.5～2ml/L。过高导致脱皮，过低出现白点状。

6）黑铬镀液中可用碳钢或高密度的石墨电极作阳极。因黑铬镀液中没有硫酸，对阳极难以产生活化作用，而氟离子还会腐蚀阳极，因此通常镀铬用的铅或铅合金做阳极是不适用的，因为在这些阳极板的表面上会产生厚的阳极钝化泥而阻断电流。如果是用铅或铅合金做阳极，应经常清理阳极板上的阳极泥，保证阳极电流通畅。

7）注意平时不让硫酸根和氯离子带入黑铬溶液中。

8）槽液应有冷却降温设施，镀黑铬的温度不宜过高，最佳温度在20～30℃，如使用商品添加剂应按说明书温度操作；温度过高，镀层结晶疏松，黑度降低。

9）电流密度要与槽液温度相适应，尽可能开大些，有利于镀层均匀和结晶细致，也不能过大，以控制在镀层不烧焦为度。

10）使用过的挂具上的黑铬镀层，应放在盐酸溶液中退掉，然后浸在清水中待用。

11）要获得表面更光亮、硬度及耐磨性更好的黑铬镀层，可以在装饰铬层表面再镀黑铬。

12）镀液内不宜有硫酸根，必须用碳酸钡打掉(碳酸钡5～6g/L)，沉清，倒掉缸脚。

13）中途断电的镀件可以再次电镀而无需下挂退镀，镀层不会出现脱皮等不良现象。

14）由于黑铬镀层结晶疏松、表面多孔，因此，黑铬镀层应浸热油处理，使镀层更黑更耐用。

6、杂质对镀液的影局和去除

1) 氯离子的影响：含量大于30mg/l时，会使镀层发花镀液的分散能力降低，镀层出现严重挂灰，导致附着力差，且镀层发软，高低电流密度之间有明细分界线，低电流区镀层发黄（褐黄色）。含量超过120mg/l时，几乎得不到黑色镀层。氯离子可用高温70℃电解法去除。由于镀件清洗时经常降自来水中的氯离子带入镀液，生产时经常添加少量硝酸银（氯化银沉淀）是有好处的。

2)硫酸根的影响：含有硫酸根时，镀层呈灰白色或浅黄色，在低电区出现彩色镀层（彩膜）或局部出现发灰现象。可加碳酸钡来消除（镀液在50～60℃下处理较好）。镀液中有过量的碳酸钡存在是必要的，可提高镀层黑度。

3)铜离子和铁离子的影响：镀层出现褐色条纹。当铜离子在3g/L、Zn2+浓度超过4.5g/L、铁离子在3g/L时镀液的覆盖能力下降，镀层出现发灰或发紫现象，分散能力差，故零件掉入槽内要随时捞出。

7、常见故障

1）镀层脱落

a.阳极电流密度不当影响镀层结合力。电流密度过大，造成镀层容易脱落，所以必须注意控制阴极电流密度在工艺规定范围。

b.镀液中氟硅酸含量偏高也会使镀层容易脱落，可以通过电解处理使之降低并保持在工艺规定范围。

2）镀层耐磨性不良