影响电镀铬的因素

绪论
镀铬层是一种高硬度、高耐磨性的镀层，又具有较好的耐热性及良好的化学稳定性。

由于镀铬层的良好性能，在工业上获得了广泛应用。

特别在航空制造业的军民机生产中，占有重要地位。

镀铬层属于单金属电镀。

与其他单金属镀层比较，镀铬过程比较复杂，而且我很多特点。

早镀铬过程中，是有铬酸来提供获得镀层金属所需的铬离子，镀铬所使用的阴极电流密度很高，电流效率低（13%左右），温度与电流密度要严格配合，可以通过改变二者的关系在同一镀液中获得光亮镀层。

镀铬不采用金属铬作为阳极，而是用纤锑合金不溶性阳极，镀铬点解液的分散能力极差。

以上这些，给电镀铬层的质量带来了比较多的影响。

一．影响镀铬层质量的因素
为了获得较为理想的镀层，合理的镀前处理是电镀极为重要的一个环节。

金属零件从原材料到加工成型，不可避免的要与各种油类介质接触。

生产实践证明，油脂清洗不干净是影响镀层质量的重要因素。

同是，金属基体在空气中会生成一层比较致密的氧化膜，只有去除金属基体上的氧化膜，使其表面达到活化状态，才能够进行正常的电镀。

因此，零件表面任何的微量污染，都会降低镀铬层在机体上的附着力。

同时，抛光机体表面也是镀铬前出来及重要的一个工序，它可以是镀铬层更加均匀光亮。

2.镀液各成分的影响
铬酐浓度时影响镀铬层的一个重要因素，其含量对溶液的导电性及电流效率有较大影响。

铬酐含量高，导电度增加。

铬酐浓度高则电流效率随之下降，镀层裂纹数量相对减少，意味着防腐蚀能力的提高。

硫酸的影响：硫酸在镀铬溶液中是一种不可缺少的成分。

如果没有酸根的存在，阴极上就不会有铬沉积出来。

但是，重要的并不是硫酸在镀铬液中的绝对喊啦，而是铬酐与硫酸的浓度比。

即：控制在CrO3/H2SO4=100：1
镀铬溶液中还应该严格控制三价铬的含量。

三价铬的不足，难以获得你满意的镀层，过多的三价铬会缩小光亮范围，降低溶液的导电性。

3.镀铬液杂质的影响
镀铬液中常见的杂质主要有金属阳离子杂志，主要有铁、铜、铅等等。

这些杂质以离子的形式存在于镀铬液中。

它们常常通过下列途径被引入镀液：镀件上没有被覆盖部位金属的溶解、零件掉入镀槽中未及时打捞而溶解、阳极材料的腐蚀、零件在阳极活化处理时溶解的金属离子等。

这些金属离子都会降低电解液的导电率，使镀液深镀能力下降，也会使获得光亮镀层的电流密度变窄。

当铁离子含量超过了15g/L的时候，镀液就不能在继续使用。

镀铬液中常见的阴离子杂质有：氯离子、硝酸根离子，它们通常由配制槽液的生产用水引入，以及镀件在镀前出来清洗不彻底而引入镀液中。

氯离子含量过高，将恶化镀液的分散能力，深镀能力，使镀层粗糙、发灰，甚至出现花斑。

还会使镀槽的铅衬里溶解和阳极溶解，增加镀液中的杂质。

同样，含量很低的硝酸根离子就能使镀铬层发灰、无光泽，破坏镀槽的铅衬里和阳极溶解。

4.槽液温度和电流密度的影响
镀铬时的工艺条件：温度和电流密度对光亮区范围电流效率、分散能力和镀层性能都有显著影响，并相互制约。

可以通过改变两者的关系而获得不同镀铬层外观以及不一样的性能。

如低温高电流为：镀铬层灰暗色、烧焦具有网状裂纹、高硬度、脆性大；高温低电流：镀铬层呈乳白色、镀铬层组织细密、孔斜率小、无裂纹、防护性能好，但硬度低、耐磨性差。

中温中电流为：两者配合较好，可以获得光亮铬层，这种铬层硬度较高，有细而密的网状裂纹。

5.电镀操作细节的影响
（1）零件预热：无论什么基体材料，特别是较大的零件，在镀铬前需要进行预热，使其温度接近或等于镀液温度。

镀铬时电镀的时间比较长，镀层较厚，硬铬镀层的内应力大而
且硬度高。

而基体金属和铬的膨胀系数差别太大，如不进行预热而直接电镀容易造成基体金属受热膨胀，而产生镀铬层脱皮的现象。

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（2）零件的装挂方法：镀铬液的分散能力差，为了获得俊宇的镀层，一方面需要抛光零件表面，使其表面电流分布更加均匀；另一方面，装挂时，挂具应该有足够的截面积。

且与导电部位接触良好。

对复杂零件必须采用辅助阳极，象形阳极和保护阴极。

采用合理的装挂方法，会达到事半功倍的操作效果。

在实际生产过程中，会大大提高零件的生产进度，节约成本。

（3）阳极活化、阴极活化及阶梯式施加电流方式：对表面有较厚氧化膜的镀硬铬零件或者电镀时中途断电的零件，将零件在阳极电流下进行短时间的阳极活化处理，使氧化膜在电流作用下化学溶解，表面变得微观粗糙，再将零件迅速转为阴极，以阶梯式电流操作，正常施镀便可获得结合力良好的镀层。

对于含镍、铬较高的合金及不锈钢电镀硬铬时，应采用比正常电流密度小很多倍的阴极小电流，进行阴极活化出来，然后，再逐步升高电流密度致正常值。

对于铸铁件镀硬铬，由于铸铁中含有大量的碳，氢在碳上析出的过电位比较低，因此，铸铁件镀铬时，氢离子将优先在表面上还原而大量析出氢气泡，影响了金属铬的电沉积。

因此，对于铸铁件镀硬铬，必须采用冲击电流。

使其表面驯熟生成一层金属铬，然后再回复到正常的电流密度下操作。

6.电源波形的影响
镀铬工艺需要理想的电流输出波形来提高工艺的可靠性和完整性。

输出波形平直及频率的提高，能够保证镀层的结晶细致、孔斜率小、结合力好，提高光亮度、平整度。

因此，镀铬工艺的电源，要求低纹波系数的整流电源，如直流发动机、三项全波整流电源。

7.零件表面残余应力的影响
零件表面残余应力对硬铬的结合力有较大的影响。

由于零件在机械加工过程中同时也会增加内应力。

镀铬前没有进行消除应力的热处理工艺（200-230℃，1-2小时），就容易造成度册剥落，这一点已经在生产实践中得到证明。

8.镀后处理及磨削加工的影响
许多零件在镀铬后还要进行磨削加工，以达到精度和使用要求。

磨削加工的不当面使局部发热，会导致铬层产生内应力而影响镀层的结合力。

除氢的目的是要降低镀铬层的脆性和基体金属在电镀时产生的氢脆。

除氢应该坐在电镀后尽可能短时间内，在油或者空气介质中进行。

二．常见故障的防止与解决办法
由于上述原因造成镀铬过程中的诸多产品缺陷以及质量隐患，如何防止和处理影响镀铬质量的因素，对常见故障的防止与解决，结合生产实际情况，列出以下一些主要方法：
1.光亮度差：升高镀液的温度、调整三价铬的含量；
2.边缘烧焦：降低电流密度、提高镀液温度、用碳酸钡去除过多的硫酸；
3.覆盖能力差：用碳酸钡沉淀过高的硫酸、小阳极大阴极通电处理、降低镀液温度；
4.表面有棕色斑点：补充硫酸、小阳极大阴极电解；
5.镀层有裂纹：减少镀层厚度、提高镀液温度；
6.镀层发花或者呈暗灰色：加强镀前处理、提高镀液温度、用碳酸钡去除沉淀；
7.结合力差：用钢丝刷刷除或用碱液阴极电解去除、正确计算导电截面积；
8.大面积零件中心无镀层：提高冲击电流、阶梯式送电、用碳酸钡处理槽液；
9.镀层表面粗糙，沉积速度慢：提高零件表面光洁度、降低阴极电流密度；
10.镀层黑暗无光泽，便面有麻点：大阳极小阴极处理槽液、分析补充硫酸、沉淀重金
属。

三．总结
镀铬层由于具有一系列的性能而得到了广泛的应用，随着机械制造业的发展，镀铬层的用量越来越大。

但是，传统的镀铬工艺使用的电解液都是由剧毒的铬酐配制。

大量的废水和废气对人与环境都构成了很大伤害，近年来，广大电镀工作者对镀铬工艺做了大量研究，其中出现了比如：低浓度铬酐镀铬、三阶铬盐镀铬、稀土镀铬、有机添加剂镀铬以及代铬镀层等等新工艺。

我们相信，随着科技的发展和研究的深入，更完善、更环保的新一代电镀铬工艺必将诞生。