镀铬工艺

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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。
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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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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。
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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。
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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0.25µm~1µm
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。
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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(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。
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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 不变色，只有当温度在400 ℃～500℃时，才开始在表面呈现 氧化色。
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
(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 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。
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 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。
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 18
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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
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
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
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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
度 6.98／cm3~7.219／cm3，
熔
点 1875℃~1920 ℃ ，
标准电极电位 φ0Cr3+/Cr=－0.74V φ0Cr3+/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
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
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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 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
产生的原因
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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 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。
a)加强镀前处理
b)重新镀铬时，进行阳极处理或阴极 小电流活化处理
c)加长预热时间 d)严格控制溶液温度和阴极电流密度 e)加碳酸钡处理
a)镀前浸蚀过度
a)重新全加工后再镀
b)阴极电流密度过低
c)提高阴极电流密度
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
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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 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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(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 µm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，
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
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5.镀硬铬常见问题及纠正方法
故障现象
镀层剥落
铸铁件镀不上铬层， 仅有析氢反应
产生的原因
纠正方法
a)镀前处理不良 b)镀铬过程中途断电 c)零件进槽预热时间短 d)溶液温度或阴极电流密度变化太大 e)硫酸含量过高