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1、铝硅金材外层电解化铬技艺的优化正交试验因素水平表水平 CrO3 含量，g/LA 稀土含量，g/LB 硫酸含量， g/LC15010.328030.7316052.01.4 镀层性能测试利用 XT-16A 型光学显微镜测定镀层厚度。 采用日本产的 MVK-H3 硬度测试仪观察镀层表面和截面的组织形貌，并测定镀层的硬度。 采用热震试验对镀层的附着力进行检验，将试样放在 S2-8-10 箱式电阻炉进行加热到 300， 保温 20min，取出后迅速投入冷水中骤冷，反复 10 次，如果第 1 次加热骤冷就出现起泡、 起皮、自然剥落等现象记为 0 分，第 2 次加热骤冷后起泡起皮等记为 10 分，以此类推
2、，能 通过 10 次热震而不出现缺陷者记为 100 分。 镀液成分对镀层质量的影响以镀层外观、镀层厚度、硬度、与基体结合力作为考察指标， 正交试验方案与结果如所示。将正交试验的四个指标(镀层外观、与基体结合力、镀层厚度、 硬度)转换成它们的隶属度，隶属度 x 的计算方法如式(1)：x=m0-mamb-ma(1)式中： m0、ma、mb 分别为指标值、指标最小值和指标最大值。 由于每项指标的重要性不一样，根据实际要求，对每项指标分配权重，设满分为 100，其 中镀层外观的权重取 25，结合力权重取 25，镀层厚度取 30，硬度取 20，于是每号试验的 综合分数 Y 为：Y=x125+x225+x
3、330+x420(2)式中：x1、x2、x3、x4 分别为镀层外观隶属 度、结合力隶属度、镀层厚度隶属度和硬度隶属度。 正交表中获得的最优方案为 A2B2C2，即铬酐含量为 80g/L，稀土含量为 3g/L，H2SO4 浓 度为 0.7g/L;因素主次为 ABC，其中铬酐含量对镀层质量影响最大，H2SO4 浓度影响最 小。 电流密度对镀层质量的影响向正交试验法获得的优化配方(80g/L 铬酐，3g/L 稀土， 0.7g/LH2SO4)中加入 3g/LCr3+，在温度为 60，电镀时间 60min，电流密度分别为 20A/dm2、25A/dm2、30A/dm2、35A/dm2 的条件下正交试验方
4、案与结果试验号 CrO3 含量， g/LA 稀土含量，g/LB 硫酸含量，g/LC 镀层外观结合力膜厚度 m 硬度(HV)综合进行电镀， 获得的镀层的综合性能如示。 不同的电流密度对镀层质量的影响电流密度 A/dm2 镀层外观结合力厚度 m 硬度(HV)20 灰 暗不合格 4.670725 灰暗合格 5.072430 光亮合格 26.691435 烧焦不合格 10.3624 由可知，电 流密度为 30A/dm2 时镀层外观光亮，综合性能也较好。 镀液温度对镀层质量的影响含稀土添加剂的镀液在 30A/dm2 的电流密度下电镀 60min，镀 液温度分别为室温、30、40、50、60，结果如所示。
5、电镀温度对镀层质量的影响温度镀层 外观结合力厚度 m 硬度(HV)室温灰暗不合格 3.335630 灰暗合格 4.242240 光亮合格 28.4114850 光亮合格 26.3105260 光亮合格 21.5894 由可知，当电镀温度达 40 以上时，均可 获得高硬度光亮镀层，但从节约能源角度来看，40 可获得厚度、硬度和耐蚀性能较高的镀 层。 电镀时间对镀层质量的影响在 40 下，采用电流密度为 30A/dm2，不同时间沉积的镀层的性 能如所示。时间对镀层质量的影响时间 min 镀层外观结合力厚度 m 硬度(HV)30 灰暗合格 5.162260 光亮合格 16.572890 光亮合格 2
6、8.2942120 光亮合格 35.51056180 光亮合格 39.21082 从中可以看出，随着电镀时间的增加，铬层沉积的厚度越来越大，硬度也随之增 大。但从电镀效率考虑，电镀时间为 120min 也能满足镀硬铬层的要求。 镀层的显微形貌分析上述试验结果获得最佳的工艺为：80g/L 铬酐，3g/L 稀土 1，0.7g/LH2SO4，3g/LCr3+，在 40 温度下，电流密度为 30A/dm2，电镀时间 120min.采用 此工艺的镀层厚度大，硬度高，光泽性好，结合力合格，镀层表面和截面形貌如所示。(a) 表面(b)截面采用优化方案的镀层的微观形貌 400 可看出，采用优化方案获得的镀层表面平整光滑。无裂纹，晶粒细小而均匀。 结论(1)在铝硅合金上电镀铬层，为保证镀层具有良好的结合力，必须进行预镀镍处理。(2) 电镀铬优化的工艺配方为：80g/L 铬酐，3g/L 稀土氧化铈，0.7g/LH2SO4，3g/LCr3+，在 40 温度下，电流密度为 30A/dm2，电镀时间 120min 时，可获得致密光亮的高硬度镀层。 (3)传统镀铬工艺中加入微量的稀土氧化铈，可降低镀液中六价铬的含量。本配方不含氟化 物或氟化络合物，避免了低电流区的腐蚀，有推广价值。一览电镀英才网编辑部
