电镀六价铬讲议下面我将从电镀六价铬的工艺范围 ,开缸配槽顺序及注意事项 ,电镀槽及其辅 助配制,各组份作用及电镀机理 ,不良现象的原因分析,镀液维护管理,六大方面进 行讲解:一 六价铬的工艺参数 :CrO3 : 270—300 g/l 控制点: 290 g/lCS-2 : CrO3 重量的 1%.H2SO4:0.8-1.2g/l.Cr3+ :0.8-1.2 g/l. （这一项我司没控制）阳极采用铅锡合金.一定量的抑雾剂.温度:38-42OC.阴极电流密度 6-12A/dm2.阴阳极面积比:阴极:阳极=1:1.5-2.二 电镀槽及其辅助配制 :1> 不锈钢内衬 PVC（PVC 不能有破损现象）.2> 温控系统:温度自动控制仪,电笔,冷水系统.3> 带软起动的电源（波纹系数 7 以下）:4> 抽风系统.（侧抽和顶抽是防止生产环境恶化 ,化学镍漏镀以及焦铜漏镀的 保证）5> 打气管.三 开缸配槽顺序及注意事项 :1> 先用砂碳水将电镀槽清洗干净 ,若制作过程中有油污,可用洗衣粉清洗干净. 并用干抹布抹干.2> 往电镀槽中注入 70%体积的纯水.3> 打开抽风,开启打气的情况下,慢慢加入计算好的铬酐 ,继续打气,直到铬酐完全溶解.并将水补充至标准水位.4>加入铬酐重量1%的CS-2，并搅拌均匀.5> 加入计算量的 CP 级硫酸.并搅拦均匀.6> 用大阴极，小阳级电解(阴极电流密度约 3A/dm2)6-8 小时，调整温度即可试 镀.也可用添加无水乙醇来产生三价铬 . 无水乙醇的体积相当于镀液体积 的 0.11%.注意事项:操作时必须穿戴好防护用具 ，如:围裙，手套，胶鞋，防护面具等到.因铬酐具 有挥发性，酸性，强氧化性和腐蚀性.若粘上皮肤要水清洗干净.四 各组份作用及反应机理 :1>铬酐:是导电盐和主盐，在水常水溶液中以重铬酸(H2Cr2O7)形式存在.它可电 离成：H2Cr2O7------2H++ Cr2O72-具有导电作用，其中Cg-是电镀铬时的主 盐.电镀时其在SO42-催化作用化学反应方程式如下：Cr2O72-+8H++6e Cr2O3+4H2O <1>2H++2e H2 <2>Cr2O72-+H2O===2 CrO42-+2H+ <3>通电开始时，电压较低(小于申丿,这时阴极电流会随电压升高而升高，主要 发生以上＜1＞反应.即电解产生三价铬.因此配制新槽,或旧槽电镀液三价铬偏 低,要升高三介铬时,可采用此法提升三价铬,并最好开启打气.再随着电压升高,达到氢离子析出电位,则＜1＞和＜2＞反应同时进行.在 bcd 段落,会出现随着电压升高,电流下降的怪现象.这是什么原因呢?原来＜1＞和 ＜2＞的电化学反应都要消耗大量的H+.而电镀铬时是不打气搅拌的，在阴电极 界面上PH值会升高,形成一层碱式铬酸铬胶体膜(Cr(OH)3.Cr(OH)CrO4)覆盖 在阴极表面.电阻增加,故电流会下降.另当阴极表面附近 PH 值升高时,重铬 酸阴离子会发生如＜3＞可逆化学反应：阴极表面附近CrO42-迅速增加.当电位 达到铬离子析出电位申2时，即d点，电化学反应＜4＞也开始起进行，镀铬开始. 在 de 段：4 个反应同时进行,并随着电位负移,并随电流升高,镀铬速度加快.铬酸酐的浓度控制在270—300 g/1,理论上随着铬酸酐的浓度增加，镀液 的导电性会提高,镀液的覆盖能力也会提高,两阴极的电流效率会降低.但带 出消耗增加,增加电镀成本,污染加重,更不利于环保,且随着镀铬添加剂的开 发,它的浓度有下降盐趋势.2＞硫酸根(SO42-)的作用：覆盖在阴极表面的碱式胶体膜,在硫酸的催化作用下发生溶解： (HO)2==Cr—CrO4—Cr==(OH)2+2SO42—SO4==Cr--- CrO4---Cr== SO4 (可溶性)〜CrO42-以上反应只会在局部发生,并慢慢扩展,因此露出的通电面积小,真时的电 流密度大,＜4＞反应才得以顺利进行.在新生的铬镀层上同时以会有＜1＞反应, 产生三价铬膜,如此反复.铬层起来越厚.H2SO4的含量控制在0.8-1.2g/l.若H2SO4的含量偏高，镀层的光亮度和致 密性要好,但电流效率和覆盖能力变差,若H2SO4的含量偏低，镀层发花，粗糙和致密性要差，覆盖能力变好.3＞ 三价铬的影响:铬酸酐和硫酸根是电镀铬的必要条件,但一定量的三价铬存在有利于电镀出优良的铬镀层,提高镀铬的电流效率: 这一项我公司没有控制,建议控制在: Cr3+ :0.8-1.2 g/l. 三价铬低:沉积速度慢,镀层软,覆盖能力差: 三价铬高:镀层发暗,粗糙,光亮电流密度范围变小,电镀时易发白,调小电 流又易发黄.这就是我们平时说的又黄又烧.4＞稀土(CS-2)的作用： 它实际上是一种催化剂的作用,能降低极化曲线,提高镀液的覆盖能力.提 高电流效率,降低铬酐的浓度.减少带出消耗和污染.降低能耗.增加镀层的硬 度.镀铬的阴极极化示意图:1 为没加稀土;2 为加了稀土.加入稀土后,阴极的极化曲线形状没变化,但相应的峰电流和谷电流都降 低,图中峰电流对应的电位申1是Cr6+还原成Cr3 +的电位.峰电位下降，表明需使用的电流咸少，因而电流 效率升高;谷电流下降,意味着析铬的临界电流密度下降 ,相应提高电流效率 , 分散能力和覆盖能力.另:加入稀土后,也改变了碱式胶体膜的结果 ,导致膜的电阻增加 ,有利于放电离子CrO42-在阴极的富集和放电，增加了析氢的过电位,使析氢减少,提高了电流效率.加入稀土后,镀层结晶结构也会发生变化 ,结晶更细腻,光亮度,硬度都会提高.5> 阴极电流密度的影响:我司体系的六价光铬的阴极电流密度控制在6-12A/dm2.最佳值为8A/dm2, 除太高会烧铬,太低工件会发黄外,还会有以下影响.太高或太低产品的硬度,耐磨性,铬层的韧性,和镀层的结合力都会降低.但 电流效率和覆盖能力会随电流密度增加而升高.6> 温度的影响:我司体系的六价光铬的温度控制在38-42OC.最佳质为40OC.除太高镀铬覆 盖能力不好,太低镀铬易发白外,还会有以下影响.太高或太低产品的硬度 ,耐磨性,铬层的韧性 ,和镀层的结合力都会降低 . 但电流效率会随电流密度增加而升高.7> 空气搅抖:电镀铬时不需空气搅拌,搅拌时镀铬的覆盖能力差 ,甚至镀不上铬,这是因 为空气功搅拌不利于在阴极附近形成局部碱性条件,也就不利于胶体三价铬 膜的形成.空气搅拌只在加料时使用.8> 阳极: 电镀铬时不能用铬条作阳极,而必须用铅或其合金的不溶性物质作阳极 , 这是由镀铬有别于电镀铜,镍的特殊性决非定的.<1> 镀铬时若用铬作阳极,阳极的电流效率可高达 100%;而由于电极电位的原因,电镀铬时会伴随大量的析氢反应 ,电流效率只有 15%左右.这样会 造成电镀液中铬的浓度不断升高.<2> 铬有多个价态:(0,2+,3+,6+),电镀铬时,阴板是由多个反应后 ,六价铬转变 成铬.而阳极的铬单质既会转变成六价铬 ,也可转变成三价铬 ,且以三价 铬为主.这会造成三价铬不断升高,无法镀铬.<3> 若用铅或其合金作阳极 :则电镀生产时阴极产生的三价铬的速度和阳 极三价铬还原成六价铬的速度相差不多,可保持镀液中三价铬的稳定性. 因阳极还伴随水电解析氧的反应.反应方程式式如下:28+心+7电0~。
272-+1伸+2応0—42+4 H+9> 阴阳极面积比:电镀生产时阴阳极比率的控制对稳定镀液的三价铬含量非常重要 .一 般要求:阴极:阳极=1:1.5-2.若比例偏小,三价铬会降低;若比率偏大,三价铬 会升高.五 不良现象的分析 :1> 镀铬发白:生产时产生镀铬发白有许多原因:以下逐个分析:<1> 整流机的波纹系数不稳定,检测整流机的波纹系数是否在 8 以下.(这种 情况不易发生).<2> 检查镀槽的加热电笔是否有漏电现象 ,若漏电会干扰镀铬的电力线造成 镀铬发白.<3> 镀槽的 PVC 衬板是否有破损现象,若有会产生双极性电镀现象 ,镀铬时 也会有发白现象.<4> 电镀生产过程式中是否有断电 ,若断电会产生二次镀铬 ,也会有发白现 象.<5> 光镍光剂是否偏多,若光镍光剂多,则镍层的活性不好,电镀量也会发白.<6> 镀镍后到镀铬的时间不宜太久 ,否则镍层表面会被氧化成一层较厚的氧 化膜,镀铬易发白.<7> 电镀镍后要用 PH=3 左右的稀硫酸水溶液活化镍层表面的氧化层,否则 也易发白.<8>镍层经硫酸活化后，要用含铬酐10g/l的稀铬水钝化，可避免发白.<9> 镀液的温度是否偏低,否则电镀铬时也易发白. <10>生产环境:若生产环境差,有许多酸,碱雾,油烟也会产生发白现象.2> 镀铬发黄:<1> 使用的阴极电流密度是否太小,计算电流密度是否在 6-12A/dm2.<2> 挂具是否导电良好,电镀生产时,有些飞巴或挂具导电不良 ,而整流机显 示的电流则是 4臂的总电流.<3> 生产时是否有电流产生,整流机是否有问题.<4> 电镀铬时,使用的电流密度大,挂具是否导电良好,挂具的铜排是否导电 足够.检查挂具是否发热严重.<5> 挂具和工件的导电接触是否足够 ,否则塑胶电镀时,接触点会被击穿,造 成工件不通电,镀铬发黄.<6> 工件在挂具上是否固定良好 ,若工件固定不好 ,受打气和镀液浮力影响 而摇动,镀铬也会发黄.<7> 镀液的温度是否太高,检测温度.<8> 生产时是否开有打气.镀铬时不能开启打气.<9> 镀铬溶液是否正常:如铬酐是否太低和硫酸是否太高, 进行化学分析: 3> 产品既黄又烧:<1> 产品的结构是否过于复杂,整个产品电镀所需的电流密度分布过广.<2> 生产用挂具的设计是否合理,如产品排布过密.不利于镀铬走位.<3> 镀液的硫酸太高,铬缸的走位能力很差.<4> 镀液的三价铬太高. 怎样区别产生既黄又烧的原因是<3>还是<4>呢?若平时电镀使用的电流是500A/臂.现用500A电流电镀时,产品会发黄,再调高电流时,产品出现既黄又烧现象,则可断定:可能是镀液的硫酸含量太高:若用 500A 电流电镀时,产品会 发白,再用 400A 电流电镀时, 产品出现既黄又发白现象,则镀液的三价铬太 高.六 镀液的维护和管理 :1> 平时生产时只需将温度自动控制即可 ,若镀缸没有电镀,则温度会低于工艺 要求的38-420C.这时铬缸配备的电笔（石英，不锈钢，钛，铁氟笼材质都行）就会 自动加热:若在生产时,因镀铬的电流大,镀液温度会升高,则铬缸配备的钛管 冷水系统就会工作.确保镀液温度维持在工艺范围.2> 连续生产时 ,镀液每天分析和加料两次即可 :一般需添加的有 :铬酐,硫 酸,CS-2（铬酐重量的1%）以及少量的铬抑雾剂.3> 若阴阳极面积比率合理的话,镀液中三价铬含量变化不会太大 ,因此一周分 析两次即可.但目前我们使用的一些分析方法误差都较大 :如氧化滴定法,比 色法等.若三价铬太高,可用大阳极,小阴极,大电流密度扯低:若三价铬太低, 可用小阳极,大阴极,开启打气,小电流密度扯高.4> 平时生产时,不需循环过滤,打气,摇摆.5> 加料时必须在铬缸没生产时,因加料需开打气.6>每10天左右，最好用10U的棉芯过一次缸滤，除去阳极泥，掉落的工件等.并分 析加料才能生产.7> 清缸或不生产时,要将阳极“铬条”取出,并用钢丝刷将其表面的黄色氧化铅 除去,保证生产时阳极导电良好.8> 生产时要经常检查阳极导电是否良好 ,若生产时阳极附近有汽泡冒出 ,则表 明阳极导电,否则就是导电不良.9> 电镀镍后,工件要清洗干净,避免将镍杂质,光剂过多带入铬缸.10>及时打。