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1、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
2、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
3、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、
4、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：
5、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
6、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。、（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
7、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
8、 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（200-230C，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
9、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
10、、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。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。
