镀铬知识简介及镀铬分类、镀铬层厚度、硬度控制方法(总
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镀铬知识简介及镀铬分类、镀铬层厚度、硬度控制方法
一 镀铬简介
镀铬属于发展较晚的工艺，早在1854年就有人从三价格槽液中镀得金属铬，1856年又发明从三价格槽液中镀铬的工艺，但是直到本世纪20年代，镀铬工艺才在国外得到广泛应用。镀铬工艺传到我国比较晚，有关镀铬知识的介绍和应用的记载大都是在30年代初期。我国对金属铬元素的介绍和命名直到19世纪60年代才开始进行。
二 镀铬的一般特性 （一）镀铬特点
1.镀铬用含氧酸做主盐，铬和氧亲和力强，电析困难，电流效率低； 2.铬为变价金属，又有含氧酸根，故阴极还原过程很复杂； 3.镀铬虽然极化值很大,但极化度很小,故镀液的分散能力和覆盖能力很差,往往要采用辅助阳极和保护阴极；
4.镀铬需用大电流密度，而电流效率很低，大量析出氢气，导致镀液欧姆电压降大，故镀铬的电压要比较高；
5.镀铬不能用铬阳极，通常采用纯铅、铅锡合金、铅锑合金等不溶性阳极。
（二）镀铬过程的特异现象 镀铬与其它金属电沉积相比，有如下特异现象：
（1）随主盐铬酐浓度升高而电流效率下降；
（2）随电流密度升高而电流效率提高；
（3）随镀液温度提高而电流效率降低；
（4）随镀液搅拌加强而电流效率降低，甚至不能镀铬。 上述特异现象均与镀铬阴极还原的特殊性有关。 三 镀铬层的种类和标记
（一）防护—装饰性镀铬 防护—装饰性镀铬，俗称装饰铬。它具有防腐蚀和外观装饰的双重作用。为达此目的在锌基或钢铁基体上必须先镀足够厚度的中间层，然后在光亮的中间镀层上镀以～μm的薄层铬。例如钢基上镀铜、镍层再镀铬、低锡青铜上镀铬、多层镍上镀铬、镍铁合金镀层上镀铬等等。 在现代电镀中，在多层镍上镀取微孔或微裂纹铬是降低镀层总厚度，又可获得高耐蚀性的防护—装饰体系，是电镀工艺发展的方向。 在黄铜上喷砂处理或在缎面镍上镀铬，可获得无光的缎面铬，是用作消光的防护—装饰镀铬。 装饰性镀铬是镀铬工艺中应用最多的。 装饰镀铬的特点是： （1）要求镀层光亮；
（2）镀液的覆盖能力要好，零件的主要表面上应覆盖上铬； （3）镀层厚度薄，通常在～μm之间，国内多用μm。为此装饰镀铬常用300～400g/L的高浓度，近些年来加入稀土等添加剂，浓度可降至150～200g/L，覆盖能力、电流效率明显提高，是研究开发和工业生产应用的发展方向。 防护—
装饰镀铬广泛用于汽车、自行车、日用五金制品、家用电器、仪器仪表、机械、船舶舱内的外露零件等。经抛光的铬层有很高的反射系数，可作反光镜。
（二）乳白铬镀层 在较高温度（65～75℃）和较低电流密度下（20±5A/dm2）获得的乳白色的无光泽的铬称为乳白铬。镀层韧性好，硬度较低，孔隙少，裂纹少，色泽柔和，消光性能好，常用于量具、分度盘、仪器面板等镀铬。 在乳白铬上加镀光亮耐磨铬，称为双层镀铬。在飞机、船舶零件以及炮内腔上得到广泛应用。 （三）松孔镀铬 通常在镀硬铬之后，用化学或电化学方法将铬层的粗裂纹进一步扩宽加深，以便吸藏更多的润滑油脂，提高其耐磨性，这就叫松孔铬。松孔镀铬层应用于受重压的滑动摩擦件及耐热、抗蚀、耐磨零件，如内燃机汽缸内腔、活塞环等。
（四）黑铬 在不含硫酸根而含有催化剂的镀铬中，可镀取纯黑色的铬层，以氧化铬为主成分，故耐蚀性和消光性能优良，应用于航空、光学仪器、太阳能吸收板及日用品之防护—装饰。 四 镀铬液的种类和特性 （一）普通镀铬溶液
这是应用量大、面广的一种镀液，基本组分是铬酐和硫酸，按铬酐浓度可分为低、中、高浓度三种。 低浓度通常系指铬酐含量为120g/L以下的镀液。具有减少污染、降低成本、电流效率比较高（18%～20%）、镀层光亮度好、光亮电流密度范围宽等优点。缺点是需槽电压较高，镀液覆盖能力较差，适合于零件形状较简单的场合。 中浓度通常系指铬酐含量为180～250g/L的镀液。铬酐250g/L，硫酸根2.5g/L的镀液称为标准镀铬液，多用于镀硬铬。在这类镀液中加入镀铬添加剂，特别是混合稀土金属盐添加剂，镀液性能则有很大改善：①可将铬酐浓度降低到150～180g/L以内，镀液的覆盖能力明显提高，超过高浓度液；②可降低析铬的临界电流密度值，可采用较低电流密度（如8～10A/dm2），而电流效率却能达到20%以上，槽电压低于10V，故有明显的节电效果；③可实现常温电镀，在15～50℃之间均可施镀，有利于节约能源，提高工效。综合经济和环境效益好。这是现代电镀铬工艺的发展方向。 高浓度系指铬酐浓度为300～400g/L的镀液。具有较高分散能力和覆盖能力，主要用于装饰性镀铬。这种镀液带出损失多、对环境污染较严重。电流效率低（8%～13%）。随着稀土等镀铬添加剂的开发和应用，这类镀液已逐渐缩减。 五 镀铬的优缺点
镀硬铬是比较好的一种增加表面硬度的方法，但是它的优缺点很多，所以好多情况下都没采用。 （一）镀铬的优点
优点一：表面光洁度好，
优点二：不会生锈，一点锈斑都不会有； 优点三：镀的过程中原零件变形小；
优点四；如果零件尺寸不到位，可以通过加几丝铬来达到尺寸（如12楼所说的修补，当然了，这是优点，也是个缺点，所以要镀铬的零件都要放余量了）； 优点五；表面比较美观等。 （二）镀铬的缺点
缺点一：价格高，不光镀的费用高，而且镀后还要再加工； 缺点二：不适合表面比较复杂的零件；
缺点三：厚度太薄，一般只有0。05-0。15mm左右； 缺点四：对零件表面的光洁度要求比较高等。 六 影响镀铬硬度的因素 1. 铬酐浓度和硬度的关系
在其它工艺条件相同的时候，铬酐浓度低时硬度高。但浓度低，镀液变化快，不稳定。 2. 硫酸含量和硬度的关系
在正常的镀铬工艺规范中。铬酐与硫酸的比值应该保持在100：1。在其它浓度不变时，提高硫酸含量，铬层的硬度也相应增高。但在二者比值为100：，再提高硫酸含量硬度值又会下降。 3. 电流密度和硬度的关系
在正常温度下，铬层硬度随着电流密度的增加而提高。当电流密度达到一定极限时硬度趋向稳定。 4. 镀铬液稳定和硬度的关系
在较高温度（65～75℃）下，由稀溶液镀出的铬层比由浓镀液镀出的铬层硬度高15～20％；在较低温度（35～45℃）下，由稀溶液镀出的铬层比由浓镀液镀出的铬层硬度没有多大差别。 5. 镀铬层厚度与硬度的关系
一般硬铬镀层硬度是随厚度提高而提高的，硬度的最高值在㎜左右。以后，即使在提高厚度，硬度也不会再增加。 6. 铬镀层随着受热温度的提高，硬度显著下降。
镀铬知识介绍
一 铬的性质
(1) 色泽 : 银白色，略带蓝色 (2) 原子量 : 52 (3) 比重 :
(4) 熔点 : 1800~1900℃ (5) 硬度 : 800~12OOHV (6) 线膨胀系数~×10^-6 (7) 电化当量:0.324g/AH (8) 标准电位 : 为
(9) 在潮湿大气中很安定，能长久保持颜色
(10)在碱、、硫化物、碳酸盐及有机酸和大多数气体中很稳定 (11)易溶于盐酸及热浓硫酸 (13)苛性钠溶液中铬阳极易溶解 (14)铬镀层耐热性佳
(15)铬镀层优点为硬度高、耐磨性好、光反射性强 (16)铬镀层缺点为太硬易脆、易脱落
(17)铬的电位比铁负,钢铁镀铬是属于阳极性保护镀层，而铬本身于大气中易形成极薄的钝态膜，所以耐腐蚀
(18)铬镀层具多孔性，所以对钢铁腐蚀性不很理想，所以一般先镀铜，再镀镍最后再镀一层铬才能达到防腐蚀及装饰的目的
(19)铬镀层广泛应用在提高零件的耐腐蚀性、耐磨性、尺寸修补、反射光，及装饰等用途. 二 铬电镀的种类 1.防腐装饰性镀铬 a)普通镀铬 b)复合镀铬 c)快速自动调节镀铬 d)微裂纹铬和微孔铬 2.镀硬铬 3.镀乳白铬 4.松孔镀铬 5.镀黑铬
6.滚桶镀铬 7.无裂铬电镀 三镀铬的特性
(1)须严格控制液温、电流密度、极距等操作条件 (2)均一性差，对复杂形状镀件需适当处理 (3)电流效率很低，须较大电流密度
(4)阳极采用不溶解性阳极，铬酸须通过铬酐补充 (5)电镀过程中不许中断
(6)形状不同镀件不宜同槽处理，须用不同的挂具 (7)镀件预热与液温一致，附着性才会好
(8)镀件要彻底活化，有时要带电入槽，附着性才良好
(9)需用冲击电流(大于正常50-100% ) 在开始电镀较复杂形状镀件，约2-3分钟而后慢慢降至正常电流密度范围内。 四 镀铬的影响因素
(l) CrO3浓度与导电性关系:在铬酐小于450g/l的情况下，铬酐浓度越高，导电性越好
(2) 温度与导电性的关系:温度高，导电性好
(3) CrO3浓度与电流效率的关系:铬酐浓度高，则电流效率下降
(4) 硫酸浓度的影响:浓度低时，低电流密度下电流效率高，反的电流效率低
(5) 三价铬的影响
1. 三价铬很少时，沉积速率减慢 2. 三价铬很高时，镀层变暗
3. 三价铬增加，则导电度降低，需较大电压 4. 三价铬愈多，光泽范围愈小 (6) 电流密度及温度的影响 1. 镀液温度升高，电流效率降低 2. 电流密度愈高，电流效率愈高
3. 高电流密度，低温则镀层灰暗，硬度高脆性大，结晶粗大 4. 高温而低电流密度，镀层硬度小，呈乳白色，延性好，无网状裂纹，结晶细致，适合装饰性的镀件
5. 中等温度及中等电流密度，镀层硬度高，有密集的网状裂纹，光亮硬质铬镀层。 (7)杂质的影响 1.
铁杂质，电解液不稳定，光泽镀层范围缩小，导电性变差,电压须增高，去除铁杂质比三价铬还困难，要尽量防止铁污染，不要超过10g/l
2. 铜、锌杂质，含量低时，对镀层影向不大，铜最好不要大于3g/l 3. ，是镀铬最有害的杂质，镀液须严禁带入污染 (8) 阳极及电流分布的影响
1. 阳极较大，电流分布较不均匀使镀层厚度不均勺 2. 阳极面积大，三价铬形成较多。
3.复杂镀件，阳极宜用象形电极或辅助电极，使电流分布均匀。 4.阳极的铅易氧化，形成黑色的氧化铅及黄色的铬酸铅。黄色的铬酸铅导电性不良
5.电流因尖端及边缘效应，造成镀层厚度不均，可采用绝缘物遮盖尖端或边缘。
