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镀铬液成分及工艺条件

放大字体  缩小字体发布日期:2012-08-16  浏览次数:6874
核心提示:铬酐的水溶液是铬酸,是铬镀层的惟一来源。实践证明,铬酐的浓度可以在很宽的范围内变动。例如,当温度在45~50℃,阴极电流密度l0A/dm2时,铬酐浓度在50~500g/L范围内变动,甚至高达800g/L时,均可获得光亮镀铬层。

426常用镀铬液的组成与工艺规范

 

常用镀铬液的组成及工艺规范列于表4—26。

1)铬酐

铬酐的水溶液是铬酸,是铬镀层的惟一来源。实践证明,铬酐的浓度可以在很宽的范围内变动。例如,当温度在45~50℃,阴极电流密度l0A/dm2时,铬酐浓度在50~500g/L范围内变动,甚至高达800g/L时,均可获得光亮镀铬层。但这并不表示铬酐浓度可以随意改变,一般生产中采用的铬酐浓度为l50~400g/L之间。铬酐的浓度对镀液的电导率起决定作用,图4—19所示为铬酐浓度与镀液电导率的关系。可知在每一个温度下都有一个相应于最高电导率的铬酐浓度;镀液温度升高,电导率最大值随铬酐浓度增加向稍高的方向移动。因此,单就电导率而言,宜采用铬酐浓度较高的镀铬液。

但采用高浓度铬酸电解液时,由于随工件带出损失严重,一方面造成材料的无谓消耗,同时还对环境造成一定的污染。而低浓度镀液对杂质金属离子比较敏感,覆盖能力较差。铬酐浓度过高或过低都将使获得光亮镀层的温度和电流密度的范围变窄。含铬酐浓度低的镀液电流效率高,多用于镀硬铬。较浓的镀液主要用于装饰118论坛,镀液的性能虽然与铬酐含量有关,最主要的取决于铬酐和硫酸的比值。

 


 

图4—19铬酐浓度与电导率之间关系

2)催化剂

除硫酸根外,氟化物、氟硅酸盐、氟硼酸盐以及这些阴离子的混合物常常作为镀铬的催化剂。当催化剂含量过低时,得不到镀层或得到的镀层很少,主要是棕色氧化物。若催化剂过量时,会造成覆盖能力差、电流效率下降,并可能导致局部或全部没有镀层。目前应用较广泛的催化剂为硫酸。

硫酸的含量取决于铬酐与硫酸的比值,一般控制在Cr03:So4=(80~100):1,最佳值为100:1。当So42-含量过高时,对胶体膜的溶解作用强,基体露出的面积大,真实电流密度小,阴极极化小,得到的镀层不均匀,有时发花,特别是凹处还可能露出基体金属。当生产上出现上述问题时,应根据化学分析的结果,在镀液中添加适量的碳酸钡,然后过

滤去除生成的硫酸钡沉淀即可。当So42-含量过低时,镀层发灰粗糙,光泽性差。因为So42-含量太低,阴极表面上只有很少部位的膜被溶解,即成膜的速度大于溶解的速度,铬的析出受阻或在局部地区放电长大,所以得到的镀层粗糙。此时向镀液中加入适量的硫酸即可。

用含氟的阴离子(F一、SiF62-、BF4-)为催化剂时,其浓度为铬酐含量的1.5%~4%,这类镀液的优点是:镀液的阴极电流效率高,镀层硬度大,使用的电流密度较低,不仅适用于挂镀,也适用于滚镀。

我国使用较多的是氟硅酸根离子,它兼有活化镀层表面的作用,在电流中断或二次镀铬时,仍能得到光亮镀层,也能用于滚镀铬。一般加入H2SiF4或Na2SiF6(或K2SiF6)作为SiF62-的主要来源。含siF2一离子的镀液,随温度升高,其工作范围较So42-离子的镀液宽。该镀液的缺点是对工件、阳极、镀槽的腐蚀性大,维护要求高,所以不可能完全代替含有So42-的镀液。目前不少厂家将So42-和siF62-混合使用,效果较好。

3)三价铬

镀铬液中Cr6+离子在阴极还原产生Cr3+,与此同时在阳极上重新被氧化,三价铬浓度很快达成平衡,平衡浓度取决于阴、阳极面积比。Cr3+离子是阴极形成胶体膜的主要成分,只有当镀液中含有一定量的Cr3+时,铬的沉积才能正常进行。因此,新配制的镀液必须采取适当的措施保证含有一定量的Cr3+。

①采用大面积阴极进行电解处理。

②添加还原剂将Cr6+还原为Cr3+,可以用作还原剂的有酒精、草酸、冰糖等,其中较为常用的是酒精(98%),用量为0.5mL/L。在加入酒精时,由于反应放热,应边搅拌边加入,否则会使铬酸溅出。加入酒精后,稍作电解,便可投入使用。

③添加一些老槽液。

普通镀铬液中Cr3+的含量大约在2~5g/L,也有资料报道是铬酸含量的1%~2%,三价铬的允许含量与镀液的类型、工艺以及镀液中杂质的含量有关。当Cr3+浓度偏低时,相当于So42-的含量偏高时出现的现象。阴极膜不连续,分散能力差,而且只有在较高的电流密度下才发生铬的沉积;当cr3+浓度偏高时,相当于So42-的含量不足,阴极膜增厚,不仅显著降低镀液的导电性,使槽电压升高,而且会缩小取得光亮镀铬的电流密度范围,严重时,只能产生粗糙、灰色的镀层。

当Cr3+的含量偏高时,也用小面积的阴极和大面积阳极,保持阳极电流密度为1~1.5A/dm2电解处理,处理时间视Cr3+的含量而定,从数小时到数昼夜。镀液温度为50~60℃时,效果较好。



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