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标题: 关于镀黑Zn和镀黑cr的问题－请教 [打印本页]
作者: zhao_ariel    时间: 2007-11-24 08:52
标题: 关于镀黑Zn和镀黑cr的问题－请教
今有日本客户来我司，说日本有个技术，镀的锌和铬的颜色为黑色的，和发黑的效果差不多！我单位以前没有做过，不知道国内有没有这样的说话，两者之间的区别和优缺点各是什么，请指教！
作者: 大刀    时间: 2007-12-1 00:40
镀锌后着黑色；有镀黑铬的工艺。
作者: max311    时间: 2007-12-4 13:03
我这里有关于镀黑铬的一点介绍，希望对楼主有用。
- A9 d/ q" K; h$ o, i
, r; ^# h* f- J% E0 Q6 u' O+ N黑铬镀层具有许多优点，其化学稳定性好，可以经久保持其表面光泽的外观，装饰性好，耐磨，而且抗污染能力强，因而广泛用作防护装饰性镀层。但是与其它常用镀层相比，黑铬镀层是最难获得的，其工艺上存在许多难点，主要有：' m( E% f( |/ ?* d" x
　　① 镀液均镀和深镀能力差。- X# E+ z8 p% _5 |
　　② 阴极电流效率极低，一般在13%～16%，绝大部分电能都消耗在析出氢气等副反应上。
( M2 j3 J/ N1 F7 i, ~% {8 P) T$ v  M  }　　③ 获得合格镀层使用的电流密度大，槽电压高，能耗大，需要价格昂贵的电源。4 u& Q1 F# i. S8 _% k
　　④ 电解液具有极强的腐蚀性。
  T) s% f2 r  m5 E) e原理
6 f% Q* E* [! p+ B& H% N　　镀铬液的主要成分是铬酐，它的分子式是CrO3，铬酐中的铬是六价。铬酐易溶于水，溶液中的六价铬可以多种形式存在，如四铬酸(H2Cr4O13)、三铬酸(H2Cr3O10)、重铬酸 (H2Cr2O7)、铬酸(H2CrO4)和铬酸氢根(HCrO-4)等。
7 |7 U8 X: P+ o+ M; P+ \　　一般情况下，溶液中的Cr6+主要以铬酸和重铬酸两种形式存在，
+ K+ }3 S: L1 |3 W0 {2CrO3+H2OH2Cr2O7$ x& v$ A9 m6 s- I* B" V  ^
CrO3+H2OH2CrO4
4 @) q! L( {6 {4 O　　重铬酸和铬酸处于动平衡状态，3 t2 U3 e6 d- C" x2 _0 D
2H2CrO4=H2Cr2O7+H2O. Y  C# Y# W) K$ ?# `4 M4 z+ c
　　CrO3的浓度降低或pH值降低时，平衡向生成Cr2O2-7的方向移动；' C4 O. I( O- S) I- j9 H8 ^) H: K
　　CrO3的浓度增加或pH值上升时，平衡向生成CrO2-4的方向移动。; w: a) N3 Z6 ]* n4 n
　　镀黑铬时电极的反应如下：/ ~4 l! X! H  P, u6 d" \/ L
阳极反应
) n% n2 t3 E& `4OH-4e2H2O+O2↑　　　　①
2 ?( F  q/ D* J阴极反应! w% o$ R7 _  I+ P' v- E
2H++2eH2↑　　　　　　　　　　　②4 E4 r/ t! @' b) k7 J4 s  `& A
Cr2O2-7+8H++6eCr2O3+4H2O　　　　③
. S' Z6 X0 ?" r! w2 Z3 p/ m. m　　由于氢气的析出，阴极区内的pH值上升，则发生如下转化，
$ s9 s- d9 H( w& ICr2O2-7+H2O = 2CrO2-4+2H+　　　　④
' }! p+ h2 C! u4 X于是# e+ ~) G3 ~# z% B6 f1 M* C
CrO2-4+8H++6eCr+4H2O　　　　⑤
+ n! B' j- c% G& D# t+ y　　因此，黑铬镀层主要是由铬和铬的氧化物组成。镀黑铬过程中，阴极上发生②、③式反应时，由于氢的析出，阴极区pH值上升，三价铬会在阴极上生成碱式铬酸铬薄膜，它是带正电性的分散胶体，会将阴极表面慢慢地包封住，这层膜很紧密，只能让氢离子透过发生②式反应，也即镀黑铬反应将会慢慢终止。当在镀液中加入阴离子添加剂HCr-I后，它能与镀液中的三价铬络合形成复杂的阳离子，这种复杂的阳离子又能破坏阴极表面所形成的碱式铬酸铬膜，使CrO2-4离子能在阴极上放电而析出金属铬，发生⑤式反应，因而添加剂具有使铬镀层表面活化的作用。4 }5 F: g2 n4 G' g8 ?4 R; e
镀黑铬工艺组成及其影响因素的分析
& ?* T( F) K# r0 Q1 b) {3.1　镀液组成及工艺条件- c& f/ @; l1 u" L* b
　　通过大量的实验和小槽的多次试镀，我们决定在原槽液中大大增加硼酸含量，并加入阴离子添加剂HCr-I，镀液性能得到明显改善，阴极电流效率有所提高。1 Z/ U3 E9 V: i0 {* L
　　镀黑铬电解液新配方与工艺条件为：
( R" E4 \3 o# i* X; `　　铬酐　　　　　　　280～350 g/L+ D$ Y. J% |8 M
　　硼酸　　　　　　　10～25 g/L4 w( G, X2 d) i: j* P& m5 a( S
　　硝酸钠　　　　　　7～11 g/L
& D! n1 f( C5 Y4 S, T1 @( }# o　　添加剂　　　　　　HCr-I适量
$ d' z" R* G" ~4 |0 H5 _　　镀液温度　　　　　15～35 ℃9 \) P& W6 p6 O3 t! T2 k
3.2　镀液成分与工艺条件的影响* O, P0 x$ \' K4 x, A  J' g5 a
3.2.1　铬酐：铬酐是镀液中的主要成分。当铬酐含量偏低时，镀液的深镀能力较差；含量偏高时，虽然深镀能力改善了，但镀层硬度降低，抗磨性能下降，一般控制在280～350 g/L之间。
4 i  q3 Z: @7 l4 q4 x( v! H3.2.2　硼酸：硼酸的加入，能使镀层细致，提高镀液的覆盖能力。含量太低，镀层粗糙疏松；含量太高，会使镀层出现脆性、脱壳现象。
: J4 f! O/ f# t) s+ |3.2.3　硝酸钠：镀液中的硝酸钠是发黑剂，它的含量偏低时，镀层不黑，电解液的电导率低，槽电压高；含量偏高时，镀液的分散能力和覆盖能力较差。通常控制在7～11 g/L之间。
$ i" d' j& y  k3.2.4　添加剂：镀液中使用阴离子添加剂HCr-I可以提高镀液的分散能力和镀层的黑度，并具有使黑铬镀层表面活化的作用。
& y) r/ C- y7 l1 i8 c3.2.5　镀液温度：镀黑铬时，由于阴极电流效率很低，工作时的电流密度较高，槽液的温度极易上升。当温度超过35 ℃时，镀层就不黑了，因此在生产中要严格控制槽液的温度。
2 B- T0 z. B- H/ x1 _* C3 t; r3.3　杂质离子的影响及除去方法0 m# X' B1 U" n9 p
3.3.1　氯离子：镀液中氯离子含量过高时，会使镀层发花，覆盖能力降低，甚至会使镀层粗糙和发灰。因此生产中必须防止将氯离子带入镀黑铬槽液中。自来水中氯离子含量较高，因此不可用自来水配制镀黑铬槽液，应用蒸馏水或去离子水配制，而且镀黑铬前的清洗也必须用纯水。
! q, d' Y# D6 N) q　　氯离子可用适量的硝酸银来除去。3 _% e& S3 A5 N% Z, U+ X
3.3.2　硫酸根： 硫酸根是特别有害的杂质。当镀液中含有硫酸根时，镀层呈浅黄色。
/ t( S+ B5 P4 X8 S; |  ^- e6 j; ^　　硫酸根可用适量的碳酸钡来除去。
5 U& T% f5 b7 D: z7 D& J3.3.3　铜离子：当镀液中含有铜离子达1g/L以上时，镀层会出现褐色条纹，因此阳极的铜挂钩不可侵入镀液内。若有落入镀槽内的铜零件，应及时取出。
作者: ljdx2008    时间: 2007-12-4 15:44
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作者: 刘伟reed    时间: 2007-12-4 18:18
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作者: 品茶论剑    时间: 2017-9-30 01:15
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