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我这里有关于镀黑铬的一点介绍,希望对楼主有用。 . G5 Z5 M) Q% T a5 G! K u4 h1 q( \ - v: n* j- F) g1 S i( d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: / F9 U& G; [" ]0 v. I# c: M% I ① 镀液均镀和深镀能力差。 : i' X# {; K- B0 \0 i# D 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。4 |) o2 A" G* p6 U% s- Y; Y 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。 6 q4 G4 i f8 Q ④ 电解液具有极强的腐蚀性。/ ~# Y0 k) J8 w/ Z 原理 4 B# f/ M9 K, ?8 D 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。 % x# `2 j. e2 ^ 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, 4 ~/ D! Y% f8 i4 V$ c) X2CrO3+H2OH2Cr2O7' G+ E, U* m, `# g2 M CrO3+H2OH2CrO4# {' `) y u8 Z% y5 l 重铬酸和铬酸处于动平衡状态,: u- ^7 g/ I8 e0 H 2H2CrO4=H2Cr2O7+H2O* l7 B7 L$ @0 ] CrO3的浓度降低或pH值降低时,平衡向生成Cr2O2-7的方向移动;3 @* m; h% G5 w! q) U CrO3的浓度增加或pH值上升时,平衡向生成CrO2-4的方向移动。 / P( n- P0 K" F; D2 g" |* W 镀黑铬时电极的反应如下:0 r9 b, i3 H: l4 ~ 阳极反应+ F+ `& ]7 U- T7 `9 U6 d 4OH-4e2H2O+O2↑ ①+ u1 H" w/ j! _4 c! k 阴极反应 + `. v% P) P- v; t" {( c$ i2H++2eH2↑ ②, }3 R( P8 v9 H( w Cr2O2-7+8H++6eCr2O3+4H2O ③ 6 k7 ?8 r7 L' i, B 由于氢气的析出,阴极区内的pH值上升,则发生如下转化,- h3 c8 Z$ }& J1 ]; n Cr2O2-7+H2O = 2CrO2-4+2H+ ④$ ?' y( ^1 q2 b& ~: ]: |+ R 于是' d4 f; O) E u' S# d CrO2-4+8H++6eCr+4H2O ⑤ 0 {/ m7 b0 C$ p& y& ^' W0 f 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。' i5 S1 V* z% s" T& M8 s% w 镀黑铬工艺组成及其影响因素的分析 6 }+ [8 f0 B. }1 p3.1 镀液组成及工艺条件 3 p/ L% R2 e; b8 i% n3 v" r 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。/ G' T4 ?* S/ t! b: u 镀黑铬电解液新配方与工艺条件为:$ r: U( v& T- ^( y3 Y5 N! j 铬酐 280~350 g/L ' c) \+ Z& d& R2 v 硼酸 10~25 g/L' n4 M8 v) F `' [! _ 硝酸钠 7~11 g/L 5 a3 s# h9 P% u+ u5 h6 _, x 添加剂 HCr-I适量 * J! n7 T$ I7 c5 ?1 [ 镀液温度 15~35 ℃2 a8 t+ P& o$ E 3.2 镀液成分与工艺条件的影响" h' k, ~+ t8 O) \0 g4 x Q 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。 8 a+ M0 Q) n( X8 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。 9 `( ?* q- c! D/ m- f4 ]. s8 ]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。+ |* q5 T. y& O% m) z 3.2.4 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。1 ~. \# G, q c 3.2.5 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。 % p4 M3 m8 r# n3.3 杂质离子的影响及除去方法 7 Z$ U1 P5 C1 `! {; p3.3.1 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。3 Z; i, Z& `" ~ 氯离子可用适量的硝酸银来除去。7 K* b1 s c6 Q& A( K+ K: Y+ t 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。 $ d/ i( k4 g5 q( |5 _# Q" s2 ]* } 硫酸根可用适量的碳酸钡来除去。' s2 `3 Y$ N; A 3.3.3 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。 |
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