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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。' r# ~2 e2 f3 ?7 q/ L$ ] ; H* ~( ~4 |6 G+ X' _! ?: Z* F 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:, y( h+ d" c& a9 a; e% d ① 镀液均镀和深镀能力差。# j$ r7 L8 K7 p2 g0 x- u 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。 2 u1 m1 N% H( Y- Q# C* h( v 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。 * C1 C- [/ w& G" S5 c1 Y. { ④ 电解液具有极强的腐蚀性。+ \2 |9 @+ R8 |! e. b 原理 [7 d) N% g" R$ c2 n+ v9 M( L 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。' Q6 T- x' O1 B5 S 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, ; p1 `. ~' B2 e2CrO3+H2OH2Cr2O76 C3 L; y3 k2 S: ^" }. Q, M3 X, O CrO3+H2OH2CrO4* d+ B. _4 K* Y 重铬酸和铬酸处于动平衡状态,, Q& n7 k5 |1 w5 s 2H2CrO4=H2Cr2O7+H2O % i* D4 [" X' t6 R CrO3的浓度降低或pH值降低时,平衡向生成Cr2O2-7的方向移动;6 C0 `2 M0 J( t( | F# X# }' V CrO3的浓度增加或pH值上升时,平衡向生成CrO2-4的方向移动。 / g8 d, o) c9 N+ e, I 镀黑铬时电极的反应如下:/ @. p/ B Q( @2 {) i& k4 y8 Y 阳极反应" v- I; j' J" I8 h+ N" g 4OH-4e2H2O+O2↑ ①5 S" E6 O% o8 @; J# u- L 阴极反应 1 k4 ~% b0 A/ ^2 \/ N6 g- b2H++2eH2↑ ②; h4 R6 J: ~- T) F2 Q% z Cr2O2-7+8H++6eCr2O3+4H2O ③ - b6 W$ S" g ]: T1 ? 由于氢气的析出,阴极区内的pH值上升,则发生如下转化, $ u, M0 i4 {% l5 M' l3 h+ xCr2O2-7+H2O = 2CrO2-4+2H+ ④ : t$ |3 C' v# I R* C- @9 O- Y! ?于是* k% D& @- H- @/ e/ H CrO2-4+8H++6eCr+4H2O ⑤ f7 |& z1 _$ \, _5 N 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。+ A3 B+ y# G$ R6 N 镀黑铬工艺组成及其影响因素的分析 S* d" r* B) V7 w7 j {+ N3.1 镀液组成及工艺条件 7 C$ X7 q( S! } ` F6 M, {, v% F 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。 v: T( h+ E" |% Q/ q. x& E 镀黑铬电解液新配方与工艺条件为: 8 \4 N9 Q3 o% ]# h 铬酐 280~350 g/L ) E: n, E6 y* r7 I' z( I3 f 硼酸 10~25 g/L4 D, m# G! J4 w- w 硝酸钠 7~11 g/L . }1 v& X% Q! O/ ] 添加剂 HCr-I适量 ' e* G) H% y# i/ N' ] 镀液温度 15~35 ℃ - j" b, \* _% j2 L/ ^% B3.2 镀液成分与工艺条件的影响* B2 q z8 p- ~/ A7 F( d, i 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。( y/ R0 H6 p& g, H3 i1 p 3.2.2 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。" X O+ C) ]7 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。 : r& ]7 p8 c; L4 g' Z3.2.4 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。4 s& H) L# k8 K. a/ U 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。 5 O2 {0 i" \0 x D3.3 杂质离子的影响及除去方法 * O9 m5 x6 b) ~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。; [) m& n: ~3 r& G) b, F9 z 氯离子可用适量的硝酸银来除去。 2 W$ o. F3 R1 c' O- s3.3.2 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。 / V" j1 c( \7 C) p 硫酸根可用适量的碳酸钡来除去。/ f6 T) F( X4 B# p/ ^6 r5 }$ J 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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