应用化工技术毕业论文-标准镀铬的工艺规程.doc

标准镀铬的工艺规程【摘要】习惯上把Cr03250gL和H2S0425gL的中等浓度镀铬液称为“标准镀铬液”，又称为“万能镀铬液”，用于装饰及功能性多种镀铬。本课题研究的主要内容是研究标准镀铬的工艺规程，本文密切结合了电镀生产实践，深入浅出的阐明了有关概念和原理、电极反应、工艺流程及规范、镀液配制、镀液成分和工艺条件及杂质的影响、镀液维护、镀层性能检测、镀铬常见故障及消除方法等，为电镀初学者提供了很好的学习资料。【关键词】：标准镀铬液、镀铬、预处理、工艺流程及规范、镀液维护 目录引言4（一）镀铬过程的电极反应51.1纯铬酸溶液的电极反应51.2镀铬过程的阴极反应51.3镀铬的阳极和阳极反应7（二）镀铬溶液的配制72.1标准镀铬液成分、工艺条件及成分的作用72.2电镀溶液的配制72.3电镀溶液中三价铬的处理8（三）标准镀铬成分及工艺条件的的影响93.1温度和电流密度93.2铬酐密度93.3硫酸根浓度93.4三价铬10（四）标准镀铬的注意事项104.1提高镀层结合力104.2镀后除氢114.3镀液中杂质的影响及去除114.4铬雾的抑制12（五）标准镀铬的工艺流程及工艺规范：12（六）电镀溶液和阳极的维护136.1校正电镀溶液136.2硫酸过量的处理136.3补充镀液中的水136.4阳极的维护与使用14（七）镀铬常见故障产生原因及解决方法14（八）镀层性能测试15致谢19参考文献19引言铬是一种微带蓝色的银白色金属，相对原子质量52.01，密度6.987.21g/cm3，熔点为18751920，标准电极电位比较负，属于阳极型金属。金属铬在空气中极易钝化，表面形成一层极薄的钝化膜，从而显示出贵金属的性质。镀铬层具有很高的硬度，根据镀液成分和工艺条件不同，其硬度可在很大范围4001200HV内变化。镀铬层有较好的耐热性，在500以下加热，其光泽性、硬度均无明显变化，温度大于500开始氧化变色，大于700硬度开始降低。镀铬层的摩擦系数小，特别是干摩擦系数，在所有的金属中是最低的。所以镀铬层具有很好的耐磨性。铬镀层具有良好的化学稳定性，在碱、硫化物、硝酸和大多数有机酸中均不发生作用，但能溶于氢卤酸(如盐酸)和热的硫酸中。在可见光范围内，铬的反射能力约为65，介于银(88)和镍(55)之间，且因铬不变色，使用时能长久保持其反射能力而优于银和镍。由于镀铬层具有优良的性能，广泛用作防护一装饰性镀层体系的外表层和功能镀层，在电镀工业中一直占重要的地位。随着科学技术的发展和人们对环境保护的日趋重视，在传统镀铬的基础上相继发展了微裂纹和微孔铬、黑铬、松孔铬、低浓度镀铬、高效率镀硬铬、三价铬镀铬、稀土镀铬等新工艺，使镀铬层的应用范围进一步扩大。普通镀铬液是以硫酸根作为催化剂的镀铬溶液。镀液中仅含有铬酐和硫酸，成分简单，使用方便，是目前应用最为广泛的镀铬液。铬酐和硫酸的比例一般控制在Cr03：H2S04=100：1，铬酐的浓度在150450gL之间变化。习惯上把Cr03250gL和H2S0425gL的中等浓度镀铬液称为“标准镀铬液”，其电流效率较高、铬层的硬度也高，覆盖能力较高，稳定性高，导电性好，故又称为“万能镀铬液”，用于装饰及功能性多种镀铬。本课题研究的主要内容是研究标准镀铬的工艺规程，本文密切结合了电镀生产实践，深入浅出的阐明了有关概念和原理、电极反应、工艺流程及规范、镀液配制、镀液成分和工艺条件及杂质的影响、镀液维护、镀层性能检测、镀铬常见故障及消除方法等，为电镀初学者提供了很好的学习资料。标准镀铬的工艺规程（一）镀铬过程的电极反应1.1纯铬酸溶液的电极反应在纯铬酸溶液中进行电解时，阴极上没有金属铬析出，只看到阴极上放出氢气，阳极放出氧气。1.2镀铬过程的阴极反应由于氢气的析出，阴极区内的PH上升，发生如下的转化这里有几个问题需要进一步探讨：（1）当镀液没有硫酸根时，为什么重铬酸跟在阴极上还原成三价铬（膜）的反应一瞬间后就停止了，而只有氢气析出？（2）镀液中的硫酸根起什么作用？含有一定量的三价铬起什么作用？（3）为什么阴极上是铬酸根离子中的Cr+6还原成金属铬而不是重铬酸根离子中的Cr+6还原成金属铬？（4）在阴极上究竟是六价铬还原至金属铬的，还是六价铬先还原至三价铬再还原至金属铬的？对于上述问题下面分别阐明之：（1）重铬酸根在阴极上还原成三价铬的反应，其实是生成一层碱式铬酸。铬酸膜【】它是带正电性的分散胶体，将阴极表面包封住，这层膜很紧密，只有将氢离子能透过而发生下列反应，而Cr2O7-2却不能透过这层薄膜，所以当没有硫酸根时，重铬酸根在阴极上还原生成三价铬的薄膜后，一瞬间就停止了。（2）硫酸根和三价铬在电极上的作用当有硫酸根存在时，它与溶液中的三价铬生成复杂的硫酸铬阳离子，这种阳离子跑向阴极促使碱式铬酸铬的薄膜溶解，使CrO4-2离子能在阴极上放电而析出金属铬，当新配镀液中没有没有三价铬时，铬镀不上，这是因为没有适量三价铬时，SO4-2就不能生成硫酸铬阳离子，也就不能来溶解碱式铬酸膜的薄膜。当硫酸根含量太少时，情况又怎么样呢？硫酸根与三价铬生成硫酸铬阳离子使碱式铬酸铬薄膜溶解以后，在阴极表面并非就不能再生成了，而是在溶解后的一刹那有继续生成，当生成后，硫酸铬阳离子有继续将薄膜溶解。如此溶解于生成这两种过程应该看成是交叉进行的。在硫酸根不足时，成膜的机会大于膜被溶解的机会。因此，铬虽能在阴极上析出，但总是受到阻碍，析出较少，大部分是氢气析出，在日常生产中看到当硫酸根少时，阴极上泛泡较多，就是这个道理。当硫酸根含量较多时，情况又是怎样呢？这时生成硫酸铬阳离子的数量增多，导致溶解碱式铬酸铬薄膜的机会也增加，即膜的溶解机会大于生成膜的机会。在阳极上铬和氢气析出减少，而六价铬还原成三价铬的过程增多，使镀液中的三家铬含量增加，在日常生产中看到阴极上泛泡较少，就是硫酸含量高的现象。（3）阴极上是由铬酸根离子放电析出金属铬还是由重铬酸根离子放电析出金属铬的？上面已经提到当通电时：由于氢离子放电析出，阴极区内的PH值上升；则重铬酸根向铬酸根转化，使阴极区的六价铬全部是铬酸形式，因此铬酸根在阴极上放电析出金属铬。那么我们在日常生产过程中是否有方法来证明铬是由铬酸根离子放电析出，而不是重铬酸根离子放电析出的呢？在一般镀锌、镀铜、镀镍等溶液中，采用搅拌会减少阴极极化作用，增加阴极电流效率。但在镀铬溶液中，恰好相反，搅拌会使阴极极化作用增大，电流效率下降，因为搅拌补充了阴极区电解液的氢离子浓度（即PH很少上升），使Cr2O7-2向CrO4-2转化受到限制，CrO4-2浓度降低，以致使金属铬正常析出的条件受到破坏，使阴极极化作用提高，大量析出氢气，减少金属铬的析出。说明阴极上的铬是由CrO4-2离子放电而不是由CrO7-2放电。（4）阴极上六价铬还原成金属铬的还是三价铬还原成金属铬的，过去有人做过一个放射性同位素的实验，具体试验溶液的成分及工作范围如下：铬酸250g/L硫酸2.5g/L三价铬（需要时加入）12g/L温度50阴极电流密度30A/ dm2在试验中采用两种不同的方式加入三价铬，一种是应用电解还原法来产生三价铬，另一种是加入三价铬，为了防止三价铬在阳极上氧化，将阳极放在多孔管内，所用的示踪原子是放射性同位素铬，实验过程如下： 先在一种含有放射性铬酸而没有三价铬的溶液中镀铬将获得具有放射性的镀层作为标准。在上述溶液中，加入没有放射性的三价铬，所获得的镀层的放射性仍是一样，表明无放射性的三价铬参与阴极反应，不然的话，所得镀层的放射性会降低的。再在另一种含有电解还原三价铬而没有放射性的溶液中加入放射性的三价铬所得镀层经检验无放射性，这又表明三价铬未参与阴极反应。当加入放射性的六价铬以后所获得的镀层的放射性与标准的一样，这表明六价铬直接还原析出。在一种没有放射性的溶液中，加入具有大量放射性的三价铬，并移去阳极上多孔层以利于三价铬在阳极上氧化至六价铬，在这种镀液中所得的镀层，开始没有放射性，然后逐步增加直至镀层的放射性与标准的一样，这显然说明放射性的三价铬，经过一定时间的阳极氧化转化成放射性的六价铬而沉积下来。上述实验证明铬是直接从六价铬还原析出金属铬而不是从三价格还原得到的。1.3镀铬的阳极和阳极反应（1）阳极含锑68的铅锑合金阳极，在硫酸镀铬液中与纯铅相比有良好的耐磨性，在含氟硅酸根的镀铬液中，采用含锡7的铅锡合金阳极，目前普遍采用含有730锡的铅锡合金阳极，它即适用于硫酸镀铬液，也适用于氟硅酸镀铬液。据有关资料介绍，耐腐蚀性最佳的镀铬阳极是含0.5银2锡，其余是铅组成的合金阳极，由于银是贵重金属，使推广应用受到限制。（2）阳极反应在镀铬过程中，阳极表面析出大量氧气的反应式：除此之外，还存在着三价铬氧化成六价铬的反应：当镀铬液中三价铬含量过高，可采用阳极面积大阴极面积小的方法进行电解处理，使三价铬氧化成六价铬。在正常生产条件下，阳极面积：阴极面积=2：1或3：2时较为适当。（二）镀铬溶液的配制2.1标准镀铬液成分、工艺条件及成分的作用（1）镀液成分铬酐CrO3/(g/L)250硫酸H2SO4（g/L）2.5三价铬Cr3+/(g/L)37阳极材料Pb-Sb（2）镀液中各成分的作用铬酐铬酐的水溶液是铬酸，是镀铬液的唯一来源。硫酸根作为镀铬的催化剂。三价铬Cr3+是阴极形成胶体膜的主要成分，只有镀液中含有一定量的Cr3+时，铬的沉积才能正常完成。2.2电镀溶液的配制为了配制电镀溶液（电镀液），先将计算出的酸酐碎成小块，植入镀铬槽内。为了使酸酐便于溶解，往槽内加添温度达6080的温水。配制电镀液时，也可采用不含铁质的自来水。但在硬水地区，配制电镀液时，应采用冷凝水或蒸馏水。待铬酐溶解后，将溶液加以搅拌，并按电解密度求出电镀液内铬酐的含量为此，需将电镀液的试样冷却至 20，再用比重表测量相对密度。为了将相对密度的读数换算成电镀液内铬酐的含量（g/L），在车间条件下可参考表3-1计算，必要时经化验分析确定。计算出铬酐含量之后，再以细流方式将硫酸沿电镀液的全部表面加入，硫酸加入后，加以搅拌。注意：加硫酸时，应将铬酐内的硫酸含量按0.4估计在内。当电镀液内铬酐含量为250 g/L时，每1L此种电镀液内与铬酐一起加入的硫酸量可达1g。不应将计算出的硫酸一次全部加入，首先应加入计算量的4/5。溶液经充分搅拌后，进行分析，当计算出铬酐及硫酸真正含量之后，再根据化验分析结果加以计算，将不足量加入。表3-120电镀液中铬酐浓度和电镀液相对密度的对照表电镀液相对密度铬酐的浓度g/L电镀液相对密度铬酐的浓度g/L电镀液相对密度铬酐的浓度g/L1.011.021.031.041.051.061.071.081.091.101.111.121529435771851001141281431571711.131.141.151.161.171.181.191.201.211.221.231.241852002152292432572722863003163303451.251.261.271.281.291.301.311.321.331.341.353603753904054224384554684855005152.3电镀溶液中三价铬的处理为了使铬的沉积能正常的进行，电镀液内应含数量不多的Cr3+。一般约含24g/L，有人认为电镀液内必须含少量的Cr3+，为了在电镀液内积蓄一些三价铬，电镀液应通电处理，处理时将溶液加热至4560，阳极杆上悬挂少量平面铅板，阴极上悬挂数量较多的钢板。阴极板的总面积应是阳极板总面积的12倍，这样一来，在电镀液处理过程中，阴极电流密度就等于阳极电流密度的1/31/2。处理电镀液时，阴极电流密度控制在46A/dm2之间。阴极电流密度低时，阴极上所产生的过程，主要是氢离子放电和将六价铬还原成三价铬，因为在电镀液内能积聚一些三价铬。按68Ah/L计算，电镀液通电处理的时间为34h，然后在检验电镀液内三价铬的含量。电镀液内三价铬的含量，以Cr2O3计算时，一般不应超过铬酐含量的3%4%。（三）标准镀铬成分及工艺条件的的影响3.1温度和电流密度镀铬层的外观、硬度和耐磨性，基本上取决于电镀规范，也就是取决于电镀液的温度和电流密度。这两个因素总是相互关联的，不考虑另一个因素而变更其中一个因素，将引起不良结果。因此只有在电镀液的温度和电流密度适当的配合下，才能得到优良质量的镀铬层。有实验得知，就耐磨性而言，在电流密度为40A/dm2和温度为50时，获得的镀铬层耐磨性最高，当电流密度超过最高值时镀铬层的耐磨性反而下降，其原因是氢对镀铬层的影响而使镀铬层的脆性增高，相当于获得具有较高耐磨性镀铬层的电流密度范围急剧缩小。就硬度而言，随着温度和电流密度的变化，镀铬层的硬度也在剧烈变化，在温度低于55时，增高电流密度镀铬层硬度便会降低；而在温度高于55时，电流密度的增高，会使镀铬层的硬度增高；在温度为55时，镀铬层的硬度不随电流密度变化；当温度为50时，在任何电流密度下都能得到最高硬度。在此范围内，镀铬层所含非金属夹杂物（氧化铬）增多，这些非金属夹杂物本身即是硬磨料，因而增加了镀铬层的硬度。在此范围内镀铬层中易形成非金属夹杂物的原因，可能是低温和低电流密度，当提高温度和电流密度时，在镀铬层中非金属夹杂物形成的可能性即减少，因为在这种情况下，在阳极表面的氧化膜还未能达到较大厚度时，便很快分裂了，所以镀铬层中夹杂物较少。3.2铬酐密度随着铬酐密度的改变，电镀液的电导率、电流效率、扩散能力和工作范围都有很大的变化，电镀液的比电导率也随温度而变化。当温度为25时，电镀液最大的电导率相当于375g/L铬酐的密度，当在温度为45时，电镀液最大的电导率相当于铬酐浓度450g/L。当铬酐浓度增高时，电流效率就降低，例如在25和电流密度为10 A/dm2时，含有500g/L铬酐的电镀液中钢质阴极的电流效率较含有250g/L铬酐的电镀液中的电流效率低50。铬酐浓度低的电镀液，其扩散能力较浓度高的电镀液高。浓度低的电镀液其工作范围较窄，但电流效率高而且有极好的扩散能力。，可以应用大的电流密度，快速镀铬时必须采用这种低浓度的电镀液，但由于浓度低，其成分就很容易改变，因而要经常校正，从这种电镀液中得到的沉积物，又在边缘增长的倾向，它具有较高的硬度，而且比较容易脱落。最适用于修理工作的镀铬电镀液是中等浓度（250g/L的铬酐）的电镀液，它具有获得光亮沉积物的广泛工作范围。但电流效率低，扩散能力中等，电镀液稳定、沉积物硬、均匀、不脱落。适合于防护装饰性镀铬的电镀液是高浓度（350450g/L铬酐）的，电镀液具有良好的深镀能力，甚至使深凹和窄缝地方也能获得铬沉积物，电镀液非常稳定，沉积物硬度较小，但最均匀。低浓度的电镀液，其电阻最大，因而要求较高电压，如果使用6V发电机进行大表面电镀时常常造成困难。3.3硫酸根浓度硫酸在镀铬电镀液中有很大作用。如果镀铬液没有硫酸，那么金属铬就不可能沉积出来。在镀铬液中硫酸的绝对含量不是重要的，重要的是它对铬酐含量的相对数。硫酸根的含量增高，电流效率起先上升，然后剧烈下降。当（CrO3）：（SO42-）=(100200)：1时，电流效率较高，扩散能力较好，工作范围最大，当比值=50:1或更小时，扩散能力便大大恶化，但铬层光泽性较高，沉积稠密。此外获得光泽的沉积范围缩小了，电流效率亦降低了。当比值低于200:1时，将产生很恶劣的带暗带的镀铬层。3.4三价铬在正常工作的镀铬中，经常有三价铬离子参加工作，其浓度在310g/L之间，新配制的电镀液，为了加速三价铬离子的形成，必须以铅为阴极通电处理34h，阴极的面积为阳极面积的34倍。在通电处理镀槽的过程中，阴极上产生铬酸的还原，也就是六价铬还原成三价铬，并同时析出氧。三价铬对电流效率不起显著影响，但是随着三价铬含量的增加，获得光亮铬层的范围就缩小了。如果采用不含三价铬的电镀液镀铬时，将获得灰色而软的沉积物。如果三价铬含量增至17g/L，电镀液的导电率大大降低，这时正常镀槽中的6V电压则增至8.1V，如果阳极面积的比值选取不正确，在工作过程中镀槽中就会产生三价铬增多的现象，在此种情况下电镀液中保持某种平衡现象，即在阳极上三价铬氧化成六价铬的数量等于阴极上由铬酸还原形成的三价铬的数量。若三价铬超过15g/L，镀层无光且脆。阴极面积与阳极面积最有力的比值为1:2或2:3，在此种比值下，电镀液中三价铬的浓度不会产生剧烈变化。当零件内表面镀铬时阳极面积总是小于阴极面积，因而三价铬氧化成六价铬的过程较弱，这样不可避免的使镀槽中三价铬增多，如果零件进行内外表面镀铬，那么就必须保持有次序的交替，在这种情况下，电镀液中三价铬的浓度不会显著提高，因为在内表面镀铬时三价铬大量形成后，在外表面镀铬时三价铬在阳极上剧烈氧化。三价铬过多时，可以进行通电处理，其方法是在镀液温度为5055，阳极面积比阴极面积要大34倍，阳极的电流密度为12 A/dm2，通电处理若干时间。（四）标准镀铬的注意事项4.1提高镀层结合力由于镀铬电解液的分散能力和深度能力差，对某些形状复杂的零件会出现漏度现象。在镀硬铬时，也常因结合力不好而产生镀层起皮现象，在生产操作中，可采用以下几种措施：4.1.1冲击电流对一些形状复杂的零件，除了使用象形阳极、保护阴极和辅助阳极以外，还可以在零件入槽时，以比正常电流密度高数倍的电流对零件进行短时间冲击，使阴极极化增大，零件表面迅速沉积一层铬，然后再恢复到正常电流密度施镀。4.1.2阳极浸蚀(刻蚀) 对表面有较厚氧化膜的合金钢及高碳钢镀硬铬或在断电时间较长的镀铬层上继续镀铬时，通常先将零件作为阳极进行短时间的浸蚀处理，使氧化膜电化学溶解并形成微观粗糙的表面。 4.1.3阶梯式给电 含镍、铬的合金钢，其表面上有一层极薄而致密的氧化膜，镀硬铬时会影响镀层与基体的结合力，为此，首先将镀件在镀铬液中进行阳极浸蚀，而后将零件转为阴极，以比正常值小数倍的电流，一般电压控制在35V左右，使电极上仅进行析氢反应。由于初生态的氢原子具有很强的还原能力，能够把金属表面的氧化膜还原为金属，然后再在一定时间内(如2030min)采用阶梯式通电，逐渐升高电流直至正常工艺条件施镀。由此在被活化的金属表面上进行电镀，即可得到结合力良好的镀层。另外，在镀硬铬过程中，有时会遇到中途断电，此时镀铬层表面也会产生薄膜氧化层，若直接通电继续施镀，将会出现镀层起皮现象，克服方法可采用“阶梯式给电”，使表面得以活化，而后转入正常电镀。 4.1.4镀前预热对于大件镀硬铬，工件施镀前需进行预热处理，否则不仅会影响镀铬层的结合力，而且也影响镀液的温度，所以大件镀前要在镀液中预热数分钟，使基体与镀液温度相等时，在进行通电操作。镀液温度变化最好控制在正负2以内。4.2镀后除氢由于镀铬的电流效率低，在阴极上大量析出氢气，对于易析氢的钢铁部件，应在镀后用180200的温度除氢3h，以避免发生氢脆。4.3镀液中杂质的影响及去除4.3.1重金属离子在被镀零件置于镀槽中而尚未通电时，由于金属在铬酸溶液中部分溶解，其他金属的离子渐渐多起来，如铁、铜、镍等的离子。含有电镀液中的少量铁离子，能够对耐磨性铬沉积物的结构有某些良好影响，但是铬电镀液中铁离子的允许浓度是十分有限的。当槽中含铁离子浓度过高时，获得粗糙、粗大结晶、无光泽且脆性大的铬沉积物。铁在铬电镀液中的最高允许含量为：当铬酐浓度为150g/L时，不得超过1020g/L;当铬酐浓度为250g/L时，不得超过1520g/L；当三价铁离子的浓度相当于镀液中铬酐浓度的10时，则这种镀液不能使用，而必须换新。4.3.2氯离子：镀铬溶液中氯离子含量过高时，会使镀层发花，覆盖能力降低，铬层光亮差。氯离子带入镀铬液中，一般是自来水含氯根较高，特别是海水倒灌时引起的。镀铬液中去除氯离子，大部分采用在加热（温度60以上）的情况下电解，使氯离子在阴极上氧化成氯气逸出。还有一种可能是在电解时生成氧氯化铬与氢气一起逸出。如果镀铬液中带入较多的氯离子时，也可加入碳酸银，使生成氯化银沉淀的方法去除氯离子：加入的碳酸根也能与铬酸反应，生成铬酸银沉淀：为了使加入的银离子与氯离子反应，处理时应激烈搅拌。4.3.3硝酸银：硝酸银是特别有害的杂质，少量的硝酸根就能使镀层出现灰黑色，当硝酸根含量达1g/L时，铬镀不出来。除去硝酸根或亚硝酸根的方法是，首先在镀铬液中加入碳酸钡去硫酸根，然后将镀液加温到70左右，用30 A/dm2 40A/dm2电解处理来除去。硝酸根在阴极上还原成氨。4.4铬雾的抑制 镀铬过程中，由于使用不溶性阳极，阴极电流效率又很低，致使大量氢气和氧气析出，当气体逸出液面时，带有大量的铬酸，形成铬雾造成严重的污染。目前主要通过浮体法和泡沫抑制剂法铬雾。（五）标准镀铬的工艺流程及工艺规范：1 抛光抛光是在抛光机上进行的。抛光轮采用较软材料（如棉布、麻布、丝绸等圆片）制成。镀铬用的抛光膏有以下两种：氧化铬73%（质量分数）硬脂酸23%（质量分数） 油酸4%（质量分数）氧化铬5份（质量）硬脂1份（质量） 蜡1份（质量）2 有机溶剂除油：180汽油3 晾干4 电解除油氢氧化钠/(g/L) 6080磷酸钠/（g/L）3050碳酸钠/(g/L) 2040温度/7090电流密度/(A/dm2)210时间/min5105 热水洗：6090。6 冷水洗（流动水）7 电解去膜（阳极电解）氢氧化钠/(g/L) 5060磷酸钠/（g/L）3050碳酸钠/(g/L) 3050温度/4060电流密度/(A/dm2)25时间/min0.51.58 热水洗：6090。9 冷水洗（流动水）。10 盐酸漂洗盐酸：水=1:1（体积比）11 冷水洗（流动水）12 预热：将装有零件的挂具浸入镀铬槽预热5min，温度60。13 电极反接：在镀铬槽，阳极电流密度20 A/dm2，时间0.5min。14 镀铬。溶液成分和工作规范如下：铬酐250g/L硫酸2.5g/L电流密度1020A/dm2温度50-60时间按零件需镀厚度计算（约每小时10微米）15 冷水洗（回收）16 热水洗，用热水洗净镀铬零件表面，温度为7080。17 干燥18 检验（六）电镀溶液和阳极的维护6.1校正电镀溶液为了使铬酐和硫酸的含量保持一定，应以定期加入铬酐和硫酸的方法来校正电镀溶液。根据电镀溶液的相对密度或分析的结果，决定在渡槽内添加铬酐的数量。校正电镀液内硫酸的次数要比校正电镀溶液内铬酐的次数少很多。一般每隔十天分析一次电镀溶液内三价铬、六价铬和硫酸的含量。根据分析结果，计算出电镀溶液内硫酸的缺少量。再按缺少量将硫酸加入。硫酸加入后，将电镀溶液仔细的加以搅拌，再使电镀溶液沉淀片刻。因此，往渡槽内添加硫酸时，宜在工作间断期间进行。6.2硫酸过量的处理当电镀溶液内硫酸含量过高时，应将高出规定的硫酸加以排除。一般采用往加热至5060的镀铬电镀液内添铬酸钡、氢氧化钼或碳酸钡的方法，使电镀液内的过量硫酸沉淀。碳酸钡加入的数量，按2g碳酸钡沉淀1g硫酸计算。碳酸钡加入后，将电镀液加以搅拌，然后使电镀液停放一昼夜，形成的硫酸钡即沉淀于槽低。6.3补充镀液中的水由于镀铬的电镀液温度较高，因而电镀液内水分蒸发较快。这一点根据镀槽液面很易看出。为了使电镀液体积保持恒定，渡槽每工作8h后，应将缺少的水加足，加水时，应首先使用铬酐回收槽内的清洗水。加水量应不超过距离槽上边缘100mm处。铬酐回收槽即其内盛有非流动水的单个槽（其内衬聚氯乙烯塑料），镀铬完毕的零件带挂具首先在此槽内浸洗，以便将零件及挂具在出槽时带出的大部分镀铬电镀液收集起来。6.4阳极的维护与使用（1）镀铬所用的阳极材料镀铬所用的阳极材料为纯铅或9293铅和78锑组成的合金。用铅-锑合金所制成的阳极，与纯铅所制的阳极相比较，前者表面上不易敷上不溶性的导电不良的铬酸铅膜。（2）阳极的清理电镀期间，阳极上所析出的氧与铅作用后，在阳极表面上形成一层黑褐色的不导电的过氧化铅膜。因而电镀过程中，阳极电阻不断增大。所以镀槽工作一段时间以后，就应将阳极清理一次。当镀槽连续工作和使用较高电流密度时，应在每班或电镀循环结束时将阳极清理一次。若镀铬时的阳极电流密度不高，则可每隔36昼夜将阳极清理一次。（3）清理阳极氧化膜的方法为去掉阳极上的氧化膜，一般都在1：1稀释的盐酸溶液或10苛性钠溶液内进行。在上述溶液内将氧化膜去掉后，用水冲洗阳极。残留在阳极表面上的氧化膜，用钢丝刷就很易于去掉。（4）阳极的形状阳极大多为平板形或圆柱形，但由于镀铬电镀液的分散能力不良，当镀形状起伏非常剧烈的零件时，阳极的形状应按零件（阴极）的形状来决定。（七）镀铬常见故障产生原因及解决方法故障原因产生原因解决方法深镀能力差1. H2SO4含量高2. 三价铬或铁等金属杂质含量高3. 镀液温度高1. 分析调整2. 处理Cr3+或用离子交换3. 调整镀液温度局部未镀上铬1. 镀前处理不良2. 挂具接触不良3. 镀件互相屏蔽1. 加强前处理或避免产品放置过长2. 改善挂具接触3. 改善镀件悬挂方法镀铬层发花或暗灰色1. 镀前处理不当2. 镀液温度低1. 加强前处理镀前活化2. 调整温度镀铬层呈彩虹色1. H2SO4少2. 镀液温度高3. 入槽电流小1. 分析调整2. 调整温度3. 增大入槽电流镀层硬度低呈灰暗色1. 温度和电流密度配合不当2. H2SO4少1. 调整至正常2. 分析调整镀层边缘发黑或暗色1. 电流密度太大2. 槽液温度低3. 前处理不良，入槽时电流过大1. 调整电流密度2. 提高温度3. 加强前处理，并采用适当的电流密度镀层呈暗色并有紫褐色斑点镀液中铁质过多用离子交换或调换部分镀液镀层沉积速度慢1. H2SO4含量过高或过低2. 镀件悬挂不当1. 分析镀液H2SO42. 改善悬挂方法镀层有明显裂纹1. 镀槽温度低2. H2SO4多3. 电流密度太大1. 提高密度2. 调整H2SO4比值3. 降低电流密度（八）镀层性能测试8.1 电镀层外观检验金属零件电镀层的外观检验是最基本最常用的检验方。外观不合格的镀件就无需进行其它项目的测试。检验时用目力观察按照外观可将镀件分为合格的有缺陷的和废品三类。外观不良包括有针孔麻点起瘤起皮起泡脱落阴阳面斑点烧焦暗影树枝状和海绵状江沉积层以及应当镀覆而没有镀覆的部位等缺陷。 8.2 结合力试验镀层结合力是指镀层与基体金属的结合强度即单位面积的镀层从基体金属上剥离所需要的力。镀层结合力不好多数原因是镀前外理不良所致。另外镀液成分与工艺规范不当或基体金属与镀层金属的热膨胀系数县殊均对镀层结合力有明显影响。评定镀层与基体金属结合力通常采用定性方法。车间定性测量法是以镀层金属和基体金属的物理-机械性能的不同为基础即当试样经受不均匀变形热应力和外力的直接作用后检查镀层是否有结合不良现象。具体方法可根据镀种和镀镀件选定(一)弯曲试验(二)锉刀试验(三)划痕试验(四)热震试验 8.3电镀层厚度的测量 电镀层厚度的测量方法有破坏检测法与非破坏检测法两大类。其中破坏检测法有点滴法液流法溶解法电量法和金相显微法等多种非破坏检测法有磁性法涡流法射线反向散射法和光切显微镜法等等。测量时除溶解法等是镀层的平均厚度外其余多数是镀层的局部厚度。因此测量时至少应在有代表性部位测量三个以上厚度计算其平均值作为测量厚度结果。8.4孔隙率的测定 镀层的孔隙是指镀层表面直至基体金属的细小孔道。孔隙大小影响镀层的防护能力。测定孔隙的方法有贴滤法涂膏法浸渍法等。1.贴滤纸法将浸有测试溶液的润湿纸贴于经预处理的被测试闰上滤纸上的试液渗入孔隙中与中间镀层或基体金属作用生成具有物征颜色的斑点在滤纸上显示。然后以滤纸上有色斑色的多少来评定镀层孔隙率。2.涂膏法将含有相应试液的膏状物涂覆于被测试样上通过泥膏中的试液渗入镀层孔隙与基体金属或中间镀层作用生成具有特征颜色的斑点要据此斑点来评定镀层的孔隙率。3.浸渍法将试样浸于相应试液中通过试液渗入镀层孔隙与基体金属或中间镀层作用在镀层表面产生有色斑点然后检查镀层表面有色斑点多少来评定镀层的孔隙率。本法适用于检验钢铁铜或铜合金和铝合金基体表面的阴极性镀层的孔隙率。8.5 镀层显微硬度的测定 硬度是镀层的重要机械性能之一。镀层的硬度决定于镀层金属的结晶组织。为了消除基体材对镀层的影响和镀层厚度对压痕尺寸了限制一般用显微硬度法。即采用显微硬度计上特制的金刚石压头在一定静负荷的作用下压入试样的镀层表面或剖面获得相应正方角锥体压痕。然后用硬度上测微目镜将压痕放大一定倍率测量其对压痕对角线长度。8.6镀层内应力的测试镀层内应力是指在没有外在载荷的情况下镀层内部所具有的一种平衡应力。用来测量镀层宏观应力的方法有幻灯投影法电阻应变仪法螺旋收缩仪法X射线衍射法等多种。 8.7 电镀层脆性测试镀层脆性是镀层物理性能中的一项重要指标。脆性的存在往往会导致镀层开裂结合力下降乃至直接影响镀件的使用价值。镀层脆性的测试一般通过试样在外力作用下使之变形直至镀层产生裂纹然后以镀层产生裂纹时的变形程度或挠度值大小作为评定镀层脆性的依据。测定镀层脆性的方法有杯突法静压挠曲法等。测定镀层韧性的方法有心轴变曲法等。 8.8氢脆性的测试金属材料在氢和应力联合作用下产生的早期脆断现象叫氢脆。测定氢脆的方法有延迟破坏试验缓慢弯曲试验等方法。延迟破坏试验此法适合于超高强度钢的氢脆试验是一种灵敏而可靠的试验方法。试验时将做成的三根缺口棒状试样放在持久强度试验机或蠕变试验机上在材料脆断的时间若三根平行试验的试样在规定的时间内均不脆断即为合格。缓慢弯曲试验此法对低脆性材料比较灵敏。测试时应注意试片在热处理后如果变形应静压校平镀前应消除应力镀扣要严格除氢试前应选足够数量的试样材料进行空白试验便于分析试验结果和选择合适的折断轴直径。挤压试验将需检验的垫圈在同一直径的螺杆上每一螺杆套1015个螺杆两端旋上螺母然后夹在虎钳上用扳手将螺母旋紧到垫圈开口处挤平。放置24小时然后松开用5倍放大镜检查受试垫圈产生裂纹和断裂的结果以脆断率表示脆断率=b/aX100(%), (a-受试垫圈总数,b-产生裂纹或断裂数) 8.9镀层焊接性能的测试镀层焊接性是表示焊锡在欲焊在欲焊金属表面流动的难易程度。评定镀层焊接性的方法有流布面积法润湿时间法和蒸汽考验法。流布面积法本法是将一定质量的焊料放在待测试样表面上滴上几滴松香异丙醇剂放在加热板上加热至250OC保持2分钟取下试样然后用面积仪检查计算焊料涂布面积。评定方法流布面积愈大镀层焊接愈好。润湿时间法本法是通过熔融焊料对规定试样全部润湿的时间来区别焊接性。测试时将10块一定规格的试样先浸以松香丙醇焊剂再浸入250 OC的熔融焊料中浸入时间根据10块不同编号的试样分别控制110S然后立即取出。冷