表面处理工艺及检验标准

1、目录表面处理工艺规程1表面磷化工艺规程1表面电镀工艺规程3表面发黑处理工艺规程12表面淬火处理工艺规程17金属表面处理检验规程19表面磷化处理检验规程19表面电镀检验规程20表面发黑处理检验规程23高频淬火检验规程24一、 表面处理工艺规程1、表面磷化工艺规程工序/工艺材料及配方工艺规范操作要求及标准质量及技术规范备注除油611高效脱脂剂。 配液浓度3-5%温度：50-70， 时间：10-201.工件表面无油污，能形成连续的水膜。 2.根据工件清洗的时间和质量进行补加脱脂剂温度越高效果越佳，水洗水温度：常温， 时间：1-2 ph值：7-8 1.水洗干净，无残留酸碱液。 2.要求水质流动，不能进

2、行补充及排放。每周至少更换一次。除锈盐酸，配液浓度hcl含量10-20%温度：30-40， 时间：10-20 浓度10-20%工件表面呈银灰色的金属基体，没有堆积的锈斑和氧化皮。酸液使用到铁的含量达到70可/升（此时工件容易二次生锈）则必须更换。水洗水温度：常温， 时间：1-2 ph值：6-71.水洗干净，无残留酸碱液。 2.要求水质流动，不能进行补充及排放。每周至少更换一次。中和纯碱 浓度4-5%温度：常温， 时间：1-2 ph值：9-111.中和后工件表面不带酸液。 2.槽液中沉淀较浑时应更换。一般每月更换一次。水洗水温度：常温， 时间：1-2 ph值：7-8 1.水洗干净，无残留酸碱液。

3、 2.要求水质流动，不能进行补充及排放。每周至少更换二次。表调表面调整剂温度：常温， 时间：1-2 ph值：8.5-9.51.使用过程中应及时补充所消耗表面调整剂. 2.溶液变成淡黄色且较浑浊，补加后仍达不到细化磷化膜的目的时，应重新更换。一般每月至少更换一次。磷化（652）磷化剂 配比：促进剂2kg/立方米， 磷化剂65-70kg/立方米温度：30-40， 时间：5-10 ， ph值：2.5-3.5， 总酸度22-28点， 离酸度0.8-1.5点 促进剂：6-12点1.磷化膜细致均匀，工件表面无严重挂灰、锈迹及未磷化的空白件。 2.及时补充原料。 3.每天清理槽中的沉淀物。水洗水温度：常温，

4、 时间：1-2 ph值：6-71.水洗干净，无残留酸碱液。 2.要求水质流动，不能进行补充及排放。每周至少更换二次。钝化钝化剂 配比:2-3立方米温度：70以上， 时间：1-2 ph值：2.5-4.5 1.槽液由棕色变为淡黄色且较浑浊，则需补充原料。 2.定期清理槽中沉淀物。定期更换，温度越高效果越好。22.表面镀铬工艺规程2.1镀铬浴的分类 2.1.1 铬酸硫酸浴(sargent浴)2.1.2 氟化物含有浴氟化物含有浴硅氟化物含有浴硼氟化物含有浴2.1.3铬酸钠浴2.1.4硫酸铬浴2.1.5黑色铬浴2.2 sargent浴(1)浴成分与组成sargent浴的成分为铬酸及触媒的硫酸,单独的铬酸

5、溶液无法镀铬,但加1种或2种以上的酸根为触媒在阴极帮助的还原析出时,即可电镀.触媒根可用硫酸盐和氟化物,硫酸盐有硫酸、硫酸铬等,指化物有氟酸、氟化铵、氟化钠、氟化钾、硅氟化钠、硅氟酸、硼氟酸之类的错氟化物.铬酸与硫酸的配合比在镀铬的析出条件中很重要,cro3:so4在50:1200:1之间,大致要保持100:1的比例,触媒根用1种以上时,要计算全量,此时,相当于以触媒效果与硫酸根相等的当量计算的值之总计.因而,sargent浴的标准浴组成为铬酸250g/、硫酸2.5g/,现在使用铬酸100g/的低浓度到400500g/的高浓度浴.镀铬浴在建浴时,溶解铬酸(cro3,无水铬酸)250g/,加10

6、0:1的2.5g/硫酸即可,但铬酸常混有少量硫酸,故须相对减少硫酸的添加量.无水铬酸为红褐色的片状结晶,很易溶解水中,入水后搅拌速溶.铬酸与硫酸量是以分析决定,铬酸量可由比重得知概略,标准液大致是玻美21度.如此建浴的铬酸一硫酸溶液为深红色透明液,由此溶液电镀也得不到满足的镀铬,但电解后变成稍不透明的暗红色液,比重也成玻美2223度.理由是cro3因电解而还原,液中局部生成3价铬,此3价铬的存在对镀铬有极重要的影响,含有3价铬的溶液才能得满足的镀铬.镀铬液须含有3价铬,除了电解而还原生成以外,也可直接添加草酸(10g/成2.75g/cr)柠檬酸、碳酸铬、氢氧化铬等还原剂还原,但以电解生成法最好

7、,下为药品还原法的式子一例.2cro3+3(hcoo)2cr2o3+6co2+3h2o电解生成法的两极用铅板,在开始析出铬的电流密度电解.浴温越高或硫酸根越多越快,例如浴温60、以10a/dm的阳极电流密度电解100小时生在约3g/的3价铬宜为23g/,设为5g/以下,此量不宜过多或过少,液中须保持约3g/,这关连硫酸量与阳极.(2)浴成分的作用sargent浴的浴成分为铬酸、硫酸(触媒根)、3价铬,无水铬酸溶于水,cro3+h2oh2cro4,成为铬酸液,再如h2cro42h+so4电离,此so4使铬酸的一部份成为硫酸铬(cr(so4)3), cr(so4)32cr+3so4.也可为硫酸以外

8、的酸或硫酸盐,但不宜用有氧化作用的酸、溶解阳极铅的酸硝酸、盐酸、醋酸、磷酸或其盐.最好用有还原性的酸,诸如硼酸、氟酸或其盐、错盐等.有机酸虽有还原性,但会与铬酸作用而分解,所以只用于3价铬的生成.金属盐除了铬盐之外,会增加其它金属成分,所以不大使用.在以上的浴成分,液中有h、4、cr、so4存在,3价铬量多时,因此组成而暗色较强,成不透明,比重增高,适当的组成为250 cro33cr2o3.镀铬的析出机构有各种假说,假说经下示过程.1. crcrcr2. crcrcrcr3. crcr有sargent等研究,尚无定说,下面概述一例.将铬酸水溶液电解的话,在阴极还原铬酸,如下产生3价铬和游离碱.

9、hcro4+3h2o+3cr+7oh2h2cro43cr(oh)cro4+3oh3价铬成为盐基性铬酸铬的不导性薄膜,包覆阴极,其后不还原铬酸,此皮膜为微孔性,通过此微孔,只离子半径小的h放电.在阳极是氧放,电只引起水的分解.但是,液中若有硫酸或氟酸之类的阴离子,此离子很小,藉静电引力被拉入铬酸铬此膜的微孔中,接触盐基成分,溶解皮膜分子,同时生成cr,皮膜有孔的话, hcro4径此孔到达极,引起上式的反应,皮膜再生,但在此皮膜反复溶解再生的同时,往cr还原,并发生氢,此3价铬直接或径2价铬的阶段析出金属铬.3价铬的存在不直接关连铬的电着机构,但影响光泽电流密度范围、液电阻、包覆力等.(3)电镀条

10、件(a)铬酸浓度的影响 铬酸浓度的标准为250g/实际有100g/的低浓度浴到400500g/的高浓度浴,高浓度浴与低浓度浴的差异不大明显,分别有下示特色:高浓度浴 低浓度浴光泽 稍劣 良包覆力 稍劣 良硬度 低 高电流效率 劣 良液电阻 小 稍高电力消费 小 大液的变动 少 多掏出量 多 少在低浓度浴的电流效率良好,但液电阻高,电压高,电力消费大.又由于换出及入槽,易感受硫酸进出所致的量变化,液变动大,不易维持浴,例如用硫酸酸洗的物品将硫酸根带入浴中时,相对于铬酸的硫酸比率是高浓度浴的变动较小,但铬酸的掏出量是高浓度浴较多.最好考虑此种特色,依其目的选择液浓度,例如用液变动少的400g/高浓

11、度浴为装饰镀浴,直接镀于黄铜素地上时,用光泽良好的150g/低浓度浴,硬度高、效率良好的250g/中浓度浴用于工业镀浴,为了分别使用,有的工厂准备浓、淡两浴.(b)硫酸浓度 硫酸浓度也影响电镀状态,若在上述100:2100:0.5的范围外,电流效率或均匀电着性极度下降,硫酸分少的话,在同一温度可增加电流密度.过多时,成局部电镀或全无电镀,为了改善光泽,硫酸比宜高,但硫酸比低可改善包覆力。表2-1为包覆力最好的铬酸与硫酸之比.cro3(g/)cro3/h2so4150300:1100:0.33200200:1100:0.50250155:1100:0.65300140:1100:0.713501

12、30:1100:0.77400125:1100:0.80(c)3价铬 3价铬会影响光泽电流密度范围、液电阻、包覆力,宜约23g/,因电解条件、阳极材质或阴阳两极的面积比而变动.阴极生成的3价铬在阳极被氧化成6价,再成为铬酸,使液中的3价铬量保持一定值,这因阳极的材质而异,在铅阳极以某3价铬浓度达到平衡,在铁阳极无比氧化,3价铬与铁离子fe增加,不易维持适量.浴温、电流密度高时较易生成,平衡的含量也增高.光泽范围是随3价铬的增加而减小,故须为5g/以下.3价铬以适量的23g/存在时,光泽度最好.包覆力是随3价铬的增加而改善,铬酸/硫酸比增高时,包覆力劣化,有3价铬时,会缓和其影响.3价铬增加时,

13、电流效率骤降,适量时最高.液电阴也随3价铬的增加而增大,增高电压,硬度在510g/时成最高.(d)浴温与电流密度 浴温在4555的范围,以50为标准,浴温低时,包覆力良好,光泽也良好,40以下时容易剥离.高时,包覆力不良,电流效率下降,电镀成乳白色而软,无裂纹.电流密度1530a/dm,范围广,电流密度越大时,电流效率越大,但会发生粗涩,镀层发白.镀层的外观关连浴温与电流密度变方,可得良好镀金的浴温和电流密度的范围大致一定,铁、镍素地上镀铬的浴温与电流密度的关系,浴温一定时,电流密度低处为乳白色,增大电流密度时,即成光泽电镀范围.增大电流密度时,成为灰色.光泽范围因素地种类而稍有不同,在镀镍上

14、较小,在铜、黄铜上较大,由此图可知,光泽电镀范围在低温移到低电流密度,在高温移到高电流密度范围,但低温时,光泽范围减小,周边部容易发生灰色部,高温时,需要大电流的光泽差,故用4555的范围.欲得无裂纹的镀铬时要在5560之间.铁、镍素地上的电流密度为浴温() 标准电流密度(a/dm)45 50 203555 3050浴温的1/22/3值为电流密度范围.镀铬发生的列纹在电镀初期为针孔状,不发生裂纹,随着镀层厚度的增大,裂纹会生长,大致在0.250. 5以内尚无裂纹.裂纹数受浴温与电流密度影响,在cro3 250g/、h2so4 2.5g/的浴中,随浴温的上升及电流密度的增加而减少裂纹数.内部应力

15、因浴温的影响而大变,在20 a/dm的电流密度,在40最小,密着性良好.电镀速度取决于浴温、电流密度,电流效率值在一般用条件下约为520%,此范围为光泽电镀范围.电镀速度在普通浴的浴温50、电流密度30时,析出1所需时间约2分半,1小时约成25的厚度,在同一浴温,电镀速度并非正比于电流密度,电流效率随电流密度的增加而激增.铬酸浓度增大时,比较两图,可知电镀速度、电流效率都下降.这些电镀速度、电流效率值是在电流均匀分布于被镀阴极全体的条件下决定,在实际的电镀作业条件中,铬的均匀电着性不良,电流很少均匀分布于复杂物品全体.损失于吊架等的电流也占某种比率,所以电镀速度或电流效率在实际作业中未必完全一

16、致,但使电镀条件接近试验条件的话,但使电镀条件接近试验条件的话,平均值适用此值.(4)镀浴的管理铬酸因掏出、铬的析出、飞散、铬酸铅的生面而消耗,但因阴极用不溶性极,可由阴极溶解而补充,而且摇出量极多,在装饰镀铬作业中约达7成,飞散所致的消耗约占2成,因而,铬酸的洗净回收及飞沬防止剂可防止消耗.铬酸的被给量是将浴中的铬量定量而决定,现场是每日测定比重,推定消费量,因液中含有3价铬或铁分等而增高比重,所以实际为玻美2324,配合比重测定,每月化学分析12次,可维持铬量.硫酸因掏出、飞散而消耗,但不因铬酸的析出或铬酸铅的生成而消费,所以消费率小于铬酸.硫酸分是藉分析决定,将钡所致的沉淀离心沈淀的迅速

17、分析法可用于现场,但在后述的氟化物含有浴中,分析误差大.过剩的硫酸可用碳酸用碳酸钡、铬酸钡、氢氧化钡等,形成硫酸钡沈淀除去.表2-2无水铬酸浓度与比重的关系比重(15/4)玻美无水铬酸(g/)比重(15/4)玻美无水铬酸(g/)1.079.51001.2125.23011.0810.71141.2226.23161.0912.01291.2327.13301.1013.01431.2428.13451.1114.41571.2529.03601.1215.51711.2629.93751.1316.71851.2730.83901.1417.82001.2831.74061.1518.9215

18、1.2932.64221.1620.02291.3033.54381.1721.02431.3134.34531.1822.12571.3235.24681.1923.22721.3336.04841.2024.22881.3436.85003价铬同样因摇出而消耗,在阳极与阴极的面积比大时或硫酸量少时也有减少的倾向,3价铬少时,可减小3阳极面积或增多硫酸,但添加必要的铬酸,3价铬多时,可增大阳极面面积或空电解而氧化除去.此时浴温5060,阳极电流密度1 a/dm,1安培小时将约0.3g的cr2o3氧化成cro3.不纯物的铁、铜、锌等会影响镀铬的光泽范围,由于使用铁阳极或铁制品溶解等,所以铁最易

19、混入,铜、锌也因制品溶解而大量混入,都会减少光泽范围.液中的铁分增加时,包覆力劣化,容易发生凹点、针孔、粗涩、剥离等,但此影响取决于3价铬, 3价铬少时,不大受影响,但3价铬多的话,颇有影响,3价铬约1g/时,铁约混入10g/时也可得光泽铬,铜、锌也有同样的倾向,所以只要降低3价铬量, 铁、铜、锌等金属不纯物的容许量较大,分别单独在15g/以内几不受其影响.光泽镍浴中的不纯物对其上镀铬之包覆力的影响如下,对光泽镍浴中的不纯物,铬、锌、镉、铜会降低铬的包覆力,其它不纯物有相当大的容许量.常用镉为光泽剂的滚桶镀镍常使镀铬的包覆力劣化.此种金属离子可将阴极铅装入素陶圆筒中,电解除去,此方法的效率不好

20、.通常原能施行空电解,也可减少铁分.从镀镍浴或酸洗液洗净不充分,也会混入氯、硝酸、磷酸等的阴离子,影响极大,在0.51g/的包覆力极差,光泽范围,电流效率减少,特别是有氯离子的影响,在镀铬液中添加氯化钠、硝酸钠、磷酸二钠而实验时,氯离子、硝酸离子、磷酸离子对电流效率的影响,都随阴离子量的增加而降低电流效率,硝酸离子所致的减少最大,在sargent浴中,氯化钠4g/以上时,成为黑灰色无光泽镀金.在硝酸中,1g/会使制品发生不适当的云斑,2g/时成为黑灰色.磷酸二钠在10g/发生轻度云斑.在后述的硅氟化钠浴中,食盐510g/时成半光泽而带灰色.硝酸钠2g/时黑灰色,磷酸二钠10g/时发生轻度云斑.

21、两浴都在食盐1g/时溶解无电镀部素地,更多时,激减包覆力、光泽范围,引起无电镀部溶解.磷酸二钠在sargent浴中,随添加量的增加而稍降低包覆力,7g/以上时减小光泽范围,在硅氟化钠浴中,包覆力几无变化,光泽范围减小的程度也小.可见混入阴离子会使镀铬的光泽、包覆力劣化,降低电流效率.这些离子可藉空电解除去.用铅阳极空电解时,氯离子起先骤减,终告消失,此时,同时生成氯酸盐,氯离子消失后,也残留而几不减少,电解所致的减少量少,电解电流越高时,氯除去效果越大.阳极用白金时,氯酸生成速度快,氯酸的残留量小.表2-3光泽电镀的故障对策1.全体或无光泽的电镀a.镀液温度过低b.电流中断c.异种金属不纯物存

22、在,特别是液中铁分或cr含量过多a.增高镀液温度,降低电流密度,制品大时,加热到镀液温度后投入b.电解中勿中断电流c.分析液,全部或一部份补正, cr是增大阳极面积而氧化2.镀层有褐色或红色渍迹a.异种酸量过少.b.吊具轻或吊线细电流量不足c.接触不良a.分析而添加异种酸b.加重吊具,增粗吊线,使电流易通c.保持部,接触部全弄清净,电镀后剥离接触部的铬3.镀面灰色,云斑但平滑a.电流中断b.制品装入浴中时制品温度过高a.使吊棒或接触部清净,确认确实接触b.镀镍,研磨或处理成高温者冷却到镀铬浴的温度4.凹下部无镀层附着,边缘烧焦a.异种酸过多b.对于适用电流密度,浴温过高a.分析异种酸量,以碳酸

23、钡或氢氧化钡调整b.降低温度,增高电流密度,以高电流密度电解12分,增大阴阳极间的距离5.灰白色粗镀面a.浴温过低,电流密度过高b.cr含量过多a.降低浴温,减低电流密度b.增大阳极面,将cr氧化成cr6.全体有光泽,但外观有渍迹a.底地表面不表净(有油,氧化膜存在)b.镀镍浴表面有油膜c.镀镍表面有看不到的不动态皮膜a.电解脱脂,水洗发,以硫酸酸洗(1:20)b.除去油膜c.在20%硫酸液液中阴极处理短时间发镀铬,活性化处理液老化要更新7.镀铬的表面粗糙a.浴温过低b.异种酸量少c.浴中有胶状浮游物a.增高温度,降低电流密度b.分析后,添加异种酸c.将浴液静置,勿搅拌沈淀物,要过滤或以橡皮管

24、抽取底部液,分析,补充铬酸及异种酸,加水到定量8.制品局部镀铬,包覆力不足a.相对于适用电流密度,浴温过高b.异种酸过多或过少c.制品的接点不良,相对的阳极接触不良d.阳极的铅全金被不导电性皮膜包覆e.制品与液的接触被防害的氢气防害f镀镍的局部不动态化g.整流器为单相h.制品太接近而成为影i.包覆电压不充分j.气体滞留a.降低浴温,增高电流密度b.分析而调整异种酸, cr可增大阳极面积而电解氧化c.检查制品及阳极有无接触不良d.以铁线刷除去阳极的黄色皮膜,或以氢氧化钠溶液洗e.注意吊法及配列,以免氢气包覆制品f.镀铬前,以20%硫酸阴极电解短时间g.检查整流器的相数h.扩大制品的吊挂间隔i.施

25、加高包覆电压12分j.注意吊法不积滞气体9.制品不析出镀铬a.镀镍的不动态化a.为了将镀镍的不动态化者活性化,用6c的电解还原法.欲藉浸渍活性化时,在下示处方的溶液中浸渍1030秒,浓硫酸20m l/,碘化钾0.4 g/,碘0.125g/.10.乳白色软质镀铬a.浴温过高,电流密度过低b.含有异种金属不纯分,特别是铁分, cr过多a.浴温60以下,使电流密度为4060a/dmb.分析浴液,更换一部分或全部11.电镀时间过长a.相对于适用电流密度b.异种酸过多或过少c.异种金属不纯分过多a.降低浴温,增高电流密度b.分析,调整浴液c.分析浴液,更换一部份或全部浴液, cr过多时,阳极氧化为crc

26、r,增大阳极面积12.孔周不镀铬a.从开口部发生氢,挤退液a.以铅、橡胶合成树脂堵住孔,细缝,开口部13.接点周围无镀层a.吊具的弹簧过长,导电性劣化,弹簧太突出a.吊具的弹簧勿长出必要以上,勿从制品多余突出14.ni-cr,cu- ni-cr,镀层膨胀,喷出a.镀铜,镍前的脱脂不良b.氰化铜浴的游离氰不足c.镀镍浴的ph过高d.镀镍浴有有机不纯物存在或有机光泽剂,湿润剂过多a.仔细脱指b.分析氰化铜浴,补正氰量c.将镀镍浴降为适合目的phd.以氧化剂(h2o2)再生或活性炭过滤其它还有各种浮游物混入,要常将镀液过泸,充分沈降一画夜后,取用上澄液即可.浮游物会造成粗涩,影响光泽或包覆力.阳极用

27、铅或铅合金,铅阳极表面发生黑褐色过氧化铅皮膜,此为电导性不溶性皮膜,在阳极面进行3价铬的氧化作用,可维持铬酸与3价铬维持适当比例,阳极与阳极的面积比例以1:12:1为标准,增减3价铬而调节此比例.增加时会增大阳极面积.不通电,在浴中吊阳极,铅极表面渐成黄色的铬酸铅,电导性劣化,因而,作业终了后,从槽捞起阳极而水洗,直接干燥.欲得此阳极面的状态时,在纯铅是溶解而被侵蚀,铬酸的泥渣生成量多,含锑57%的铅合金(硬铅)有较大的耐蚀性和强度.在后述的氟化物含有浴中,含锡5%的铅合金消耗量少而适用.用铁阳极的话,3价铬增加,也混入铁,不可用为主阳极,但镀铬的包覆力不如其它镀金,在凹部等电镀时,可用为补助

28、阳极,此时,尽量用碳含量少的铁,减少溶解量,或镀铅后使用.阳极形状宜为平板而宽度小(5070mm)、厚37mm,为了赋予铁棒.用多件宽度小的阳极可得均匀的电流密度,为了避免过热,需要厚度,极间距离平均30cm.2.3氟化物含有浴(1)氟化物浴这是镀铬浴的硫酸改用氟酸、氟化铵、氟化钠、氟化钾,置换全部或一部份硫酸、此液可在低温(2035)电镀,电流密度可低(210 a/dm),光泽范围也广,电流效率良好,包覆力也良好,故用于滚桶用等,也溶易二度电镀.缺点是阳极消耗快,素地金属易被侵蚀,浴的安定性低,氟化物不易定量,浴管理困难.含锡7%的铅合金消耗少,适于阳极。(2)硅氟化物浴此浴添加硅氟酸、硅氟

29、化钠等硅氟化物,此浴的特色是光泽范围广,可用高电流密度,电流效率高.硅氟酸浴以上示的组成用于滚桶电镀,若不在硫酸0.5g/以下,光泽范围减小,3价铬达10g/以上时,光泽范围减小。硅氟酸会侵蚀铅,不可用铅槽或加热铅管等,铅阳极在不使用时,也尽量从槽中取出。硅氟化钠浴组成中,(1)浴为普通铬用,(2)浴为工业用,装饰用,(3)浴为装饰用,用于滚桶电镀。用高电流密度,电镀速度大,可用1u/min的速度电镀,浴温上升时,电流效率的减少量也少,即使电流密度增加,40a/dm2以上也几不增加。即使浴浓度变,动也不大变化,因而均匀电着性大于sargent浴。铬酸迖200g/时,光泽范围减小。srhs浴为美

30、国united chromium公司的专利,全称为selr regulating high speed浴(自控高速浴),自动调整浴,而且可高速度电镀,广用于装饰电镀、工业电镀、滚桶电镀、无裂纹电镀等。此浴是在铬酸100500g/中比溶解度过剩添加硫酸离子(硫酸锶)各硅氟酸离子(硫酸锶)和硅氟酸离子(硅氟化钾或硅氟化钠),它们饱和溶解,以过剩添加物的溶解自动补充作业所致的减量,反之,酸洗的硫酸混入或铬酸中的硫酸溶入,浴中的硫酸离子增加时,也成为硫酸锶沈淀,自动减少,保持适量,故称自动调节.硫酸锶的溶解度极少量,此饱和溶解量成为适量,作业中,不必将触媒根定量管理.添加重铬酸钾或铬酸锶等的目的在控制

31、它们的溶解量.此浴在本质上无异于铬酸硫酸硅氟化物浴.要求包覆力的滚桶浴为铬酸450g/、浴温2233,要求硬度的工业用浴为铬酸250350g/,5060.装饰用浴为铬酸400500 g/,3050,无裂纹用浴为铬酸425g/,5560.表2-4含有氟化物的镀铬组成浴组成cro3(g/)h2so4nh4fnafhfkf25000.4462503.52500.81.62502.50.2浴温()电流密度(a/dm)电流效率()253522020223101120251.73.543542347表2-5含有硅氟化物的镀铬浴组成浴组成(g/)硅氟酸浴硅氟化钠浴srhs浴cro3h2so4h2sif6na

32、2sif63500.51518(1)2500.71.5510(2)2501.21.846(3)2503500.51015(1) (2) (3) (4)100份 100 100 100srso4 0.611.47 3 2.16k2sif6 1.74 3.5 8 5.96浴温()电流密度(a/dm)30405204050103055502.4铬酸钠浴(bornhauser)这是以4价铬酸钠为主成分的浴,低温可用高电流密度,电流效率高,裂纹少.电镀速度是80 a/dm时2.5/min,电流效率3033%,直接镀于锌压铸品,铬为无光泽灰色而软,以简单的擦光轮加工,即得光泽面.2.5硫酸铬浴 这是以硫酸

33、铬为主成分的浴,作业中不发生有害气体.表8-8为浴组成.2.6黑色铬镀浴有在铬酸溶液添加硼氟酸、硅氟酸、氟化铵、氟酸或它们的盐的黑色铬浴,其它的强酸例如三氟化醋酸、过氟化丁酸、酒石酸盐、p-酒石酸、柠檬酸盐及其它硫酸盐及过氯酸盐等也产生黑色铬.在不含硫酸及其它不纯物的铬酸溶液中添加触媒根而试验的结果,依添加物、添加量、电流密度、浴温等而得灰色黑褐色黑色铬镀层,欲得黑色铬时,需要30 a/dm以上的电流密度,但电流密度低或铬酸浓度小时,容易发生灰色褐色层.表2-5为浴组成.硫酸根以铬酸钡或碳酸钡除去,浴组成简单,用比重计即易管理浴,但需高电流密度及低温,要以冷却维持此浴温.(1)浴所得扔黑色铬与

34、氧化物的混合物,其上可电镀,有耐摩耗性,加热抵抗性及适当的硬度,无变色,耐久性大,也适用为保护皮膜.(2)浴所得的镀层黑色而有半光泽,镀层薄时,对铁或铜的密着性良好,弯曲也剥离,但镀层厚时,变脆.表面为粒状,呈黑色,破面为灰色, 发生龟裂,比重比其它镀铬轻,含有7%铬,所含氧化物甚多.黑色铬电镀的皮膜特性优秀,适用于枪炮、电子机器、需要放射线、热线幅射的黑色体、无反射面、需要摩耗抵抗性的物品等.表2-6浴组成.浴组成(g/)cro3naohcr(设为cr2o3)h2so4400587.50.75浴 温()电流密度(a/dm)电 压(v)16212090612表2-7硫酸铬浴组成浴组成(g/)硫

35、酸铬尿 素硫酸铵180220210264396饱和浴 温()电流密度(a/dm)电 压(v)ph305518489132.02.7表8-9黑色铬镀浴组成浴组成(g/)铬 酸硅 氟 酸氟 化 铵(1)2003000.1251.00.1251.0(2)2.54m/尿素0.05醋酸0.05浴 温()电流密度(a/dm)电 压(v)32335402550阳极 铅3、表面发黑处理工艺规程常温发黑处理工艺，主要由以下工艺步骤完成：1)清洗；2)脱脂：工件必须完全浸入脱脂液中；脱脂液浓度ph值12-14，处理时间10-30min，每过3-5分钟上下抖动几次，药液浓度低于ph12时补充脱脂粉；3)水洗；4)酸

36、洗：酸洗液浓度ph值2-4，处理时间5-10min；5)水洗；6)发黑：池液浓度ph值2.5-3.5，处理时间10-12min；7)水洗；8)吹干；9)上油。本发明有益的效果是：1.发黑安全不用电，用碱性高温发黑需100用电。2.提高工效：共需1-2分钟。3.发黑成本低，设备简单，操作方便；对发黑时间作了严格的控制。4.工艺适应性强：金属材料发黑工艺钢制件的表面发黑处理，也有被称之为发蓝的。发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。q235a钢用碱性发黑好一些。碱性发黑细分出来，又有一次发黑和两次发黑的区别。发黑液的主要成分是氢氧

37、化钠和亚硝酸钠。发黑时所需温度的宽容度较大，大概在135摄氏度到155摄氏度之间都可以得到不错的表面，只是所需时间有些长短而已。实际操作中，需要注意的是工件发黑前除锈和除油的质量，以及发黑后的钝化浸油。发黑质量的好坏往往因这些工序而变化。金属“发蓝”药液 采用碱性氧化法或酸性氧化法；使金属表面形成一层氧化膜，以防止金属表面被腐蚀，此处理过程称为“发蓝”。黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的氧化膜，其外层主要是四氧化三铁，内层为氧化亚铁。3.1、碱性氧化法“发蓝”药液3.1.1配方： 硝酸钠50100克氢氧化钠600700克亚硝酸钠100200克水1000克3.1.2制法：按配方计量后，在搅拌条

38、件下，依次把各料加入其中，溶解，混合均匀即可。3.2酸性氧化法“发蓝”药液3.2.1配方： 磷酸310克硝酸钙80100克过氧化锰1015克水1000克3.2.2制法：按配方计量后，在不断搅拌条件下，依次把磷酸、过氧化锰和硝酸钙加入其中，溶解，混合均匀即可。3.2.3说明：（1）金属器件先经洗净和干燥后才能进行“发蓝”处理。（2）此法所得保护膜呈黑色，其主要成分是由磷酸钙和铁的氧化物所组成，其耐腐能力和机械强度均超过碱性氧化法所得的保护膜。3.2.4“发蓝”工作温度为100，处理时间为4045分钟。在处理碳素钢时，药液中磷酸含量控制在35克升；处理合金钢或铸钢时，磷酸含量控制在510克升。应注

39、意定期分析药液磷酸的含量。3.2.5“发蓝”处理后金属器件的清洗方法同上。3.3工艺控制和改进措施3.3.1工艺流程一般为化学除油热水洗清水洗强腐蚀二次清水洗化学除油热水洗清水洗弱腐蚀二次清水洗常温发黑二次清水洗浸脱水油送验。3.3.2前处理钢铁常温发黑前处理主要是除油和除锈，一般采用化学除油、盐酸腐蚀，也有应用湿法喷砂的1。具体工艺笔者以前做过详细介绍2 。常温发黑液呈酸性，发黑前工件表面要求全润水，才能有效地保证黑膜的牢固度，否则再好的发黑剂也不能出合格产品。多年实践证明，无论是单独用除油剂，还是低浓度三大碱添加除油剂的除油槽，都要在50左右加热，以加快除油速度。操作时如果采用短时间（35

40、min）除油、除锈交叉作业，工效明显提高。3.3.3常温发黑zt发黑剂将丙烯酸类涂料添加在发黑剂内，两工序合二为一，简化生产。膜的结合力、耐蚀性良好，只是黑膜黑度偏淡蓝颜色。溶液维护与调整常温发黑时，钢铁表面活化产生fe2，过量fe2与se2反应生成白色沉淀；在氧化剂存在的条件下，fe2氧化为fe3反应也生成沉淀，均无谓消耗溶液内se2，缩短使用寿命，生产中应采取如下措施：（1）生产线设计发黑槽前两只清水槽要用硬塑板或钢板槽内衬软塑料板制作，以防铁槽生锈污染清水，在生产中将fe2带入发黑槽。（2）发黑用器皿小批量生产用塑料篮，批量生产用钛篮、钛框、钛滚桶等，杜绝发黑时产生fe2和消耗发黑剂。钛

41、器皿虽一次性投入资金较多，但耐酸碱，又与发黑剂不起反应，使用寿命10年以上，综合计算还显著降低生产成本。（3）发黑槽加盖停工时将溶液用塑料盖盖严，防止空气中氧气入内，减慢fe3生成速度而减少沉淀物的形成。定期用精密试纸检查溶液ph值，高于2.6以上就要加以调整。比较简单的办法是，先将溶液自然沉淀过滤，补加母液使工作液恢复到ph2.4范围即可继续发黑。3.3.4后处理（1）常规技术要求改用脱水油封闭。（2）膜层耐蚀性要求较高，可加钝化处理，再浸脱水油。（3）耐蚀性、耐磨性要求都高于常规发黑膜层标准，发黑后浸丙烯酸酯乳液固化剂，略自然干燥后浸脱水油。（4）膜层要求耐温400的不油封，可浸强力封闭剂

42、，表面光亮度好、硬度高。生产中为了降低生产成本，可根据发黑件的表面技术要求，尽量采用简单的后处理工艺。3.3.5生产中注意要点（1）前处理必须达到工件全润水，不允许有残留油污、锈点和氧化皮等。（2）发黑前用清水洗时，要严格清洗掉工件内外盐酸液，否则易产生沉淀。（3）新配槽液常温发黑时间控制为23min，老槽液可延长至510min。一般视工件黑灰色出槽为佳（随时间延长转为黑色），出槽时黑色，膜层较疏松，结合力不理想。（4）有机膜的封闭应选用水溶性丙烯酸酯乳液，发黑后清洗干净可直接浸涂，工艺较简单。溶液配制按说明，乳液与水一定要搅拌均匀，调整至工件膜层无流痕，方可投入生产。（5）浸脱水油要摆脱传统

43、浸油习惯（入槽略浸一下就出槽），封闭有一个先脱水并使油相浸润工件的过程，时间控制在38min。4、表面淬火处理工艺规程4.1主要方法感应加热表面淬火（高频、中频、工频）,火焰加热表面淬火，电接触加热表面淬火，电解液加热表面淬火，激光加热表面淬火，电子束加热表面淬火。 4.2基本原理：将工件放在用空心铜管绕成的感应器内，通入中频或高频交流电后，在工件表面形成同频率的的感应电流，将零件表面迅速加热（几秒钟内即可升温8001000度，心部仍接近室温）后立即喷水冷却（或浸油淬火)，使工件表面层淬硬。(如下面动画所示) 4.3加热频率的选用室温时感应电流流入工件表层的深度（mm）与电流频率f（hz）的关

44、系为 频率升高，电流透入深度降低，淬透层降低。 常用的电流频率有： 1、高频加热：100500khz，常用200300khz，为电子管式高频加热，淬硬层深为0.52.5mm，适于中小型零件。 2、中频加热：电流频率为50010000hz，常用25008000hz，电源设备为机械式中频加热装置或可控硅中频发生器。淬硬层深度210 mm。适于较大直径的轴类、中大齿轮等。 3、工频加热：电流频率为50hz。采用机械式工频加热电源设备，淬硬层深可达1020mm，适于大直径工件的表面淬火。 4.4感应加热表面淬火的应用：与普通加热淬火比较具有： 1、加热速度极快，可扩大a体转变温度范围，缩短转变时间。

45、2、淬火后工件表层可得到极细的隐晶马氏体，硬度稍高（23hrc）。脆性较低及较高疲劳强度。 3、经该工艺处理的工件不易氧化脱碳，甚至有些工件处理后可直接装配使用。 4、淬硬层深，易于控制操作，易于实现机械化，自动化。 五、火焰表面加热淬火 适于中碳钢35、45钢和中碳合金结构钢40cr及65mn、灰口铸铁、合金铸铁的火焰表面淬火。是用乙炔-氧或煤气-氧混合气燃烧的火焰喷射快速加热工件。工件表面达到淬火温度后，立即喷水冷却。淬硬层深度为26mm，否则会引起工件表面严重过热及变形开裂。 表1 初试工艺及结果 二、 金属表面处理检验规程1表面磷化处理检验规程1.1目的规范检验操作，发现、控制不良品，

46、防止批不良品输入下道工序。同时给检验工作提供检验标准。1.2范围适用于进料、外协制品回厂、成品的检验接收及顾客退货的挑选检验。1.3定义磷化处理是使金属与磷酸或磷酸盐化学反应，在其表面形成一层稳定磷酸盐膜的处理方法。 1.4职责1.4.1 质量部负责不合格的发现、记录和标识，组织处理不合格品。1.4.2采购部负责进料中不合格品与供应商的联络。 1.5工作程序及标准要求1.5.1外观检验 肉眼观察磷化膜应是均匀、连续、致密的晶体结构。表面不应有未磷化的残余空白或锈渍。由于前处理的方法及效果的不同，允许出现色泽不一的磷化膜，但不允许出现褐色（喷绘类产品的外观检验可参照样件）。 1.5.2表面粗糙度

47、应达到设计要求的表面粗糙度值。1.5.3耐蚀性检查 1.5.3.1浸入法 将磷化后的样板浸入3的氯化钠溶液中，经两小时后取出，表面无锈渍为合格。出现锈渍时间越长，说明磷化膜的耐蚀性越好。1.5.3.2点滴法 室温下，将蓝点试剂滴在磷化膜上，观察其变色时间。磷化膜厚度不同，变色时间不同。厚膜5分钟，中等膜2分钟，薄膜1分钟。2表面电镀检验规程2.1、目的规范检验操作，发现、控制不良品，防止批不良品输入下道工序。同时给检验工作提供引导及接收标准。2.2、范围适用于进料、外协制品回厂、成品的检验接收及顾客退货的挑选检验。2.3、定义2.3.1 a 面：指电镀件正面 （在使用过程中能直接看到的表面）。

48、2.3.2 b 面：指电镀件四侧边（需将电镀件偏转 4590 才能看到的四周边）。2.3.3 膜厚：电镀层厚度（须符合图纸规定，未明确规定者,须达5um以上）。2.4、职责2.4.1 质量部负责不合格的发现、记录和标识，组织处理不合格品。2.4.2 采购部负责进料中不合格品与供应商的联络。2.5、检验方案2.5.1外观检验方案：一般情况下，产品表面外观检验要求100%进行检验，检验方式依据本标准。特殊产品根据产品的具体要求检验（喷绘类产品的外观检验可参照样件）。2.5.2表面粗糙度达到设计要求的表面粗糙度值。2.5.3 性能检验方案：性能检验属破坏性实验，每批次一件或两件检验则可，也可根据公司

49、实际情况检验。2.6、外观不良现象及说明2.6.1 污渍：一般为加工过程中，不明油渍或污物附着造成。2.6.2 异色：除正常电镀色泽外，均属之（例如:铬酸皮膜过度造成的黄化,或光亮剂添加不当等）。2.6.3 针孔：电镀表面出现细小圆孔直通素材。2.6.4 软划痕：没有深度的划痕（无手感）。2.6.5 硬划痕：硬物摩擦造成的划痕或有深度的划痕（用手指摸刮有感觉）。2.6.6 电极黑影：指工作在电挂镀时,挂勾处因电镀困难产生之黑影。2.6.7 电击：电镀过程中,工件碰触大电流产生异常的缺口。2.6.8 白斑：材料电镀前表面锈蚀深及底材时,电镀后因光线折射,产生白色斑纹。2.6.9 水纹：烘干作业不

50、完全或水质不干净造成。2.6.10 过度酸洗：浸于酸液中的时间过长,造成金属表面过度腐蚀。2.6.11 吐酸：药水残留于夹缝无法完全烘干,静置后逐渐流出,常造成腐蚀现象。2.6.12 脱层(翘皮)：镀层附着力不佳,有剥落的现象。2.7、外观检验允收标准现 象检 验 标 准缺陷度污 渍不允许。轻异 色检测距离60cm，目视不明显可接受，否则不允许。轻膜 厚5m-10m，小于5m不允许。重针 孔不允许。轻电极黑影黑影直径不超过1mm可接受，否则不允许。轻电 击不允许。轻白 斑直径不超过1mm，每面不超过3个，否则不允许。轻水 纹检测距离30cm，目视不明显可接受，否则不允许。轻吐 酸不允许。轻脱层

51、翘皮不允许。重过度酸洗不允许。重软划痕长度不超过2mm，每面不超过3个可接受，否则不允许。轻硬划痕不允许重2.8、结合力质量要求和测试2.8.1 划痕法：用锋利小刀在表面上切割 1mm 1mm 的格子，横纵数的格数不少于 5 格，划痕深度应深及基体。然后再用 3m 600# 胶带纸贴在格子上，用垂直于格子表面的方向的力快速拉起胶带，电镀层脱落面积 5%。此法不适合于镀铬件，其余镀层可以。2.8.2 锉刀法：用粗齿扁锉刀与镀层表面成45，在夹紧的镀件上锉，检查镀层是否有脱落、起皮，此法不适用于的镀铬层、镀锌层。适用镀铜、镀镍等。2.8.3 摩擦抛光试验法：2.8.3.1 由于此种方法属于无破坏性试验，因此可直接在零