代铬镀层比较分析
可工业化的代铬镀层钴磷X镀层简介
如上表所示，国际上现有的大多数代铬镀层并不能完全代替六价铬电镀，而且代铬镀层大多数是以镍为基础，镍盐同样是一种污染物质，而且对于双组分或多组分电镀在工艺实施上，废水处理上都存在着一定的问题，价格成本上也高于六价铬电镀，并不是取代六价铬电镀的最好的方法。
Dw-2012，镍钴铁代铬镀层，现阶段，固定产品可以取代镀铬，随着成本降低问题Co-P-x非晶态沉积，镀态硬度大于750，热处理大于1000,盐雾试验大于1000小时，电镀条件可控，完全可以取代六价铬电镀。
超微晶钴合金代铬镀层添加剂电镀硬铬涂层被广泛使用作为耐磨涂层，延长机械部件的使用寿命。
然而，传统的硬铬电镀工艺产生六价铬离子，这是已知的致癌物质。
因此，有一种对环境无害，非致癌性涂料有类似或优于硬铬的特点，以取代硬铬涂层。
一个新的纳米钴-磷-X镀层已经研制成功应用电镀工艺。
由此产生的纳米钴-磷-X镀层似乎是一个非常有前途的替代硬铬，其特点是等于或优于硬铬。
co–P-X基涂层是基于脉冲电镀。
在脉冲电镀，阳极和阴极之间施加电压脉冲在不同振幅和不同频率。
此脉冲电镀工艺用于生产纳米晶Co–P-x化学镀层需要特殊的电源脉冲。
通过在co–P-X，添加一种有机添加剂产生纳米镀层，耐盐雾试验可达1000小时。
硬度可达900HV以上，耐磨超过nco-p.较好的解决脉冲电源价格问题。
确实是一种理想的代铬镀层。
超微晶钴合金镀层工艺流程：除油—水洗—水洗—活化—水洗-水洗—电镀钴合金—水洗回收—水洗–干燥---去氢电镀工艺：钴离子20-30g/l硼酸35-45g/l导电盐25-35g/l磷酸5g/l，或磷酸盐DW-2012Dw-2012稳定盐50g/l消耗量KAH50-100g/lDw-2012硬化剂20ml/l消耗量KAH50ml/lDw-2012纳米晶流平剂20ml/l消耗量KAH50ml/lDw-2012应力调节剂20ml/l消耗量KAH10-50ml/lDw-2012防针孔剂5-10ml/l消耗量KAH10ml/lDw-2012增白剂5ml/l消耗量KAH5-15ml/lPH:1-1.8电流密度10-20A/dm2钴，可以选用硫酸钴，氯化钴等镀液分析：光谱分析纳米钴-磷-X镀层含有Co，僵硬的细粒度和/或非晶质金属层，这是客观的，轻量级的具有抗菌性能，耐磨损和抗永久变形，不要分裂时破裂或损坏，是能够承受的热循环，而不会降低，为各种应用，包括但不限于：应用程序需要的圆柱形物体，包括枪管，轴，管，管材和棒材，高尔夫球场和箭杆，滑雪和徒步旅行的极;各种传动轴，钓竿，球棒，自行车车架，弹药外壳，电线，电缆和其他的圆柱状或管状结构用于商业产品，医疗设备，包括整形假体，医疗植入物和手术器械，体育用品，包括高尔夫球杆，头和面板，曲棍球棒，曲棍球杆，滑雪板和滑雪板，以及作为其组成部分包括绑定球拍网球，壁球，羽毛球，自行车零件，部件和外壳的电子设备，包括笔记本电脑，手机，个人数字助理（PDA）等设备;随身听;discmen，MP3播放器和BlackBerry®型设备，相机和其他图像记录设备以及电视，汽车零部件，包括防热罩，机舱组件，包括座椅部件，方向盘和电枢部件，包括空气管道的流体管道，燃料导轨，涡轮增压器部件，油，传动和制动部分，液罐和外壳包括油和变速箱锅，气缸盖，扰流板，格栅警卫和踏脚板，刹车，变速箱，离合器，转向和悬挂部件，支架和脚踏板;消声器组件，轮毂;支架;车架;扰流板，流体泵，如燃料，冷却液，机油和传输泵及其部件;住房和坦克部件，如机油，变速箱或其他流体的油箱，电气和发动机盖平底锅包括;发动机和发动机部件;工业/消费的产品和部件，包括液压致动器，轴承，枪组件，液压，期刊，阀门，连接器，气缸等的衬里;演习;文件;刀;锯;叶片;锐化设备和其它切割，抛光和研磨工具，螺旋钻;滚筒;外壳;框架;铰链;溅射靶材;天线和电磁干扰（EMI）屏蔽;压缩机，模具及成型的工具和设备，航空航天部件，包括机翼，翼部，包括襟翼和访问盖，发动机零件，结构梁和翼肋;螺旋桨，转子，转子叶片，方向舵;盖，外壳，机身部件;鼻锥起落架轻舱部件，起落架部件;活塞;轴;销;襟翼滑轨支架主轴;钩;管道和包括弹药，装甲以及枪支部件，内饰板和军工产品。
Ni-Co-Fe合金代铬镀层的电镀工艺
目录摘要 (1)一Ni-Co-Fe合金代铬镀层的优点及工业现状 (2)2 电流密度，PH値以及温度对工艺的影响 (5)3 阴极电位对工艺的影响 (6)4 热处理对工艺的影响 (6)5 稀土添加剂对工艺的影响 (7)三Ni-Co-Fe合金代铬镀层的最新研究 (7)1 Ni-Co-Fe合金纳米线有序阵列的模板合成与磁性 (7)2 电沉积纳米晶Ni-Co-Fe合金镀层的热稳定性 (7)总结 (9)参考文献 (9)摘要由于铬镀层具有光亮、防变色，在大气环境下稳定性和光泽的持久性等独特的优良性能，而获得了广泛的应用。
然而镀铬均镀性较差，电流密度高，电流效率低，能耗高，同时，铬雾和含铬废水排放严重污染环境和水源，危害人体健康。
因而致力于开发代铬镀层，先后开发了电镀Sn- CO 、CO- B、Ni- CO- Tl- B等合金镀层以及化学镀Ni- MO- P、Ni- Cu- P、Ni-Sn- P、CO- W- P、Ni- W- P 等合金镀层，但是这些合金镀层的综合性能不能满足取代铬镀层的要求。
鉴于上述状况，本文就可以取代铬镀层的电镀Ni- Fe- C合金工艺的优点，镀层性能，工业现状，研究现状，发展方向等加以叙述。
从而使我们对电镀Ni- Fe- CO各个方面有一个全新的认识。
本文着重介绍Ni-Co-Fe 合金代铬镀层的电镀工艺与最新研究成果。
AbstractAs with bright chrome plating, anti-discoloration, under atmospheric conditions, stability and durability and other unique luster excellent performance, and access to a wide range of applications. However, poor chrome-plated, high current density, low current efficiency, high energy consumption, while chromium and chromium-containing wastewater discharge fog serious pollution of the environment and water and endanger human health. Therefore committed to the development on behalf of chrome plating.Has developed a plating Sn-CO, CO-B, Ni-CO-Tl-B alloy plating andelectroless plating, etc. Ni-MO-P, Ni-Cu-P, Ni-Sn-P, CO-W-P, Ni - W-P alloy coating, etc., but the overall performance of the alloy coating can not satisfy the requirements substituted chromium plating. Given the above situation, this article can replace chrome plating electroplating Ni-Fe-CO Alloy advantages of coating performance, industry status quo, research status and development direction to be described. So that we have a new understanding in electroplating Ni-Fe-CO from all its aspects..we will focus on introduce the production technology and latest investigation of Ni-Fe-CO .一Ni-Co-Fe合金代铬镀层的优点及工业现状Ni-Co-Fe合金代铬镀层，在很大层度上改善了镀层的色泽，得到了与铬镀层极为相似的合金镀层，且镀层经热处理后其硬度与铬相当，。
镀铬工艺
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2
1.镀铬层的性4，
密
度 6.98／cm3~7.219／cm3，
熔
点 1875℃~1920 ℃ ，
标准电极电位 φ0Cr3+/Cr=－0.74V φ0Cr3+/Cr2+=－0.41V
φ0Cr2O72-/Cr2+ =1.33V
铬是一种较活泼的金属，但由于它在空气中极易钝化， 其表面形成一层极薄的钝化膜，从而显示了贵金属性质
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所以，当镀液温度和铬酐浓度固定时，镀液内的SO42－和 SiF62－离子浓度可通过溶解沉淀平衡而自动调节，并不随 电解过程的持持续而变化。这类镀铬液具有电流效率高(27 ％)，许用电流密度大(100A／dm2)，沉积速度快(50µm／h)， 分散能力和覆盖能力好等优点，但镀液的腐蚀性强。
4)快速镀铬液 这类镀铬液是在普通镀铬液的基础上添加
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2 镀铬层的分类及应用 镀铬可按其工艺及溶液不同来分类，所得到的铬层可应用
于不同的场合。 (1) 防护装饰性镀铬 利用铬镀层的钝化能力、良好的化学稳 定性和反射能力，铬层与铜、镍及铜锡合金等组成防护装饰性 体系，广泛用于汽车、自行车、缝纫机、钟表、仪器仪表、日 用五金等零部件，既保持产品表面的光亮和美观，又达到防护 目的。这类铬层的厚度一般为0.25µm~1µm
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2)复合镀铬液 以硫酸和氟硅酸作催化剂的镀铬溶液。氟硅 酸的作用与硫酸相似，起催化离子的作用。氟硅酸的添加， 使镀液在电流效率、覆盖能力和光亮范围等方面均比普通 镀铬液有所改进，阴极电流效率可达20％以上。然而，氟 硅酸对阳极和阴极零件镀不上铬的部位及镀槽的铅衬均有 较强的腐蚀性，必须采取一定的保护措施。
(5) 黑铬 与其它上黑色镀层(如黑镍镀层)相比，有较高的
环保代铬镀层镍钴铁
环保代铬镀层镍钴铁的性能描述1，Dw-030镍钴铁合金镀层的物化性能在耐磨电镀金属中，铬镀层是使用最为广泛的，因为它的原子半径比较小，原子键非常紧密，铬镀层具有很高的晶格能和硬度。
然而铬离子（Cr6 +）是有毒的。
据报道，铬离子会致癌，对农业生产和微生物有害。
从20 世纪30 年代，世界各地的电镀研究人员一直在研究各种代铬镀层，并取得了巨大的成就。
例如：电镀锡钴合金是其中最有前景的，它具有高耐腐蚀性和优良的外观，但其最大缺点是硬度和耐磨性差（约为铬镀层的50%）。
除了锡钴合金，也研制了其他一些产品，包括三价铬电镀、电镀Fe-–Cr、Ni-–W–B、Ni—W-–P、Co–-W、-Ni–P 和Ni–P–SiC。
到目前为止，当全面考虑耐磨性、耐蚀性、工艺复杂性和成本时，以上产品都无法取代电镀铬。
为了克服这些代铬镀层的缺陷，研发了一种新的代铬镀层dw-030镍钴铁代铬镀层它具有优良的性能和工艺稳定性。
活塞杆电镀-代铬镀层镍钴铁,2，dw-030镍钴铁代铬镀层取代重污染六价铬电镀的技术及可行性一．前言六价铬电镀严重污染环境、危害人类的身体健康，受到国际上广泛的密切关注，欧洲联盟、日本和北美各国的环境保护部门都制订了一系列的政策和法规，限期取代严重污染环境的六价铬电镀，也不准许六价铬电镀产品进入他们的市场。
六价铬电镀也是我国电镀的主要污染源，严重污染着空气、水源和土地，严重危害着人民的身体健康。
遵照中央关于可持续发展战略的需要和保护环境，协调发展、人文关怀的精神，研究取代严重污染环境的六价铬电镀的技术和应用，将可以从源头上治理电镀对我国环境的污染。
为此，本文介绍了当前国内外取代六价铬电镀的研究现状和有关技术及政策，各国的实践表明取代六价铬电镀，将明显改善环境治理状况，而且可以提高电镀产品的质量，同时节约大量的污染处理费用，具有极其显著的经济效益和环境效益。
二．六价铬电镀六价铬镀铬是电镀行业中应用最广泛的镀种之一，量大面广，钢铁、铝、塑料、铜合金和锌基合金压铸件上都要镀装饰铬，功能电镀（硬铬）的电镀工件包括液压汽缸和柱塞、曲轴、印刷板/滚筒、内燃机活塞、塑料模具、和玻璃纤维工件的制造、切削工具等，也用于修复磨损的工件，例如滚筒、模具、汽缸和曲轴的修复。
代铬Ⅵ镀层的研究现状
三价铬。六价铬,镍钴铁代铬镀层比较
低（HV600-900）
高900
HV1000左右
镀液的稳定性
差
好
好
镀层的色泽
不锈钢的黄白色
蓝白色
接近铬色
镀液配制成本
30元/升
12元/升
75元/升
运行成本dm2
0.4元
0.30
0.15-0.2
镀层的耐蚀性
良
良良废水处理排 Nhomakorabea标准：六价铬0.4毫克/升
总铬1.2毫克/升
简单，只有Cr6+的20%
>96
分散能力
较好
差
好
覆盖能力
较好
差
好
搅拌
空气搅拌
无
空气搅拌
铬雾溢出
无
有
无
电流中断的影响
无
无色继续再镀，需特别处理
无影响
杂质敏感性
敏感（Ni,Fe,Cu）
不敏感
不敏感
槽液稳定
沉积速度/（µm/min）
0.1-0.3
0.1-0.2
1.5(5A/dm2)
最高镀层厚度/µm
<3
可镀厚铬层
>100(无脆性)
欧洲国家要求零排放
简单，可回收零排放
抽风
不需要
必须
不需要
镀层耐腐蚀
24小时
48小时
大于96小时
耐磨性
低
好，常温耐磨，重载下不耐磨
两倍镀铬层耐磨性
镀层抛光性
好抛
抛光费时
好抛，减震器杆镀层均匀，不用阴极保护
冷却系统
需要
需要
不需要
阳极
特殊材料制作，价格昂贵
铅锡合金，定期消耗，刷洗
国内外液压杆镀层技术的对比研究
国内外液压缸活塞杆镀层技术的对比研究液压缸是液压系统中重要的执行元件，用于执行往复运动，在工程机械中应用广泛。
液压缸活塞杆是液压缸的重要部件，它通常采用45#钢做成实心杆或空心管，液压缸活塞杆在使用中会遭受磨粒冲刷，极易产生磨损。
为提高活塞杆表面的耐磨性能，达到延长活塞杆使用寿命的效果, 目前国内传统工艺是表面镀硬铬(镀层厚度0.03~0.05mm)并抛光，其表面粗糙度Ra为0.1~0.2μm。
其镀液以铬酸为基础，以硫酸做催化剂，工艺优点为：镀液稳定，易于操作，表面铬镀层质量比较高，赋予油杆光亮、高硬度、优良的耐磨性等优点。
其致命的缺点是：含铬废水和废气严重致癌，属国家一类控制排放物,对环境和生产工人的危害极大。
其他缺陷主要有：(1)阴极电流效率非常低，一般只有18%~20%，镀速相当慢，消耗的能量也相当大。
(2)镀液温度较高，能量浪费大。
（3）镀液的分散和覆盖能力差，需防护阴极和辅助阳极才能得到厚度均匀的镀层。
(4)镀层空隙多，铬镀层对钢铁基体属阴极性镀层，防腐蚀性有一定局限性。
因此，国内外电镀界一直致力于改进传统镀铬工艺。
如四川泸州长江液压机厂，采用镀乳白/耐磨双层铬应用在活塞杆，大大地提高了镀层的耐蚀性。
华南理工大学刘定福等人，提出一种适用于摩托车后减震器活塞杆的半光亮镍/高硫镍/硬铬电镀工艺。
该镀层经32小时CASS试验耐蚀性达9级以上。
济南泰格化工有限公司研究的镍钴铁镀层经96小时CASS试验耐蚀性达10级以上.随着时代的进步和科技的发展，在环境保护与清洁生产越来越受到世人重视的今天，各国对六价铬的使用与含铬废水、废气的限制措施越来越严厉。
因此，世界各地的电镀工作者一直在探索代铬镀层工艺。
在已报道的代铬技术中，从覆盖层的性质来看，可分为合金镀层，金属-非金属复合层、无机代铬层和有机代铬层等。
从覆盖层的制备方法来看，有电镀、化学镀、离子气相沉积、热喷涂等。
化学镀镍是近年来迅速发展起来的一项表面处理高新技术，是在不通电的情况下，通过自催化化学反应，在钢、铁、铜、铝及塑料等金属、非金属基体表面上生成镍磷合金镀层的。
代替镀硬铬电镀层的研究现状及最新进展
代替镀硬铬电镀层的研究现状及最新进展镀硬铬也称耐磨铬,镀铬层具有高硬度和低摩擦因数的特点,机械零部件镀硬铬后可以提高其抗磨损能力,延长使用寿命[1]。
但电镀硬铬工艺会导致严重的环境污染,如:镀铬工艺使用的铬酸溶液,会产生含铬酸雾和废水,而且还有其他一些缺点:硬度随温度的升高降低;镀层中存在微裂纹;电镀沉积速度慢等。
合金镀层与组成他的单金属镀层相比,合金镀层有可能更平整、光亮、结晶细致。
合金镀层中组分及比例选择合适,则该合金镀层就有可能比组成他们的单金属镀层更耐磨和抗腐蚀。
非晶态材料是近20年来快速发展的一种新材料,因其薄膜镀层具有优良的高耐蚀性、高机械强度等特点,受到人们的广泛关注。
复合镀层是一种金属基的复合材料,由于固体微粒的嵌入,使原有的薄膜性能发生显著变化,从而扩展了它在不同领域的应用[2]。
开发优良的合金镀层、非晶镀层和复合镀层可以替代硬铬镀层。
1 电沉积二元合金1.1 Ni-WNi-W合金镀层中W的含量(质量分数)超过44%时,能获得非晶态镀层。
得到的Ni-W合金具有较高的熔点与硬度,较好的耐热性、耐磨性和耐蚀性,可以作为替代铬镀层。
镀层中W含量随着镀液中W的含量的提高而提高,最后趋于一定值;镀液温度对镀层的结构有显著影响,温度高于50℃,才能获得非晶镀层;电流密度高,也对形成非晶镀层有利;pH对镀层结构有显著影响,pH=5~7时,可获得非晶镀层,PH<4或PH>8,只能得到晶态镀层;Ni-W非晶镀层具有较好的热稳定性,在400℃以下可保持非晶态结构。
加入2-丁炔-1,4-二醇时,能得到完整且光亮的Ni-W镀层,但是2-丁炔-1,4-二醇能减少镀层中W的含量并且影响电流密度和电流效率。
2-丁炔-1,4-二醇的加入有利于反应的进行从而降低电流效率[3]。
研究钢基体上的Ni-16%W在700℃和800℃的氧化过程,在氧化之前,镀层是由过饱和W、Fe、Mo、Si等元素和晶格常数为3.782的纳米Ni颗粒组成。
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代铬镀层比较分析
1，电沉积钴磷合金
俄罗斯最先使用，美国海军2006年使用，最早应用在海军修理所。
2012年加拿大多伦多INTEGRAN技术独家卖给耐力赛，并开始使用，耐力赛，惠特尼现在已关闭22条镀铬生产线，全部铬替代—电沉积钴。
活塞杆超微晶钴合金代铬。
耐力赛产业，在创新的领导者，与Integran技术合作，引进了革命性的活塞杆涂层技术。
硬铬（CR）镀层（30u到50u厚）广泛传动耐磨，耐冲刷组件，工业和军事上的应用，因为其内在的高硬度（600-1,000 VHN之间）和低的摩擦系数（低于0.2）。
这种硬铬的最常用的手段经过铬酸浴使用。
健康风险关联与使用六价铬浴以来，已被确认 30年代初。
除了对健康的危害，还有其他几个硬铬涂层工艺和性能的缺点。
电流效率低，深度能力低，产生大量有毒气体。
电镀纳米金属和合金涂层，除了目前硬铬电镀基础设施完全兼容，已显示属性，使他们卓越的替代硬铬涂层技术。
尤其重要的是，这些性能都达到使用更环保的良性化学品。
这个项目的目标是先进的纳米涂层技术的开发和优化基于对环境无害的传统电镀技术产生的修改涂料，达到或超过现有硬铬的整体性能和生命周期成本电镀。
对于内孔应用，电镀层进行了评价。
这些措施包括电镀镍- 磷和镍- 钨合金镀层，镍钴铁电镀层，镍- 碳化硅。
然而，这些镀层。
有硬铬所需的所有特点。
此外，镍基涂层现在被认为是不可取的，因为它已被发现，在某些情况下，它们可能会导致严重的过敏反应。
因此镍基合金不是最理想的代铬镀层。
只是镍基合金价格便宜，操作性好些。
尤其是电镀镍钴铁，性能稳定，镀层硬度高，改变工艺后，耐盐雾超过192小时，是现阶段代铬的理想镀层，他的缺点是镀层中含有镍。
硬铬（CR）镀层（30u到50u厚），电镀时间需要2-3小时
超微晶钴合金（30u到50u厚），电镀时间需要30分.电沉积镍钴铁20分
耐盐雾硬铬达到96小时不容易，必须采用脉冲镀铬，普通镀铬必须改变工艺才能达到，因此要求技术水平要高。
超微晶钴合金，镀层厚度50u，盐雾试验达500小时。
Nanocrystalline Co-P Property Data Summary Compared to Hard
Chromium Electroplating (McCrea et al. 2003)
Factor Nanocrystalline Co-P Hard Chrome
Hardness (as deposited) 600-700 VHN 800-1200 VHN
Hardness (heat treated @ 250°C) 700-800 VHN ----
Hardness (heat treated @ 400°C 1000-1200 VHN ----
Ductility 2-7% elongation <0.1%
Thermal Stability 400°C ----
Wear (Abrasive – Taber) 27 mg/1000 cycles (CS-17) 3.2 mg/1000 cycles (CS-17)
Wear (Adhesive – Pin on disk) 11 mg/1000 cycles (CS-10) 1.0 mg/1000 cycles (CS-10)
Corrosion (Salt Spray) Protection Rating 8 @ 1000 hours Protection Rating 2 @ 1000 hours Corrosion (Potentiodynamic) 0.1-1 mpy 0.01 mpy
Internal Stress 10-15 ksi (tensile) Cracked – exceeds cohesive
strength
Hydrogen embrittlement None Yes – min. bake 24 hrs.
Fatigue Retesting required Fatigue debit,
2，得信佳-H的硬纳米钴磷涂膜：
得信佳是一个很难的纳米晶电复合涂层。
它由一个钴磷合金基体金属与硬颗粒均匀地分散在其中。
这一过程涉及电镀钴和磷存在硬微粒的条件下，允许共同存款与钴的硬颗粒磷合金。
属性：
硬度
（镀）700VHN的
800 VHN之间（在200摄氏度的热处理）
1100-1300 VHN之间（在400摄氏度的热处理）
耐腐蚀性：超过200小时，ASTM B117的
热稳定性：高达400摄氏度
疲劳借记：热喷涂类似，如T-400
典型应用：
飞机，发电，活塞杆，石油和天然气组件
3，钴铁磷（先进的替代硬格电镀）
美国国防部项目，委托美国联合技术公司研制，原计划2013年完成，结果2012年7月提前完成。
钴铁磷（先进的替代硬格电镀）由于产生纳米晶格，形成完全致密的镀层。
镀层孔隙率几乎为零。
纳米晶粒3-100纳米。
盐雾试验：钴，钴磷，钴铁磷比较，电沉积钴磷最好可达1200小时，但钴铁磷经过封闭处理，盐雾试验超过1000小时。
操作稳定性：镍钴铁最好，其次钴铁磷，钴，最不好操作的是钴磷，钴磷复合镀。
经济性：镍钴铁最好，其次钴铁磷，最贵的是钴磷复合镀。
4，济南泰格的镍钴铁，钴铁磷X合金
济南泰格的镍钴铁镀层成功应用到连铸结晶器铜管内壁镀层上，通钢量提高一倍，成本与镀铬降低三分之一，关键是环保。
2015年中国大部关闭镀铬线，所以镍钴铁镀层最为代铬缓冲镀层具有划时代意义。
但由于代铬镀层镍钴铁含有镍，最终不是最终代铬品，钴铁磷X合金必将取代镀铬，成为最理想的代铬镀层。
钴铁磷X合金与钴铁磷比较
硬度：提高100-300HV，镀态硬度650以上，热处理温度240，避免因热处理温度过高，影响基体硬度。
5，钨合金
钨合金好友很多技术不过关，无法推广。