镀铬与磷化

新发展
• 铬镀层由于具有一系列优良的性能而得到广泛的应用，特别是随着机 械制造业的发展， 铬镀层的用量越来越大。但是传统的镀铬工艺使用 的电解液都由剧毒的铬酐配制。据报道，．在镀铬过程中约有2/3铬 酐消耗在废水或废气中，只有l/3左右的铬酐用于铬镀层上。大量的废 水和废气对环境造成了严重污染。多年来，尽管加强了对含铬废水的 回收和处理，但未得到根本解决，另外传统的镀铬工艺还存在不少缺 点。针对上述存在的问题，广大电镀工作者对镀铬工艺做了大量的研 究工作。
金属镀铬过程
• • • • • • • • • ①钢铁基体铜/镍/铬体系工艺流程为： 除油→水洗→浸蚀→水洗→闪镀氰铜或闪镀镍→水洗→酸铜→水洗→亮镍→ 水洗→镀铬→水洗干燥。 表4-28 防护装饰性镀铬的工艺规范 多层镍/铬体系工艺流程为： 除油→水洗→浸蚀→水洗→镀半光亮镍→水洗→光亮镍→水洗→镀铬→水洗 →干燥。 ↓↑ 高硫冲击镍 (1μm) ②锌合金基体弱碱化学除油→水洗→浸稀氢氟酸→水洗→电解除油→水洗→ 闪镀氰铜→水洗→光亮镀铜→光亮镍→水洗→镀铬→水洗→干燥。 ③铝及铝合金基体 弱碱除油→水洗→电解除油→水洗→次浸锌→溶解浸锌层 →水洗一二次浸锌→水洗→闪镀氰铜（或预镀镍） →水洗→光亮镀铜→水洗 →光亮镀镍→水洗→镀铬→水洗→干燥。
金属结构防腐处理：磷化，镀铬
森工2班 唐卓
背景介绍
• 1.金属的腐蚀是金属在环境的作用下所引起的破坏或变质。 金属的腐蚀还有其他的表述。 • 例如自然存在的大气、海水、淡水、土壤等，以及生产生 活用的原材料和产品。由于这些物质和金属发生化学作用 或电化学作用引起金属的腐蚀，在许多功能情况下还同时 存在机械力、射线、电流、生物等的作用。金属发生腐蚀 的部分，由单质变成化合物，至使生锈、开裂、穿孔、变 脆等。因此，在绝大多数的情况下，金属腐蚀的过程是冶 金的逆过程。
镀铬的优点
• 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。 • 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。
镀铬的用途
• ①防护一装饰性镀铬 防护一装饰性镀铬俗称装饰铬，镀 层较薄，光亮美丽，通常作为多层。常用的工艺有 Cu/Ni/Cr、Ni/Cu/Ni/Cr、Cu—Sn/Cr等。经过抛光的制品 表面镀装饰铬后，可以获得银蓝色的镜面光泽。在大气中 经久不变色。这类镀层广泛用于汽车、自行车、缝纫机、 钟表、仪器仪表、日用五金等零部件的防护与装饰。经过 抛光的装饰铬层对光有很高的反射能力，可用作反光镜。 • ②镀硬铬（耐磨铬） 镀层具有极高的硬度和耐磨性，可 延长工件使用寿命，如切削及拉拔工具，各种材料的压制 模及铸模、轴承、轴、量规、齿轮等，还可用来修复被磨 损零件的尺寸公差。镀硬铬的厚度一般为5～50μm，也可 根据需要而定，有的高达200～800μm。钢铁零件镀硬铬 不需要中间镀层，如对耐蚀性有特殊要求，也可采用不同 的中间镀层。
镀铬的用途
• ③镀乳白铬镀铬层呈乳白色，光泽度低、韧性好、孔隙低、
色泽柔和，硬度比硬铬和装饰铬低，但耐蚀性高，所以常 用于量具和仪器面板。为提高其硬度，在乳白色镀层表面 可再镀覆一层硬铬，即所谓双层铬镀层，兼有乳白镀铬层 和硬铬镀层的特点，多用于镀覆既要求耐磨又要求耐腐蚀 的零件。 • ④镀松孔铬（多孔铬） 是利用铬层本身具有细致裂纹的 特点，在镀硬铬后再进行机械、化学或电化学松孔处理， 使裂纹网进一步加深、加宽。使铬层表面遍布着较宽的沟 纹，不仅具有耐磨铬的特点，而且能有效地储存润滑介质， 防止无润滑运转，提高工件表面抗摩擦和磨损能力。常用 于受重压的滑动摩擦件表面的镀覆，如内燃机汽缸筒内腔、 活塞环等。
金属腐蚀图片
金属采取防腐原因
经调查发现，每年因金属腐蚀引起的报废钢 材就占了全国年产钢量的30%~40%，这不仅增加 了企业成本，也造成了极大的资源浪费，对环境 的破坏也是巨大的。所以金属防腐是必然之路。 下面，我来给大家详细介绍一下常用的金属防腐 方法。
1.改善金属的本质，根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金， 或在金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的腐 蚀。例如，在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。 2.形成保护层，在金属表面覆盖各种保护层，被保护金属与腐蚀 性③非金属涂层 ④金属保护层
背景介绍
• 2.按腐蚀过程的分，主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。化学 腐蚀是金属和环境介质直接发生化学作用而产生的损坏， 在腐蚀过程中没有电流产生。例如金属在高温的空气中或 氯气电解质对金属的腐蚀等。引起金属化学腐蚀的介质不 能导电。电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生电化作用 而引起的损坏，在腐蚀过程中有电流产生。引起电化学腐 蚀的介质都能导电。例如，金属在酸、碱、盐、土壤、海 水等介质中的腐蚀。电化学腐蚀与化学腐蚀的主要区别在 于它可以分解为两个相互独立而又同时进行的阴极过程和 阳极过程，而化学腐蚀没有这个特点。电化学腐蚀比化学 腐蚀更为常见和普遍。
背景介绍
• 3.按金属腐蚀破坏的形态和腐蚀区的分布，分为全面腐蚀 和局部腐蚀。全面腐蚀，是指腐蚀分布于整个金属的表面。 全面腐蚀有各处的腐蚀程度相同的均匀腐蚀；也有不同腐 蚀区腐蚀程度不同的非均匀腐蚀。在用酸洗液清洗钢铁、 铝设备时发生的腐蚀一般属于均匀腐蚀。而腐蚀主要集中 在金属表面的某些区域称为局部腐蚀。尽管此种腐蚀的腐 蚀量不大，但是由于其局部腐蚀速度很大，可造成设备的 严重破坏，甚至爆炸，因此，其危害更大。金属在不同的 环境条件下可以发生不同的局部腐蚀。例如孔蚀、缝隙腐 蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、磨损腐蚀等。
磷化用途
• 钢铁磷化主要用于耐蚀防护和油漆用底膜。
（1）耐蚀防护用磷化膜 • ①防护用磷化膜 用于钢铁件耐蚀防护处理。磷化膜类型可用锌系、锰 系。膜单位面积质量为10-40 g/m2。磷化后涂防锈油、防锈脂、防锈 蜡等。 • ②油漆底层用磷化膜 • 增加漆膜与钢铁工件附着力及防护性。磷化膜类型可用锌系或锌钙系。 磷化膜单位面积质量为0.2-1.0 g/m2（用于较大形变钢铁件油漆底 层）；1-5 g/m2（用于一般钢铁件油漆底层）；5-10 g/m2（用于不 发生形变钢铁件油漆底层）。 （2）减摩用磷化膜 • 磷化膜可起减摩作用。一般用锰系磷化，也可用锌系磷化。对于有较 小动配合间隙工件，磷化膜质量为1-3 g/m2；对有较大动配合间隙工 件（减速箱齿轮），磷化膜质量为5-20 g/m2。
新发展
• 二战以后，磷化广泛应用于防蚀技术，金属冷变 形加工工业。这个时期磷化处理技术重要改进主 要有:低温磷化、各种控制磷化膜膜重的方法、连 续钢带高速磷化。当前，磷化技术领域的研究方 向主要是围绕提高质量、减少环境污染、节省 能 源进行。
磷化处理的图片
镀铬
• 定义：镀铬就是电镀的过程，在要镀的金属上面 通过电解的方法形成一层保护膜，以使得金属获 得特殊性能。 • 镀铬是在含铬酐的溶液中进行的，阳极是铅合金 板，阴极就是你要镀的零件，简单原理就是铬离 子在阴极得到电子还原成金属铬，覆在零件表面， 即成镀铬层。镀铬需要一定的溶液成分及含量， 一定的温度，一定的电流密度。
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镀铬图片欣赏
总结
• 通过这部分课程的学习，大致对金属防腐有了初步的认识， 特别是金属磷化和镀铬。从概念到实际，我们离科学的真 理更近一步。大致归纳如下： • 磷化：高温磷化处理， 中温磷化处理，常温磷化处理 • 镀铬：防护一装饰性镀铬，镀硬铬（耐磨铬），③镀乳白 铬镀铬，镀松孔铬（多孔铬）
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3.改善腐蚀环境，改善环境对减少和防止腐蚀有重要 意义。例如，减少腐蚀的浓度，除去介质中的氧，控制环 境温度、湿度等都可以减少和防止金属腐蚀。也可以采用 在腐蚀介质中添加能降低腐蚀速率的物质（称缓蚀剂）来 减少和防止金属腐蚀。 4.电化学保护法，电化学保护法是根据电化学原理在 金属设备上采取措施，使之成为腐蚀电池中的阴极，从而 防止或减轻金属腐蚀的方法。
下面，详细介绍：“磷化”和“镀铬”
目录
磷化
镀铬
磷化
• 定义：钢铁零件在含有锰、铁锌、钙的磷酸盐溶液中，进行化学处理，使其 表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法，叫做磷化处理（或称磷酸盐 处理）。 用于生产的磷化处理方法有：高温、中温、常温的磷化处理，四合 一磷化处理及黑色磷化处理等。 1、 高温磷化处理：在90-98℃的温度下进行，溶液的游离酸度于总酸度的比 值为1∶6-9，处理时间为15-20分钟。特点：耐腐蚀性、结合力、硬度和耐热 性都比较高，速度快，磷化膜粗细均匀。溶液加热时间长，挥发量大，成分 变化快，磷化膜易夹杂沉淀，沉淀物难清理。 2、 中温磷化处理：在60-70℃的温度下进行。溶液游离酸度与总酸度比值为 1∶（10-15），处理时间为7-15分钟。特点：溶液稳定，磷化速度快，生产 效率高，容易成分复杂，难配制。 3、 常温磷化处理：在室温下进行，溶液的游离酸度与总酸度的比值为1∶ （20-30），处理时间为10-15分钟。特点：不需加热，消耗少、成本低、
• ⑴低浓度铬酐镀铬工艺
低浓度铬酐镀铬工艺是指镀铬液中铬酐含量在30～60g/L的镀铬工艺， 铬酐使用量只有普通标准镀铬工艺的l/5～1/8，既减轻了铬酐对环境 的污染，又节约了大量的原材料。
• ⑵三价铬盐镀铬
三价铬电镀作为最重要、最直接有效的代六价铬电镀工艺，人们对其 研究已有一百多年的历史，但由于电镀液的稳定性、铬镀层的质量等 方面始终无法与铬酸镀铬相比，大多数三价铬镀液均为络合物镀液， 由主盐、络合剂、一定量的导电盐、缓冲剂及少量润湿剂构成。
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稳定、耐腐蚀性差、结合力低、耐热性低。
磷化用途
• • • • • • • • （1）涂装前磷化的作用 ①增强涂装膜层（如涂料涂层）与工件间结合力。 ②提高涂装后工件表面涂层的耐蚀性。 ③提高装饰性。 （2）非涂装磷化的作用 ①提高工件的耐磨性。 ②令工件在机加工过程中具有润滑性。 ③提高工件的耐蚀性。