镀铬

4．4．4镀铬工艺

(1)防护一装饰性镀铬

防护一装饰性镀铬不仅要求镀层在大气中具有很好的耐蚀性，而且要有美丽的外观。

这类镀层也常用于非金属材料的电镀。

防护一装饰性镀铬可分为一般防护装饰镀铬与高耐蚀性防护装饰镀

铬。表4—28列出防护装饰性镀铬的工艺规范。

装饰性镀铬的工艺条件也取决于欲镀的基体金属材料。可根据基体材料的不同适当调整工作温度和阴极电流密度。

1)一般防护装饰性镀铬

一般防护装饰性镀铬采用中、高浓度的普通镀铬液，适用于室内环境使用的产品。钢铁、锌合金和铝合金镀铬必须采用多层体系，主要工艺流程如下。

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。

2)高耐蚀装饰性镀铬

高耐蚀装饰性镀铬是采用特殊工艺改变镀铬层的结构，从而提高镀层的耐蚀性，该镀层适用于室外条件要求苛刻的场合。

在防护装饰性镀铬体系中，多层镍的应用显著提高了镀层的耐蚀性，研究发现，镍、铬层的耐蚀性不仅与镍层的性质及厚度有关，同时在很大程度上还取决于铬层的结构特征。从标准镀铬溶液中得到的普通防护装饰性镀铬层虽只有0．25～0．5μm，但镀层的内应力很大，．使镀层出现不均匀的粗裂纹。在腐蚀介质中铬镀层是阴极，裂纹处的底层是阳极，因此，遭受腐蚀的总是裂纹处的底层或基体金属。由于裂纹处暴露出的底层金属面积与镀铬层面积相比很小，因而腐蚀电流密度很大，腐蚀速度很快，而且腐蚀一直向纵深发展。由于裂

纹不可避免，如果改变微裂纹的结构，使腐蚀分散，那么就可减缓腐蚀。在此构思下，20世纪60年代中期开发出了高耐蚀性的微裂纹铬和微孔铬新工艺。这两种铬统称为“微不连续铬”由于形成的铬层具有众多的微孔和微裂纹，暴露出来的镀镍面积增大但又很分散，使镍层表}面上的腐蚀电流密度大大降低，腐蚀速度也大为减缓，从而提高了组合镀层的耐蚀性，并且使镍层的厚度减小5μm左右。

①微裂纹铬在光亮镀镍层上施镀一层0．5～3μm高应力镍，再镀0．25μm普通装饰铬，由于高应力镍层的内应力和铬层内应力相叠加，就能在每平方厘米上获得250～1500条{分布均匀的网状微裂纹铬。

研究发现，普通镀铬电解液中加入少量的seO42-，可得到内应力很大的镀铬层。在添加seO42-的镀液中得到的铬镀层带有蓝色。seO42-含量越高，镀层的蓝色越重。

采用双层镀铬法也可获得微裂纹铬镀层。工艺为先镀覆一层覆盖力好的铬镀层，然后在含氟化物的镀铬溶液中镀覆一层微裂纹铬层。双层法电镀微裂纹铬镀层的工艺见表4—28。，双层法的缺点是需要增加设备，电镀时间长，电能消耗多。故目前已用单层微裂纹铬代替，{但单层微裂纹铬也存在氟化物分析困难及微裂纹分布不均等缺点。

②微孔铬目前使用最多的电镀微孔铬的方法是在光亮镀镍上镀覆厚

度不超过0．5μm的镍基复合镀层(镍封闭)，再镀光亮铬层，便得到微孔铬层。

镍基复合镀层中均匀弥散的不导电微粒粒径在0．5μm以下，在镀液中的悬浮量为50～lO0g/L，微粒在复合镀层中含量为2%～3%。常用的微粒有硫酸盐、硅酸盐、氧化物、氮化物和碳化物等。由于微粒不导电，在镀铬过程中微粒上没有电流通过，其上面也就没有金属铬沉积，结果就形成了无数微小的孔隙，密度可达每平方厘米一万个以上。

3)防护装饰性电镀注意事项

①较大零件人槽前要通过热水冲洗预热，切勿在镀液中预热，否则会腐蚀高亮度的底层表面。

②小零件需采用滚镀铬工艺，滚镀铬镀液中应加入氟硅酸，防止零件滚镀时瞬间不接触导电而致表面钝化。

③零件带电入槽，对于复杂零件采用冲击电流，或增大阴、阳极距离。

④每一电镀层都要抛光，提高光洁程度，减少孔隙，防蚀。

⑤在镍上镀铬时，如镍钝化，可用酸浸法活化，然后镀铬。活化方法为：在30%～50%(体积分数)的盐酸中浸30～60s；在20%(体积分数)的硫酸中浸蚀约5min；在5%(体积分数)的硫酸中阴极处理l5s左右，再镀铬，就可得到结合力良好的镀铬层。

⑥电源宜采用全波整流。

⑦采用高浓度铬酐镀液时，可安装回收槽以节约铬酐，降低成本，减少废水处理量。

(2)滚镀铬

需要镀铬的细小零件，如采用通常的挂镀，不仅效率低，而且镀件上常留下夹具的痕迹，不能保证镀层的质量。滚镀铬多用于体积小、数量多、又难以悬挂零件的装饰性多层电镀，如铜/光亮镍/铬或光亮低锡青铜/铬。此法可提高生产效率、降低成本。但它只适用于形状简单、具有一定自重的镀件；不适用于扁平片状、自重小以及外观要求较高的零件电镀。

滚镀铬时应注意的事项如下：

①滚镀铬溶液用蒸馏水或去离子水配制，注意清洁，严防杂质带入，特别注意不要带人Cl一；

②硫酸根应控制适宜，不易过高，以免零件表面发黄或镀不上铬，过量的硫酸可用碳酸钡除去；’

③氟硅酸对镀层有活化作用，并能扩大光亮范围，不可缺少，也不宜过量；

④带电入槽，开始使用冲击电流，约l～2min即可；

⑤零件装入滚桶前，必须将桶内的铬酸液清洗净，以防零件被铬酸腐蚀发花；

⑥滚桶使用一段时间后，用盐酸处理，以除去滚桶网上的铬层；

⑦零件小，温度可稍低些，为避免镀液温度升高最好用冷却装置。

(3)镀硬铬

硬铬又称耐磨铬，硬铬镀层不仅要有一定的光泽，而且要求底层的硬度高、耐磨性好并与基体结合牢固。

镀层厚度应根据使用场合不同而异。在机械载荷较轻和一般性防护时，厚度为l0～20μm；在滑动载荷且压力不太大时，厚度为20～25μm；在机械应力较大和抗强腐蚀作用时，厚度高达l50～300μm；修复零件尺寸厚度可达800～1000μm。

耐磨镀铬一般采用铬酐浓度较低(Cr03150～200g/L)的镀液，有的工厂也采用标准镀铬液。工艺条件上宜采用较低温度和较高的阴极电流密度，应视零件的使用条件和对铬层的要求而定。表4—29列出了获得最大硬度镀铬层的适宜温度和电流密度关系。生产上一般采用温度为50～60℃(常用55℃)和25～75A/dm2(多数为50A/dm2)的阴极电流密度。工艺条件一经确定，在整个电沉积过程中，尽可能保持工艺条件的恒定，特别是温度，变化不要超过±1℃。

表4-29获得最大硬度镀铬层温度和电流密度关系

镀硬铬应注意如下问题。

①欲镀零件无论材质如何，只要工件较大，均需预热处理，因为镀硬铬时间较长，镀层较厚，内应力大且硬度高，而基体金属与铬的热膨胀系