镀铬知识简介及镀铬分类、镀铬层厚度、硬度控制方法

镀铬知识简介及镀铬分类、镀铬层厚度、硬度控制方法

一镀铬简介

镀铬属于发展较晚的工艺，早在1854年就有人从三价格槽液中镀得金属铬，1856年又发明从三价格槽液中镀铬的工艺，但是直到本世纪20年代，镀铬工艺才在国外得到广泛应用。镀铬工艺传到我国比较晚，有关镀铬知识的介绍和应用的记载大都是在30年代初期。我国对金属铬元素的介绍和命名直到19世纪60年代才开始进行。

二镀铬的一般特性

（一）镀铬特点

1.镀铬用含氧酸做主盐，铬和氧亲和力强，电析困难，电流效率低；

2.铬为变价金属，又有含氧酸根，故阴极还原过程很复杂；

3.镀铬虽然极化值很大,但极化度很小,故镀液的分散能力和覆盖能力很差,往往要采用辅助阳极和保护阴极；

4.镀铬需用大电流密度，而电流效率很低，大量析出氢气，导致镀液欧姆电压降大，故镀铬的电压要比较高；

5.镀铬不能用铬阳极，通常采用纯铅、铅锡合金、铅锑合金等不溶性阳极。

（二）镀铬过程的特异现象镀铬与其它金属电沉积相比，有如下特异现象：

（1）随主盐铬酐浓度升高而电流效率下降；

（2）随电流密度升高而电流效率提高；

（3）随镀液温度提高而电流效率降低；

（4）随镀液搅拌加强而电流效率降低，甚至不能镀铬。上述特异现象均与镀铬阴极还原的特殊性有关。

三镀铬层的种类和标记

（一）防护—装饰性镀铬防护—装饰性镀铬，俗称装饰铬。它具有防腐蚀和外观装饰的双重作用。为达此目的在锌基或钢铁基体上必须先镀足够厚度的中间层，然后在光亮的中间镀层上镀以0.25～0.5μm 的薄层铬。例如钢基上镀铜、镍层再镀铬、低锡青铜上镀铬、多层镍上镀铬、镍铁合金镀层上镀铬等等。在现代电镀中，在多层镍上镀取微孔或微裂纹铬是降低镀层总厚度，又可获得高耐蚀性的防护—装饰体系，是电镀工艺发展的方向。在黄铜上喷砂处理或在缎面镍上镀铬，可获得无光的缎面铬，是用作消光的防护—装饰镀铬。装饰性镀铬是镀铬工艺中应用最多的。

装饰镀铬的特点是：

（1）要求镀层光亮；

（2）镀液的覆盖能力要好，零件的主要表面上应覆盖上铬；

（3）镀层厚度薄，通常在0.25～0.5μm之间，国内多用0.3μm。为此装饰镀铬常用300～400g/L的高浓度，近些年来加入稀土等添加剂，浓度可降至150～200g/L，覆盖能力、电流效率明显提高，是研究开发和工业生产应用的发展方向。防护—装饰镀铬广泛用于汽车、自行车、日用五金制品、家用电器、仪器仪表、机械、船舶舱内的外露零件等。经抛光的铬层有很高的反射系数，可作反光镜。

（二）乳白铬镀层在较高温度（65～75℃）和较低电流密度下（20±5A/dm2）获得的乳白色的无光泽的铬称为乳白铬。镀层韧性好，硬度较低，孔隙少，裂纹少，色泽柔和，消光性能好，常用于量具、分度盘、仪器面板等镀铬。在乳白铬上加镀光亮耐磨铬，称为双层镀铬。在飞机、船舶零件以及枪炮内腔上得到广泛应用。

（三）松孔镀铬通常在镀硬铬之后，用化学或电化学方法将铬层的粗裂纹进一步扩宽加深，以便吸藏更多的润滑油脂，提高其耐磨性，这就叫松孔铬。松孔镀铬层应用于受重压的滑动摩擦件及耐热、抗蚀、耐磨零件，如内燃机汽缸内腔、活塞环等。

（四）黑铬在不含硫酸根而含有催化剂的镀铬中，可镀取纯黑色的铬层，以氧化铬为主成分，故耐蚀性和消光性能优良，应用于航空、光学仪器、太阳能吸收板及日用品之防护—装饰。

四镀铬液的种类和特性

（一）普通镀铬溶液这是应用量大、面广的一种镀液，基本组分是铬酐和硫酸，按铬酐浓度可分为低、中、高浓度三种。低浓度通常系指铬酐含量为120g/L以下的镀液。具有减少污染、降低成本、电流效率比较高（18%～20%）、镀层光亮度好、光亮电流密度范围宽等优点。缺点是需槽电压较高，镀液覆盖能力较差，适合于零件形状较简单的场合。中浓度通常系指铬酐含量为180～250g/L的镀液。铬酐250g/L，硫酸根2.5g/L的镀液称为标准镀铬液，多用于镀硬铬。在这类镀液中加入镀铬添加剂，特别是混合稀土金属盐添加剂，镀液

性能则有很大改善：①可将铬酐浓度降低到150～180g/L以内，镀液的覆盖能力明显提高，超过高浓度液；②可降低析铬的临界电流密度值，可采用较低电流密度（如8～10A/dm2），而电流效率却能达到20%以上，槽电压低于10V，故有明显的节电效果；③可实现常温电镀，在15～50℃之间均可施镀，有利于节约能源，提高工效。综合经济和环境效益好。这是现代电镀铬工艺的发展方向。高浓度系指铬酐浓度为300～400g/L的镀液。具有较高分散能力和覆盖能力，主要用于装饰性镀铬。这种镀液带出损失多、对环境污染较严重。电流效率低（8%～13%）。随着稀土等镀铬添加剂的开发和应用，这类镀液已逐渐缩减。

五镀铬的优缺点

镀硬铬是比较好的一种增加表面硬度的方法，但是它的优缺点很多，所以好多情况下都没采用。

（一）镀铬的优点

优点一：表面光洁度好，

优点二：不会生锈，一点锈斑都不会有；

优点三：镀的过程中原零件变形小；

优点四；如果零件尺寸不到位，可以通过加几丝铬来达到尺寸（如12楼所说的修补，当然了，这是优点，也是个缺点，所以要镀铬的零件都要放余量了）；

优点五；表面比较美观等。

（二）镀铬的缺点

缺点一：价格高，不光镀的费用高，而且镀后还要再加工；

缺点二：不适合表面比较复杂的零件；

缺点三：厚度太薄，一般只有0。05-0。15mm左右；

缺点四：对零件表面的光洁度要求比较高等。

六影响镀铬硬度的因素

1. 铬酐浓度和硬度的关系

在其它工艺条件相同的时候，铬酐浓度低时硬度高。但浓度低，镀液变化快，不稳定。

2. 硫酸含量和硬度的关系

在正常的镀铬工艺规范中。铬酐与硫酸的比值应该保持在100：1。在其它浓度不变时，提高硫酸含量，铬层的硬度也相应增高。但在二者比值为100：1.4，再提高硫酸含量硬度值又会下降。

3. 电流密度和硬度的关系

在正常温度下，铬层硬度随着电流密度的增加而提高。当电流密度达到一定极限时硬度趋向稳定。

4. 镀铬液稳定和硬度的关系

在较高温度（65～75℃）下，由稀溶液镀出的铬层比由浓镀液镀出的铬层硬度高15～20％；在较低温度（35～45℃）下，由稀溶液镀出的铬层比由浓镀液镀出的铬层硬度没有多大差别。

5. 镀铬层厚度与硬度的关系

一般硬铬镀层硬度是随厚度提高而提高的，硬度的最高值在0.2㎜左右。以后，即使在提高厚度，硬度也不会再增加。