电镀工艺课件-镀铬.ppt

1、镀铬镀铬6.4.1 概述概述6.4.2 镀铬的阴极过程镀铬的阴极过程6.4.3 镀铬的阳极过程镀铬的阳极过程6.4.4 普通镀铬镀铬普通镀铬镀铬6.4.5 镀铬工艺的新发展镀铬工艺的新发展6.4.6 不良镀铬层的退除不良镀铬层的退除镀镀 铬铬 历历 史史1854年帮森（年帮森（Bunsen）发表了从三价铬盐镀）发表了从三价铬盐镀铬的文章。铬的文章。1856年盖瑟（年盖瑟（Geuther）发表了从铬酸镀铬）发表了从铬酸镀铬的论文。的论文。1920年年萨金特萨金特（Sargent）研究和发展了）研究和发展了铬酸铬酸镀铬镀铬，并在生产上得到实际应用。，并在生产上得到实际应用。1923-1924年年C

2、.G.Fink和发现了三价铬在镀铬和发现了三价铬在镀铬时的重要作用。时的重要作用。1924年年C.Hambuechen使用了使用了硫酸和氟化物硫酸和氟化物作催化剂的镀液作催化剂的镀液。1925年美国国家印刷局进一步试验成功了年美国国家印刷局进一步试验成功了电镀硬铬电镀硬铬工艺。工艺。1933年年Siemers等用乙酸作催化剂开等用乙酸作催化剂开发黑发黑铬铬镀液。镀液。1950年美国年美国United Chromium公司发表了公司发表了自动调节快速镀铬液自动调节快速镀铬液(SRHS)。1960年出现年出现微裂纹镀铬微裂纹镀铬。最近最近三价铬电镀三价铬电镀研究非常热。研究非常热。6.4.1 概述

3、概述一、性质、用途、分类一、性质、用途、分类二、镀铬层的主要优点二、镀铬层的主要优点三、镀铬工艺的主要特点三、镀铬工艺的主要特点四、镀铬工艺存在的问题四、镀铬工艺存在的问题一、性质、用途、分类一、性质、用途、分类 颜色：微蓝色的银白色金属颜色：微蓝色的银白色金属 原子量：原子量：52.01 密度：密度：7.188g/cm3 熔点：熔点：1830 电化当量：电化当量：0.323g/A h 化合价：化合价：+2、+3、+6价，价，+2价铬不稳定价铬不稳定1、性质、性质 电极电位：电极电位：-0.74V 对钢铁基体：对钢铁基体：阴极性镀层阴极性镀层 （电极电位比铁负，但由于铬的强烈钝化作（电极电位比

4、铁负，但由于铬的强烈钝化作用，使它的电极电位比铁正）用，使它的电极电位比铁正）强钝化能力，在空气中生成一层极薄的钝强钝化能力，在空气中生成一层极薄的钝化膜，有很高的稳定性，长期保持光泽，化膜，有很高的稳定性，长期保持光泽，铬表面憎水、憎油，不易被污染铬表面憎水、憎油，不易被污染较强的化学稳定性：与许多有机酸、硫化较强的化学稳定性：与许多有机酸、硫化氢及碱等都不发生反应，但能溶于氢卤酸氢及碱等都不发生反应，但能溶于氢卤酸（如盐酸）和热硫酸中（如盐酸）和热硫酸中2Cr+6H2SO4=Cr2(SO4)3+3SO2+6H2O 加热加热l较高的硬度较高的硬度(800-1100HV)和耐磨性：修复切削和耐

5、磨性：修复切削 工具、冲模、锻模、酚醛树脂的金属模、乙烯工具、冲模、锻模、酚醛树脂的金属模、乙烯 制品的挤压模、螺栓类的凸起部，以及精密器制品的挤压模、螺栓类的凸起部，以及精密器 械的磨损处械的磨损处l较好的耐热性能（较好的耐热性能（500）l反光能力强反光能力强l利用铬酸溶液，镀液必须含有利用铬酸溶液，镀液必须含有阴离子催化剂阴离子催化剂铬的线膨胀系数比钢、铁、铜、镍小，铬的线膨胀系数比钢、铁、铜、镍小，由由于铬镀层与各种不同的金属基体具有牢固的于铬镀层与各种不同的金属基体具有牢固的结合力，所以在热胀冷缩的工作条件下，镀结合力，所以在热胀冷缩的工作条件下，镀层不会有脱落的现象发生。层不会有脱

6、落的现象发生。镀层易产生裂纹、小气孔，难以对基体形成镀层易产生裂纹、小气孔，难以对基体形成致密的覆盖层致密的覆盖层多数情况下，是在基体上先镀以铜或镍底层，多数情况下，是在基体上先镀以铜或镍底层，然后再在底层上镀以很薄的铬层。然后再在底层上镀以很薄的铬层。铬层可着色铬层可着色 硬铬加工硬铬加工属环保型电镀加工，（工艺属环保型电镀加工，（工艺程序：是通过电解直接将铬镀在金属零件程序：是通过电解直接将铬镀在金属零件上，无上，无镍镍铜铜等中间体）。大部分等中间体）。大部分金属基体都可通过硬铬电镀加工达到不锈金属基体都可通过硬铬电镀加工达到不锈钢的抗氧化效果和光亮度的效果（硬铬镀钢的抗氧化效果和光亮度的

7、效果（硬铬镀层越用越亮，最终达到镜面效果）层越用越亮，最终达到镜面效果）铬水体系电位铬水体系电位-pH图图免蚀免蚀钝化钝化腐蚀腐蚀腐蚀腐蚀 0.25-0.5微米，防护装饰微米，防护装饰 常用的工艺有：常用的工艺有：Cu/Ni/Cr、Ni/Cu/Ni/Cr、Cu-Sn/Cr等。等。自行车、钟表、反光镜、汽车、缝纫机、仪自行车、钟表、反光镜、汽车、缝纫机、仪器仪表、日用五金等器仪表、日用五金等防护装防护装饰性饰性镀铬镀铬防反射，良好的消光性、耐磨性防反射，良好的消光性、耐磨性 航空仪表及航空仪表及光学仪器需要消光的零部光学仪器需要消光的零部件、太阳能吸收板、件、太阳能吸收板、日用品、日用品、精密设

8、精密设备的备的防护与装饰防护与装饰黑铬黑铬镀层镀层2、镀铬层的用途、镀铬层的用途 韧性相对较好，孔隙和裂纹少，耐蚀性相对韧性相对较好，孔隙和裂纹少，耐蚀性相对较高，但硬度较低较高，但硬度较低 量具及仪器面板量具及仪器面板 在乳白铬镀层表面再镀覆硬铬镀层称为双层在乳白铬镀层表面再镀覆硬铬镀层称为双层铬镀层，用于飞机、船舶的零件和枪炮内膛铬镀层，用于飞机、船舶的零件和枪炮内膛 乳白铬乳白铬镀层镀层 1 1微米微米-1-1毫米，一般在毫米，一般在2020微米以上微米以上 高硬度，低摩擦系数，提高耐磨性，延长高硬度，低摩擦系数，提高耐磨性，延长使用寿命使用寿命 切削刀具、工具、磨具、卡具、量具切削刀具

9、、工具、磨具、卡具、量具 修复磨损件尺寸修复磨损件尺寸硬铬硬铬镀层镀层(耐磨铬耐磨铬)良好的润滑和耐磨性能良好的润滑和耐磨性能：工件镀铬后采用化学工件镀铬后采用化学或电化学方法将镀铬层裂纹进一步加深，可贮或电化学方法将镀铬层裂纹进一步加深，可贮存润滑油脂，提高工件表面抗摩擦和磨损的能存润滑油脂，提高工件表面抗摩擦和磨损的能力力 内燃机的汽缸、汽缸套、活塞环、曲轴等零件内燃机的汽缸、汽缸套、活塞环、曲轴等零件松孔铬松孔铬镀层镀层(多孔铬多孔铬)注意：镀双层铬注意：镀双层铬 第一种：在乳白铬镀层表面再镀覆硬铬镀第一种：在乳白铬镀层表面再镀覆硬铬镀层称为双层铬镀层层称为双层铬镀层 第二种：为了获得微

10、裂纹铬而进行电镀第二种：为了获得微裂纹铬而进行电镀双双层铬（防护层铬（防护-装饰镀层）装饰镀层）第一层普通镀铬第一层普通镀铬0.25-0.35微米微米 第二层复合镀铬第二层复合镀铬0.8-1.2微米微米分类分类含有硫酸根的一般镀铬含有硫酸根的一般镀铬含有氟或氟硅酸根的含有氟或氟硅酸根的高催化性镀铬溶液高催化性镀铬溶液 含有硫酸根与氟硅酸根的含有硫酸根与氟硅酸根的复合镀铬溶液复合镀铬溶液 含有硫酸锶和氟硅酸钾的自动调节镀铬溶液含有硫酸锶和氟硅酸钾的自动调节镀铬溶液 四铬酸盐镀铬四铬酸盐镀铬(忒特拉镀铬溶液忒特拉镀铬溶液)3、镀铬层的分类、镀铬层的分类(1)、按镀液成分的性质分类按镀液成分的性质分

11、类三价铬镀铬三价铬镀铬(2)、按装饰性分类按装饰性分类一般镀铬一般镀铬：合金镀层：合金镀层分类分类光亮镀铬光亮镀铬黑铬黑铬乳色铬乳色铬(3)、按用途按用途分类分类硬铬硬铬(也称耐磨镀铬也称耐磨镀铬)分类分类防护装饰性镀铬防护装饰性镀铬黑铬黑铬松孔性镀铬松孔性镀铬(也称多孔镀铬也称多孔镀铬分类分类微孔铬微孔铬微裂纹铬微裂纹铬无裂纹铬无裂纹铬(3)、按孔和裂纹按孔和裂纹分类分类二、镀铬层的主要优点二、镀铬层的主要优点1、光泽性好、光泽性好2、硬度和耐磨性高、硬度和耐磨性高3、耐热性高、耐热性高4、化学稳定性高、化学稳定性高不反应：有机酸、硝酸不反应：有机酸、硝酸 硫化物、碱硫化物、碱 450反应：

12、氢卤酸反应：氢卤酸 热的浓硫酸热的浓硫酸三、镀铬工艺的主要特点三、镀铬工艺的主要特点 镀铬溶液的主要成分是镀铬溶液的主要成分是铬酸铬酸，电镀时，电镀时，阴极阴极电流效率很低，一般为电流效率很低，一般为13-18%，同时阴极过，同时阴极过程比较复杂，往往有几种电化学反应同时进程比较复杂，往往有几种电化学反应同时进行，镀铬溶液中还必须加少量的具有行，镀铬溶液中还必须加少量的具有催化作催化作用的局外离子：用的局外离子：SO42-、F-、SiF62-及及Cr3+与一般的单金属电镀不同，镀铬的电流效率特点是：与一般的单金属电镀不同，镀铬的电流效率特点是：铬酸浓度提高，阴极电流效率下降铬酸浓度提高，阴极电

13、流效率下降镀液温度升高，阴极电流效率下降镀液温度升高，阴极电流效率下降阴极电流密度增加，阴极电流效率升高阴极电流密度增加，阴极电流效率升高 电解液分散能力、深镀能力低电解液分散能力、深镀能力低，不易得到，不易得到均匀的镀层，对于形状复杂的零件需采用均匀的镀层，对于形状复杂的零件需采用象形阳极、辅助阳极和辅助阴极等措施象形阳极、辅助阳极和辅助阴极等措施，对挂具要求也较严格对挂具要求也较严格 镀铬时使用的镀铬时使用的电流密度很高电流密度很高，阴极电流密，阴极电流密度在度在10-75A/dm2以上，比一般镀种高以上，比一般镀种高10倍倍以上，由于阴极、阳极大量析出气体，以上，由于阴极、阳极大量析出气

14、体，不不需搅拌需搅拌，电解液的电阻增大，因而所用，电解液的电阻增大，因而所用槽槽压也较高压也较高，在，在612V，其它镀种，其它镀种36V即可即可 阳极采用阳极采用不溶性阳极不溶性阳极，主要有，主要有铅、铅锑铅、铅锑合金、铅锡合金合金、铅锡合金等，镀液内由于沉积或等，镀液内由于沉积或其他原因而消耗的铬需靠添加铬酐来补充。其他原因而消耗的铬需靠添加铬酐来补充。不必要采用不必要采用光亮剂光亮剂 电镀过程中一旦发生意外的电镀过程中一旦发生意外的断电断电，就会导，就会导致镀层起皮、发花、变色与失去光泽等一致镀层起皮、发花、变色与失去光泽等一系列质量问题。所以滚镀时需要特殊的镀系列质量问题。所以滚镀时需

15、要特殊的镀液与镀槽液与镀槽 镀层内存在着很高的镀层内存在着很高的内应力内应力，导致出现裂，导致出现裂纹，影响镀层的耐蚀性纹，影响镀层的耐蚀性 六价铬六价铬毒性大毒性大，必须考虑镀槽表面析出的，必须考虑镀槽表面析出的铬雾。镀槽边部要设置排风装置和铬雾回铬雾。镀槽边部要设置排风装置和铬雾回收装置，最好要加铬雾抑制剂收装置，最好要加铬雾抑制剂 镀铬的镀铬的操作温度操作温度和和阴极电流密度阴极电流密度有一定的有一定的依赖关系，改变二者关系可获得不同性能依赖关系，改变二者关系可获得不同性能的铬镀层。通过改变镀铬的阴极电流密度的铬镀层。通过改变镀铬的阴极电流密度和镀液温度，在同一镀液这可以得到光亮和镀液温

16、度，在同一镀液这可以得到光亮铬镀层、乳白铬镀层和硬铬镀层铬镀层、乳白铬镀层和硬铬镀层 为了提高镀层的结合力，针对一些特殊基为了提高镀层的结合力，针对一些特殊基体及断电后要继续电镀的镀铬层在镀前及体及断电后要继续电镀的镀铬层在镀前及镀后要采取一些方法，如镀后要采取一些方法，如镀前预热、阳极镀前预热、阳极浸蚀、阶梯给电、冲击电流及镀后除氢浸蚀、阶梯给电、冲击电流及镀后除氢等等四、镀铬工艺存在的问题四、镀铬工艺存在的问题 毒性毒性 电流效率低，槽压高，电能消耗大电流效率低，槽压高，电能消耗大 电流密度高，电源设备投资大电流密度高，电源设备投资大 采用不溶性阳极，经常补充铬酐采用不溶性阳极，经常补充铬

17、酐 阴极大量析氢，镀层金属易产生氢脆阴极大量析氢，镀层金属易产生氢脆 标准镀铬电解液：标准镀铬电解液：P146提高提高深镀深镀能力能力6.4.2 镀铬的阴极过程镀铬的阴极过程 铬酐铬酐:硫酸硫酸=100:1为什么要有一定量的为什么要有一定量的Cr3+根据阴极胶体膜理论，金属铬只有在三价根据阴极胶体膜理论，金属铬只有在三价铬离子形成的碱性铬酸铬胶体膜铬离子形成的碱性铬酸铬胶体膜 Cr(OH)3 Cr(OH)CrO4存在的条件下才能存在的条件下才能实现沉积实现沉积322432227224272222CrOH OH CrOCrOH OH Cr OCrOHCr OH O铬酸溶液中的铬酸溶液中的主要存在

18、形式主要存在形式*22724324Cr OHCrOCrSO大量大量一定量一定量少量少量参加阴极反应参加阴极反应*镀铬过程的阴极极化曲线镀铬过程的阴极极化曲线析氢析氢Cr2O72-还原还原H+、Cr2O72-还原还原H+、Cr2O72-、CrO42-还原还原CrO42-2327214627Cr OHeCrH Oab段：段：bc段：段：2327221462722Cr OHeCrH OHeHcd段：段：2327222421462722864Cr OHeCrH OHeHCrOHeCrH O注意注意：镀层中的金属铬是由镀层中的金属铬是由六价铬六价铬还原来的还原来的胶体膜理论胶体膜理论金属铬电沉积理论金属

19、铬电沉积理论6.4.3 镀铬的阳极过程镀铬的阳极过程1、镀铬的阳极、镀铬的阳极2、镀铬的阳极反应、镀铬的阳极反应 为什么不能用金属铬作阳极？为什么不能用金属铬作阳极？若用金属铬作阳极，阳极溶解的电流效率大大超若用金属铬作阳极，阳极溶解的电流效率大大超过阴极电沉积的电流效率，于是电解液中很快会过阴极电沉积的电流效率，于是电解液中很快会积累大量金属铬离子。使电解液不稳定；积累大量金属铬离子。使电解液不稳定；在电镀过程中，阴极沉积的金属铬是六价铬还原在电镀过程中，阴极沉积的金属铬是六价铬还原得到的。而铬阳极是以不同价态进行溶解，并且得到的。而铬阳极是以不同价态进行溶解，并且以三价铬为主，这样电解液中

20、六价铬不断减少，以三价铬为主，这样电解液中六价铬不断减少，三价铬逐渐增加，破坏了放电离子的动态平衡，三价铬逐渐增加，破坏了放电离子的动态平衡，而使电沉积过程受阻；而使电沉积过程受阻；金属铬比铬酐贵得多，且金属铬硬而易脆，也不金属铬比铬酐贵得多，且金属铬硬而易脆，也不易机械加工易机械加工1、镀铬的阳极、镀铬的阳极 不溶性的铅或铅合金阳极，如铅锑、铅不溶性的铅或铅合金阳极，如铅锑、铅锡锡棕色的二氧化铅薄膜棕色的二氧化铅薄膜擦刷擦刷浸蚀浸蚀镀铬阳极镀铬阳极注意注意：电镀后取出阳极：电镀后取出阳极二氧化铅溶解二氧化铅溶解黄色的铬酸铅黄色的铬酸铅*电阻大电阻大象形阳极、辅助阳极象形阳极、辅助阳极辅助阴极

21、、绝缘屏蔽辅助阴极、绝缘屏蔽镀件内径小：镀铅的铜丝或铜棒作阳极镀件内径小：镀铅的铜丝或铜棒作阳极生生产产上上2、镀铬的阳极反应、镀铬的阳极反应2232322244()2+662+12244H OeHOCrH OeCrOHPbH OePbOH主要反应bb6.4.4 普通镀铬普通镀铬一、工艺特点一、工艺特点二、工艺规范二、工艺规范三、溶液配制三、溶液配制四、工艺维护四、工艺维护一、工艺特点一、工艺特点镀层光亮，抛光性能好镀层光亮，抛光性能好电流效率电流效率813%硬度硬度600900HV对设备腐蚀性小对设备腐蚀性小与复合镀铬相比，与复合镀铬相比，深镀能力差深镀能力差，受铁杂质，受铁杂质影响小，易维

22、护，应用广影响小，易维护，应用广普通镀铬工艺规范普通镀铬工艺规范二、工艺规范：二、工艺规范：P146铬酐含量：铬酐含量：50600g/L通常铬酐含量：通常铬酐含量：150400g/L标准镀铬溶液：标准镀铬溶液：含铬酐含铬酐250g/L的镀铬溶液。的镀铬溶液。各成分的作用各成分的作用(1)铬酐铬酐低浓度镀铬低浓度镀铬高浓度镀铬高浓度镀铬镀硬铬镀硬铬装饰性镀铬装饰性镀铬 铬酐铬酐/SO42-=(80100):1纯铬酸溶液纯铬酸溶液阴极阴极Cr(OH)3Cr(OH)CrO4H+H+H+H+胶体膜胶体膜普通铬酸溶液普通铬酸溶液阴极阴极H+CrO42-H+胶体膜胶体膜CrO42-Cr(OH)3Cr(OH

23、)CrO4SO42-过高过高不均匀的镀层，不均匀的镀层，有时发有时发花，特别是凹处还可能花，特别是凹处还可能露出基体金属。露出基体金属。形成的形成的胶体膜覆盖面积过小，胶体膜覆盖面积过小，阴极极化很弱，只有在阴极极化很弱，只有在电流密度很大的部位，电流密度很大的部位，会有少量的金属铬沉积，会有少量的金属铬沉积，在阴极的其他部位，都在阴极的其他部位，都只有氢气的析出和六价只有氢气的析出和六价铬的不完全还原而没有铬的不完全还原而没有铬的沉积。铬的沉积。防治方法：加入碳酸钡防治方法：加入碳酸钡(2)硫酸根硫酸根SO42-过低过低灰色粗糙的镀层灰色粗糙的镀层，光，光泽性差泽性差，形成的胶体形成的胶体膜

24、又厚又密覆盖严实，膜又厚又密覆盖严实，镀液的导电性显著降镀液的导电性显著降低，槽电压升高，氢低，槽电压升高，氢气大量析出，气大量析出，铬的析铬的析出受阻或在局部地区出受阻或在局部地区放电长大。放电长大。只能产生只能产生灰色粗糙的镀层。灰色粗糙的镀层。防治方法：加入硫酸防治方法：加入硫酸注意：注意：Cr3+的浓度偏低和的浓度偏低和SO42-的浓度偏高的结果的浓度偏高的结果是相同的是相同的 Cr3+的浓度偏高和的浓度偏高和SO42-的浓度偏低的结果的浓度偏低的结果是相同的是相同的(3)Cr3+作用：作用：Cr3+是组成胶体膜的主要成分，提高深镀能力是组成胶体膜的主要成分，提高深镀能力来源：来源：大

25、阴极小阳极电解处理大阴极小阳极电解处理 32232223()36CrOCOOHCr OH OCO草酸草酸硫酸铬硫酸铬双氧水双氧水有机还原剂（如葡萄糖、草酸、有机还原剂（如葡萄糖、草酸、柠檬酸或酒石酸、酒精、冰糖）柠檬酸或酒石酸、酒精、冰糖）Cr3+的获得的获得 新配制的镀铬溶液必须通电处理，以产生新配制的镀铬溶液必须通电处理，以产生一定量的一定量的Cr3+的。通电时，阴极用厚钢板，的。通电时，阴极用厚钢板，阴极面积约为阳极面积的阴极面积约为阳极面积的5倍，溶液温度倍，溶液温度50-60，阴极电流密度，阴极电流密度5-10A/dm2，每升，每升溶液通电溶液通电2-4h。加入硫酸铬加入硫酸铬 加入

26、双氧水加入双氧水 加入葡萄糖加入葡萄糖利用双氧水产生三价铬利用双氧水产生三价铬(不通电不通电)OHOCrHOHOCr2232227273283利用双氧水产生三价铬利用双氧水产生三价铬(不通电不通电)酸性条件下，重铬酸根的氧化性酸性条件下，重铬酸根的氧化性比双氧水强比双氧水强性将双氧水加入阴极，可见溶液由黑变黄，三价铬被氧化将双氧水加入阴极，可见溶液由黑变黄，三价铬被氧化利用双氧水降低三价铬的含量利用双氧水降低三价铬的含量(通电通电)OHCrOeOHCr224223454阴极区阴极区阳极区阳极区HOCrOHOHCr8322722223利用双氧水降低三价铬的含量利用双氧水降低三价铬的含量(通电通电

27、)温度大于温度大于50，双氧水分解加快，处理效果变差，双氧水分解加快，处理效果变差三、溶液配制三、溶液配制2/3铬酐温水溶解铬酐温水溶解(高纯度高纯度)1水水铬酸溶液铬酸溶液1硫酸硫酸普通镀铬溶液普通镀铬溶液注意：注意：使用衬铅槽，溶液一定搅拌均匀并挂板通电处使用衬铅槽，溶液一定搅拌均匀并挂板通电处理几小时理几小时不可以未加足液面或未通电处理就放置过夜，不可以未加足液面或未通电处理就放置过夜，否则在液面处槽衬可能被蚀穿否则在液面处槽衬可能被蚀穿电镀时为避免中间层产生腐蚀，要带电下槽电镀时为避免中间层产生腐蚀，要带电下槽未用硫酸浸泡，直接放在镀铬溶液中经过硫酸浸泡96h，然后再放在镀铬溶液中四、

28、工艺维护四、工艺维护1、控制好铬酐、控制好铬酐:硫酸硫酸2、控制三价铬、控制三价铬 三价铬的含量为铬酐的三价铬的含量为铬酐的12%三价铬的含量三价铬的含量6g/L 三价铬的含量不超过三价铬的含量不超过10g/LSO42-增加增加阳极面积过小阳极面积过小阳极导电不良阳极导电不良导致三价铬增加导致三价铬增加生产上控制生产上控制S阳阳:S阴阴=2:1-3:2 生产上常见的往往是镀液中的三价铬离子生产上常见的往往是镀液中的三价铬离子含量偏高，可采用大面积阳极和小面积阴含量偏高，可采用大面积阳极和小面积阴极的方法进行电解处理。极的方法进行电解处理。注意减少三价铬采取的方法：注意减少三价铬采取的方法：采取

29、的措施采取的措施Sa:Sc=(10-30):1ia=(1.5-2)A/dm2镀液温度为镀液温度为50-603、阳极、阳极不溶性的铅、铅合金阳极不溶性的铅、铅合金阳极(铅锑合金、铅锡合金铅锑合金、铅锡合金)68%710%4、电源、电源直流发电机直流发电机三相全波硅整流器三相全波硅整流器六相全波可控硅整流器六相全波可控硅整流器 镀铬过程中，由于使用不溶性阳极，阴极电镀铬过程中，由于使用不溶性阳极，阴极电流效率又很低，致使大量氢气和氧气析出，流效率又很低，致使大量氢气和氧气析出，当气体逸出液面时，带有大量的铬酸，形成当气体逸出液面时，带有大量的铬酸，形成铬雾造成严重的污染。铬雾造成严重的污染。5、抑

30、雾剂、抑雾剂 浮体法浮体法：将泡沫塑料碎块或碎片放入镀液：将泡沫塑料碎块或碎片放入镀液的液面上，这些浮体可阻滞铬雾的逸出；的液面上，这些浮体可阻滞铬雾的逸出；泡沫抑制剂泡沫抑制剂：泡沫抑制剂是一种表面活性：泡沫抑制剂是一种表面活性剂，能降低镀液的表面张力，产生稳定的剂，能降低镀液的表面张力，产生稳定的泡沫层，覆盖在镀液表面。一般的表面活泡沫层，覆盖在镀液表面。一般的表面活性剂在较高温度和有强氧化剂存在下不稳性剂在较高温度和有强氧化剂存在下不稳定，但定，但氟碳型表面活性剂氟碳型表面活性剂在上述介质中能在上述介质中能稳定存在。稳定存在。目前抑制铬雾的方法有两种目前抑制铬雾的方法有两种：0.040.

31、06g/L，用水调成糊状，用，用水调成糊状，用100倍倍近沸的水溶解，形成近沸的水溶解，形成34cm厚泡沫层厚泡沫层 铬雾抑制剂在镀液中形成的泡沫层，严密铬雾抑制剂在镀液中形成的泡沫层，严密覆盖在镀液表面，当带有铬酸的氢气和氧覆盖在镀液表面，当带有铬酸的氢气和氧气析出时，与表面的泡沫层相碰撞，无数气析出时，与表面的泡沫层相碰撞，无数微小的铬酸雾结合成较大的雾滴，由于重微小的铬酸雾结合成较大的雾滴，由于重力作用，当上升一定高度时将重回镀液，力作用，当上升一定高度时将重回镀液，而氢气和氧气继续上升，直至离开液面，而氢气和氧气继续上升，直至离开液面，这样实现气体的排除和对铬雾的有效抑制这样实现气体的

32、排除和对铬雾的有效抑制注意注意 镀硬铬的溶液，尤其镀镀硬铬的溶液，尤其镀100微米以上的厚镀微米以上的厚镀层，不宜使用铬雾抑制剂，因为使用铬雾层，不宜使用铬雾抑制剂，因为使用铬雾抑制剂抑制剂1-2年以后，镀厚铬层时容易产生麻年以后，镀厚铬层时容易产生麻点。点。6、在镍上镀铬时，如镍钝化，可用酸浸法活、在镍上镀铬时，如镍钝化，可用酸浸法活化，然后镀铬。化，然后镀铬。活化方法为：活化方法为：在在30-50(体积分数体积分数)的盐酸中浸的盐酸中浸30-60s；在在20(体积分数体积分数)的硫酸中浸蚀约的硫酸中浸蚀约5min；在在5(体积分数体积分数)的硫酸中阴极处理的硫酸中阴极处理l5s左右左右7、

33、杂质的去除、杂质的去除金属杂质：金属杂质：Fe2+15g/LCu2+5g/LZn2+3g/LNi2+、Pb2+、Na+等等去除方法：小电流电解；采用强酸性阳离子交换树脂法；去除方法：小电流电解；采用强酸性阳离子交换树脂法；离子交换膜隔膜电解法离子交换膜隔膜电解法离子交换膜离子交换膜离子交换膜隔膜电解法离子交换膜隔膜电解法阳极室阳极室阴极室阴极室阳极室阳极室阴极室阴极室u导电富集杂质离子隔膜电解新方法隔膜电解新方法pH升高升高pH降低降低 考虑隔膜寿命，考虑隔膜寿命，镀铬溶液需经稀镀铬溶液需经稀释至约释至约100g/L-150g/LCl-减少和去除方法：减少和去除方法：加适量碳酸银；加适量碳酸银

34、；60电解电解（在阳极上氧化成氯气）（在阳极上氧化成氯气）配制和调节电解液时用蒸馏水、去离子水配制和调节电解液时用蒸馏水、去离子水镀前弱浸蚀采用稀硫酸镀前弱浸蚀采用稀硫酸NO3-去除方法：去除方法：每升电解液用每升电解液用1A的电流的电流6070电解电解 NO3-过多，应先用碳酸钡把过多，应先用碳酸钡把SO42-除去，除去，然后在然后在70左右用左右用30-40A/dm2的的大电流电解，大电流电解，使使NO3-过在阴极上还原为过在阴极上还原为NH3而除去，然后而除去，然后 添加硫酸至规定的浓度添加硫酸至规定的浓度3321083NOHeNHH O 硬铬硬铬高的阴极高的阴极电流密度电流密度低温低温

35、 乳白乳白铬铬低的阴极低的阴极电流密度电流密度高温高温 光亮铬光亮铬硬铬、乳白铬、光亮铬性能比较硬铬、乳白铬、光亮铬性能比较镀铬层与基体结合力注意事项：镀铬层与基体结合力注意事项：镀前预热镀前预热阳极浸蚀阳极浸蚀阶梯给电阶梯给电冲击电流冲击电流合金钢、合金钢、镀硬铬中途断电镀硬铬中途断电合金钢、高碳钢合金钢、高碳钢镀硬铬中途断电镀硬铬中途断电硬铬硬铬铸铁、铸铁、形状复杂的零件形状复杂的零件大件大件 镀前预热：对于大件镀硬铬，工件施镀前镀前预热：对于大件镀硬铬，工件施镀前需进行预热处理，否则不仅会影响镀铬层需进行预热处理，否则不仅会影响镀铬层的结合力而且也影响镀液的温度，所以大的结合力而且也影响

36、镀液的温度，所以大件镀前要在热水中预热数分钟，使基体与件镀前要在热水中预热数分钟，使基体与镀液温度相等时，再进行通电操作。镀液镀液温度相等时，再进行通电操作。镀液温度变化最好控制在士温度变化最好控制在士2以内。以内。阳极浸蚀：对表面有较厚氧化膜的合金钢阳极浸蚀：对表面有较厚氧化膜的合金钢及高碳钢镀硬铬，或在断电时间较长的镀及高碳钢镀硬铬，或在断电时间较长的镀铬层上继续镀铬时，通常先将零件作为阳铬层上继续镀铬时，通常先将零件作为阳极进行短时间的浸蚀处理，使氧化膜电化极进行短时间的浸蚀处理，使氧化膜电化学溶解并形成微观粗糙的表面。学溶解并形成微观粗糙的表面。阶梯给电：阶梯给电：合金钢件（特别是含镍

37、、铬的合金合金钢件（特别是含镍、铬的合金钢件），其表面极易形成一层即薄又致密的氧钢件），其表面极易形成一层即薄又致密的氧化膜。在工件入槽后，加以较小的电流密度，化膜。在工件入槽后，加以较小的电流密度，使电极上仅进行析氢反应。由于阳极浸蚀时有使电极上仅进行析氢反应。由于阳极浸蚀时有氧气析出，表面有氧化膜生成，阴极反应生成氧气析出，表面有氧化膜生成，阴极反应生成的新生态氢原子有很强的还原能力，可将薄的的新生态氢原子有很强的还原能力，可将薄的氧化膜还原为金属，从而使镀件表面处于活化氧化膜还原为金属，从而使镀件表面处于活化状态，然后再在一定时间内状态，然后再在一定时间内(如如20-30min)采用采用

38、阶梯式通电，逐步升高电流密度至正常工艺条阶梯式通电，逐步升高电流密度至正常工艺条件，上述工艺为阶梯给电。件，上述工艺为阶梯给电。冲击电流：铸铁件粗糙多孔，使得真实表冲击电流：铸铁件粗糙多孔，使得真实表面积比表观面积大得多，铸铁件中含有大面积比表观面积大得多，铸铁件中含有大量的碳，氢在碳上析出的超电势较低，如量的碳，氢在碳上析出的超电势较低，如果用正常的电流密度施镀，则因真实电流果用正常的电流密度施镀，则因真实电流密度太小，极化较弱，容易发生氢气析出密度太小，极化较弱，容易发生氢气析出反应而没有金属铬生成。因此，采用比正反应而没有金属铬生成。因此，采用比正常电流高出数倍的冲击电流，增大阴极极常电

39、流高出数倍的冲击电流，增大阴极极化，使表面迅速沉积一层金属铬，再恢复化，使表面迅速沉积一层金属铬，再恢复至正常电流密度下施镀。至正常电流密度下施镀。形状复杂的零件也可用冲击电流施镀。形状复杂的零件也可用冲击电流施镀。注意：注意：并非硬铬层越硬耐磨性越好，并非硬铬层越硬耐磨性越好，750-800HV的中等硬度铬层耐磨性越好。的中等硬度铬层耐磨性越好。硬铬的硬度不一定比装饰镀铬高。硬铬的硬度不一定比装饰镀铬高。镀硬铬工艺流程镀硬铬工艺流程 镀前精加工镀前精加工有机溶剂除油有机溶剂除油上挂具，安上挂具，安装屏蔽物、辅助阴极和辅助阳极装屏蔽物、辅助阴极和辅助阳极在不要在不要镀铬的部位涂漆或涂蜡，或用其

40、他方法做镀铬的部位涂漆或涂蜡，或用其他方法做绝缘处理绝缘处理电解除油电解除油(或擦拭除油或擦拭除油)流动流动水洗水洗酸洗酸洗流动水洗流动水洗流动水洗流动水洗阳极阳极浸蚀浸蚀(或阴极浸蚀或阴极浸蚀)冷水洗冷水洗热水洗热水洗镀硬镀硬铬铬流动水洗流动水洗热水洗热水洗卸挂具卸挂具(1)热处理防氢脆热处理防氢脆(2)机械加工机械加工(3)润滑零件进行松孔处理润滑零件进行松孔处理镀硬铬镀硬铬后处理后处理获取松孔镀铬层的方法获取松孔镀铬层的方法机械法机械法屏蔽法屏蔽法点状松孔镀铬点状松孔镀铬沟状松孔镀铬沟状松孔镀铬p机械法机械法p化学法化学法p电化学法电化学法硬铬硬铬松孔处理松孔处理磨、镗或机械抛光磨、镗或

41、机械抛光去微米左右去微米左右点状点状沟状沟状碱性松孔碱性松孔酸性松孔酸性松孔阳极浸蚀阳极浸蚀松孔铬松孔铬P148深孔型深孔型隧道型隧道型松孔镀铬层松孔镀铬层 松孔铬电镀形貌示意图松孔铬电镀形貌示意图表面表面断面断面普通镀铬普通镀铬40A/dm2，55氟化物镀铬氟化物镀铬50A/dm2，55高效率镀铬高效率镀铬60A/dm2，60微裂纹络微观形貌微裂纹络微观形貌镀在光亮镍底层上的微裂纹铬表面的光学显微照片镀在光亮镍底层上的微裂纹铬表面的光学显微照片微裂纹络微观形貌微裂纹络微观形貌镀在光亮镍底层上的微裂纹铬表面的光学显微照片镀在光亮镍底层上的微裂纹铬表面的光学显微照片硬度较高，有细硬度较高，有细而

42、稠密的网状裂而稠密的网状裂纹纹镀铬的尖端效应及象形阳极镀铬的尖端效应及象形阳极与辅助阴极的采用与辅助阴极的采用 防止防止“气袋气袋”形成形成合理的辅助阳极和位置合理的辅助阳极和位置辅助阳极辅助阳极6.4.5 镀铬工艺的新发展镀铬工艺的新发展三价铬盐镀铬三价铬盐镀铬低浓度铬酸镀铬低浓度铬酸镀铬稀土镀铬添加剂的应用稀土镀铬添加剂的应用有机添加剂在镀铬中的应用有机添加剂在镀铬中的应用代铬镀层：合金镀层代装饰镀铬层代铬镀层：合金镀层代装饰镀铬层 合金镀层代硬铬层合金镀层代硬铬层毒性小毒性小污水处理简单污水处理简单常温工作常温工作深镀能力好深镀能力好镀层颜色略带黄色镀层颜色略带黄色镀层内应力大，属微裂纹

43、铬镀层内应力大，属微裂纹铬优点优点缺点缺点1、三价铬盐镀铬、三价铬盐镀铬主盐：氯化铬或硫酸铬主盐：氯化铬或硫酸铬络合剂：甲酸铵或甲酸钠络合剂：甲酸铵或甲酸钠辅助络合剂：乙酸铵或乙酸钠辅助络合剂：乙酸铵或乙酸钠导电盐：氯化铵、氯化钾、氯化钠或导电盐：氯化铵、氯化钾、氯化钠或 硫酸钾或硫酸钠硫酸钾或硫酸钠溴化物：溴离子的加入，能抑制六价铬溴化物：溴离子的加入，能抑制六价铬 生成和氯气的析出生成和氯气的析出缓冲剂：硼酸缓冲剂：硼酸润湿剂：十二烷基硫酸钠润湿剂：十二烷基硫酸钠2、低浓度铬酸镀铬、低浓度铬酸镀铬 铬酐含量降低至铬酐含量降低至30-100g/L3、稀土镀铬添加剂的应用稀土镀铬添加剂的应用吸

44、附吸附脱附脱附峰间峰间极化极化电势电势区间区间变大变大 稀土元素的加入能在阴极上产生特性吸附稀土元素的加入能在阴极上产生特性吸附，改变了阴极膜的性质，使得铬的临界析，改变了阴极膜的性质，使得铬的临界析出电位变小，并增加了析氢过电位，从而出电位变小，并增加了析氢过电位，从而使电流效率最高；使电流效率最高；X射线衍射图谱也证实了射线衍射图谱也证实了加入稀土阳离子后镀层结晶结构发生一定加入稀土阳离子后镀层结晶结构发生一定的变化，使表面晶粒趋于择优取向，晶粒的变化，使表面晶粒趋于择优取向，晶粒细化、光亮度增加，同时镀层的硬度有所细化、光亮度增加，同时镀层的硬度有所提高。提高。采用有机添加剂及卤素释放剂

45、联合使用的采用有机添加剂及卤素释放剂联合使用的镀铬液被称为镀铬液被称为“第三代镀铬溶液第三代镀铬溶液”它们的共同特点是：它们的共同特点是：阴极电流效率高达阴极电流效率高达22-27，不含，不含F-，不，不腐蚀基体；覆盖能力强，腐蚀基体；覆盖能力强，HV亦高达亦高达1000以以上，既可用于镀硬铬，也可用于镀微裂纹上，既可用于镀硬铬，也可用于镀微裂纹铬，配合双层或三层镍工艺，用于汽车或铬，配合双层或三层镍工艺，用于汽车或摩托车减振器的电镀，已开始在机械行业摩托车减振器的电镀，已开始在机械行业获得应用。获得应用。4、有机添加剂在镀铬中的应用有机添加剂在镀铬中的应用 有机添加剂包括有机羧酸、有机磺酸及

46、其有机添加剂包括有机羧酸、有机磺酸及其盐类等。盐类等。卤素释放剂是指碘酸钾、溴酸钾、碘化钾卤素释放剂是指碘酸钾、溴酸钾、碘化钾及溴化钾等。及溴化钾等。HEEF（HEEF镀铬是有机添加剂镀铬溶液，高效能、无低电流镀铬是有机添加剂镀铬溶液，高效能、无低电流区腐蚀的工艺；区腐蚀的工艺；HEEF镀铬溶液中含有特殊的不含氟的有镀铬溶液中含有特殊的不含氟的有机添加剂）机添加剂）高高1倍倍乳白乳白耐磨双层铬的电镀新方法耐磨双层铬的电镀新方法 提出了一种新的乳白耐磨双层铬电镀的提出了一种新的乳白耐磨双层铬电镀的优点及其操作方法，克服了传统方法的缺优点及其操作方法，克服了传统方法的缺点点 5、代铬镀层代铬镀层

47、合金镀层代装饰镀铬层合金镀层代装饰镀铬层 合金镀层代硬铬层合金镀层代硬铬层电镀锡钴合金和锡镍合金、电镀锡钴镍合金电镀锡钴合金和锡镍合金、电镀锡钴镍合金电镀镍钨合金和钴钨合金电镀镍钨合金和钴钨合金电镀镍钨合金、镍硼合金、镍钼合金、电镀镍钨合金、镍硼合金、镍钼合金、镍磷合金、镍钴合金及其三元合金镍磷合金、镍钴合金及其三元合金合金复合镀层代替硬铬：金刚石、合金复合镀层代替硬铬：金刚石、三氧化二铝、碳化硅、碳化硼三氧化二铝、碳化硅、碳化硼铝轮毂电镀铝轮毂电镀 沿海地区沿海地区100多条铝轮毂电镀自动生产线多条铝轮毂电镀自动生产线 除蜡除蜡除油除油碱蚀碱蚀出光出光铝合金二次浸锌铝合金二次浸锌预镀镍预镀镍高整平性酸铜高整平性酸铜半光亮镍半光亮镍高硫高硫镍镍光亮镍光亮镍镍封镍封铬铬3条电镀自动生产线条电镀自动生产线6.4.6 不良镀铬层的退除不良镀铬层的退除铜、镍及其合金上镀铬层的退除铜、镍及其合金上镀铬层的退除钢铁上镀铬层的退除钢铁上镀铬层的退除铝及其合金上镀铬层的退除铝及其合金上镀铬层的退除镀铬槽镀铬槽镀铬产品镀铬产品