高效三價鉻電鍍工藝研究.pdf

1、鉻鍍層具有良好的耐磨性、耐蝕性、硬度以及美好的裝飾性外觀，鍍鉻已經(jīng)成為電鍍行業(yè)中應用最廣泛的鍍種之一。六價鉻對人體的危害很大，還會帶來環(huán)境污染問題，三價鉻鍍液電沉積鉻鍍層是有效的替代方法。目前三價鉻電鍍工藝存在著鍍液穩(wěn)定性差、成本較高、鍍層增厚困難等問題，特別是鍍層無法隨沉積時間的延長而持續(xù)增厚，使得三價鉻電鍍功能性厚鍍層困難。本文通過大量試驗，研究三價鉻快速鍍鉻和鍍厚鉻工藝的研究，即包括高濃度甲酸-SC硫酸鹽體系和高濃度甲酸-CC氯化

2、物體系兩種工藝。
　　本文通過正交試驗和單因素試驗分別確定了高濃度甲酸-SC硫酸鹽體系和高濃度甲酸-CC氯化物體系鍍液的組成及工藝條件。兩種體系鍍液的分散能力均可達95％以上，覆蓋能力均可達100%，硫酸鹽體系鍍液穩(wěn)定性可達41Ah/L以上，氯化物體系鍍液穩(wěn)定性可達64Ah/L以上。鍍層結(jié)合力均良好，有較好的耐蝕性能。在最佳工藝條件下，硫酸鹽和氯化物體系赫爾槽光亮范圍可分別達到1~25A/dm2和1.25～25A/dm2，沉積速率

3、分別達到0.25μm/min和0.33μm/min，均可獲得10μm以上的合格鍍層。探討了鍍液中的各組分及工藝條件對赫爾槽光亮范圍和沉積速率的影響。硫酸鹽體系和氯化物體系中甲酸銨對鍍液性能影響較大，溫度、pH、電流密度等工藝條件對鍍液和鍍層性能的影響也很大。
　　本文探索了氯化物體系三價鉻脈沖電鍍，其最佳工藝條件為：頻率2000Hz、占空比0.3、50A/dm2，10min內(nèi)的平均沉積速率為0.53μm/min。與直流電鍍相比，脈

4、沖電鍍能在較低的電流密度下得到較厚鉻鍍層且電沉積速率快。XRD結(jié)果顯示，無論是脈沖電鍍鉻還是直流電鍍鉻，其鍍層的相結(jié)構(gòu)均為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。SEM分析結(jié)果顯示脈沖鍍鉻層表面的裂紋情況優(yōu)于直流鍍鉻層，直流電鍍鉻層是明顯的微裂紋結(jié)構(gòu)，而脈沖電鍍鉻層致密平整，無針孔和微裂紋。
　　采用電化學極化曲線和阻抗譜研究了氯化物體系鍍液組分對陰陽極過程的影響，利用等效電路解析三價鉻電鍍的陰極過程。表明，三價鉻放電分兩步，第一步得一個電子，第二步得兩個電