高效三價(jià)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(yīng)用最廣泛的鍍種之一。六價(jià)鉻對(duì)人體的危害很大，還會(huì)帶來(lái)環(huán)境污染問題，三價(jià)鉻鍍液電沉積鉻鍍層是有效的替代方法。目前三價(jià)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(wú)法隨沉積時(shí)間的延長(zhǎng)而持續(xù)增厚，使得三價(jià)鉻電鍍功能性厚鍍層困難。本文通過(guò)大量試驗(yàn)，研究三價(jià)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(guò)正交試驗(yàn)和單因素試驗(yàn)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(dá)95％以上，覆蓋能力均可達(dá)100%，硫酸鹽體系鍍液穩(wěn)定性可達(dá)41Ah/L以上，氯化物體系鍍液穩(wěn)定性可達(dá)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(dá)到1~25A/dm2和1.25～25A/dm2，沉積速率

3、分別達(dá)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(duì)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(duì)鍍液性能影響較大，溫度、pH、電流密度等工藝條件對(duì)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(jià)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(wú)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(wú)針孔和微裂紋。
　　采用電化學(xué)極化曲線和阻抗譜研究了氯化物體系鍍液組分對(duì)陰陽(yáng)極過(guò)程的影響，利用等效電路解析三價(jià)鉻電鍍的陰極過(guò)程。表明，三價(jià)鉻放電分兩步，第一步得一個(gè)電子，第二步得兩個(gè)電