45號鍍鉻光亮管鍍鉻的基礎(chǔ)知識
鍍Cr有哪些作用:防銹 和增加表面硬度可以增加耐磨性能
1、 性能和用途
因為鉻表面易于鈍化,有很強(qiáng)的耐蝕性,所以用于裝飾電鍍的最外層,其厚度一般只有0.5-1微米,通常稱之為裝飾鉻。
鉻的另一個特點(diǎn)是具有極高的硬度,H=750-1000,因而又經(jīng)常用于有耐磨要求的場合,通常稱之為硬鉻。
2. 45號鍍鉻光亮管鍍鉻基本原理
2.1 鍍鉻的陰極過程
圖1是鍍鉻的陰極極化曲線,描述了鍍鉻的陰極過程。
鍍鉻的陰極過程分3個階段。
第一階段,隨著電極電位上升,電流密度上升。電極反應(yīng)為
2H+ ---> H2
第二階段,隨著電極電位繼續(xù)上升,電流密度轉(zhuǎn)為下降。這是一個形成陰極膜的過程。
第三階段,隨著電極電位繼續(xù)上升,電流密度又轉(zhuǎn)為上升。電極反應(yīng)為
Cr6+ ---> Cr
2H+ ---> H2
Cr6+ ---> Cr3+ (H2的還原作用)
2.2 陰極膜的形成
在鍍鉻層沉積之前,陰極上先生成一層薄膜。觀察薄膜的試驗如圖2所示。陰極為針狀。停電后1秒可以觀察到陰極膜(厚度約0.1微米),停電3-4秒后陰極膜就消失了,如圖3所示。
2.3 硫酸的作用和影響
鍍液中硫酸含量的增加,陰極膜的厚度也隨之增加。電極周圍的成分與其它部分的成分差別較大,為
Cr6+ 65-67%
Cr3+ 22-23%
SO42- 10-12%
若鍍液中沒有硫酸,則不能形成陰極膜,只析出氫氣,見圖1的曲線1。
CrO3與H2SO4形成[(CrOn2-)m?(SO42-)n]復(fù)雜的絡(luò)合物。從圖4可以看出,隨鍍液中硫酸濃度增加,電流效率形成有峰值的情況。圖4中線段1,電流效率隨硫酸含量上升而上升,是因為絡(luò)合物含量上升的緣故;繼續(xù)增加硫酸的含量,則陰極膜厚度增加,阻礙鉻層的沉積,故圖4線段2,電流效率隨硫酸含量上升而下降。
2.4 Cr3+的影響
當(dāng)鍍液中Cr3+的含量上升時,圖4中的曲線向右上方向移動。當(dāng)H2SO4=10-12g/l,Cr3+=20g/l,電流密度60-100A/dm2時,電流效率高于25%。可獲得鏡面光亮的鍍鉻層。缺點(diǎn)是分散能力差,只適合旋轉(zhuǎn)體。
2.5 H2的析出影響
常規(guī)鍍鉻中,只有12-15%的電流用于沉積鉻層,80-85%的電流用于析出氫氣。氫氣會滲入鉻層,也會滲入基體達(dá)幾十微米。氫氣的滲入,使得鋼的疲勞強(qiáng)度下降約30-40%。有趣的是,高強(qiáng)度零件鍍鉻后,疲勞強(qiáng)度下降,而強(qiáng)度低的零件,鍍鉻后疲勞強(qiáng)度反而提高。
3 45號鍍鉻光亮管鍍鉻工藝
3.1 常規(guī)鍍鉻工藝
目前使用較為廣泛的仍是常規(guī)鍍鉻工藝。經(jīng)典的常規(guī)鍍鉻溶液配方為CrO3 250 g/l H2SO4 2.5 g/l Cr3+ 3g /l
3.2 含F(xiàn)-鍍鉻工藝
F-作催化劑的電解液可在室溫工作,也可用于滾鍍(但小零件不太可靠)。
配方一∶CrO3 250 g/l KF 3.5 g/l 溫度 20℃ 電流密度 3-5 A/dm2
配方二∶CrO3 250 g/l H2SiF6 5-10 g/l 溫度 18-25℃ 電流密度 5-10 A/dm2
鍍鉻知識介紹
◆ 鉻的性質(zhì)
(1) 色澤 : 銀白色,略帶藍(lán)色
(2) 原子量 : 52
(3) 比重 : 7.14
(4) 熔點(diǎn) : 1800~1900℃
(5) 硬度 : 800~12OOH
(6) 線膨脹系數(shù)6.7~8.4×10^-6
(7) 電化當(dāng)量:0.324g/AH
(8) 標(biāo)準(zhǔn)電位 : 為-0.71
(9) 在潮濕大氣中很安定,能長久保持顏色
(10)在堿、硝酸、硫化物、碳酸鹽及有機(jī)酸和大多數(shù)氣體中很穩(wěn)定
(11)易溶于鹽酸及熱濃硫酸
(13)苛性鈉溶液中鉻陽極易溶解
(14)鉻鍍層耐熱性佳
(15)鉻鍍層優(yōu)點(diǎn)為硬度高、耐磨性好、光反射性強(qiáng)
(16)鉻鍍層缺點(diǎn)為太硬易脆、易脫落
(17)鉻的電位比鐵負(fù),鋼鐵鍍鉻是屬于陽極性保護(hù)鍍層,而鉻本身于大氣中易形成極薄的鈍態(tài)膜,所以耐腐蝕
(18)鉻鍍層具多孔性,所以對鋼鐵腐蝕性不很理想,所以一般先鍍銅,再鍍鎳最后再鍍一層鉻才能達(dá)到防腐蝕及裝飾的目的
(19)鉻鍍層廣泛應(yīng)用在提高零件的耐腐蝕性、耐磨性、尺寸修補(bǔ)、反射光,及裝飾等用途.
◆ 鉻電鍍的種類
1.防腐裝飾性鍍鉻
a)普通鍍鉻
b)復(fù)合鍍鉻
c)快速自動調(diào)節(jié)鍍鉻
d)微裂紋鉻和微孔鉻
2.鍍硬鉻
3.鍍?nèi)榘足t
4.松孔鍍鉻
5.鍍黑鉻
6.滾桶鍍鉻
7.無裂鉻電鍍
◆ 鍍鉻的特性
(1)須嚴(yán)格控制液溫、電流密度、極距等操作條件
(2)均一性差,對復(fù)雜形狀鍍件需適當(dāng)處理
(3)電流效率很低,須較大電流密度
(4)陽極采用不溶解性陽極,鉻酸須通過鉻酐補(bǔ)充
(5)電鍍過程中不許中斷
(6)形狀不同鍍件不宜同槽處理,須用不同的掛具
(7)鍍件預(yù)熱與液溫一致,附著性才會好
(8)鍍件要徹底活化,有時要帶電入槽,附著性才良好
(9)需用沖擊電流(大于正常50-100% ) 在開始電鍍較復(fù)雜形狀鍍件,約2-3分鐘而后慢慢降至正常電流密度范圍內(nèi)。
◆ 鍍鉻的影響因素
(l) CrO3濃度與導(dǎo)電性關(guān)系:在鉻酐小于450g/l的情況下,鉻酐濃度越高,導(dǎo)電性越好
(2) 溫度與導(dǎo)電性的關(guān)系:溫度高,導(dǎo)電性好
(3) CrO3濃度與電流效率的關(guān)系:鉻酐濃度高,則電流效率下降
(4) 硫酸濃度的影響:濃度低時,低電流密度下電流效率高,反的電流效率低
(5) 三價鉻的影響
1. 三價鉻很少時,沉積速率減慢
2. 三價鉻很高時,鍍層變暗
3. 三價鉻增加,則導(dǎo)電度降低,需較大電壓
4. 三價鉻愈多,光澤范圍愈小
(6) 電流密度及溫度的影響
1. 鍍液溫度升高,電流效率降低
2. 電流密度愈高,電流效率愈高
3. 高電流密度,低溫則鍍層灰暗,硬度高脆性大,結(jié)晶粗大
4. 高溫而低電流密度,鍍層硬度小,呈乳白色,延性好,無網(wǎng)狀裂紋,結(jié)晶細(xì)致,適合裝飾性的鍍件
5. 中等溫度及中等電流密度,鍍層硬度高,有密集的網(wǎng)狀裂紋,光亮硬質(zhì)鉻鍍層。
(7)雜質(zhì)的影響
1. 鐵雜質(zhì),電解液不穩(wěn)定,光澤鍍層范圍縮小,導(dǎo)電性變差,電壓須增高,去除鐵雜質(zhì)比三價鉻還困難,要盡量防止鐵污染,不要超過10g/l
2. 銅、鋅雜質(zhì),含量低時,對鍍層影向不大,銅最好不要大于3g/l
3. 硝酸,是鍍鉻最有害的雜質(zhì),鍍液須嚴(yán)禁帶入硝酸污染
(8) 陽極及電流分布的影響
1. 陽極較大,電流分布較不均勻使鍍層厚度不均勺
2. 陽極面積大,三價鉻形成較多。
3.復(fù)雜鍍件,陽極宜用象形電極或輔助電極,使電流分布均勻。
4.陽極的鉛易氧化,形成黑色的氧化鉛及黃色的鉻酸鉛。黃色的鉻酸鉛導(dǎo)電性不良
5.電流因尖端及邊緣效應(yīng),造成鍍層厚度不均,可采用絕緣物遮蓋尖端或邊緣。
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