電鍍鉻及表面處理

（優(yōu)選）電鍍鉻及表面處理082005FH1*本文檔共42頁；當前第1頁；編輯于星期二\17點24分Platingtechnology內容2.電鍍前處理知識

3.電鍍鉻

1.電鍍基礎知識082005FH2*本文檔共42頁；當前第2頁；編輯于星期二\17點24分電鍍層的作用是什么？提高金屬零件在使用環(huán)境中的抗蝕性能；裝飾零件的外表，使其光亮美觀；提高零件的工作性能，如硬度、耐磨性、導電性、電磁性、耐熱性等等。1電鍍基礎知識電鍍是指通過電化學方法在固體表面上沉積一層金屬或合金的過程。082005FH3*本文檔共42頁；當前第3頁；編輯于星期二\17點24分對電鍍層有哪些要求？鍍層與基體，包括鍍層與基體之間，應有良好的結合力；鍍層在零件的主要表面上，應有比較均勻的厚度和細致的結構；鍍層應具有規(guī)定的厚度和盡可能少的孔隙；鍍層應具有規(guī)定的各項指標，例如表面粗糙度、硬度、色彩以及鹽霧試驗耐試性。1電鍍基礎知識082005FH4*本文檔共42頁；當前第4頁；編輯于星期二\17點24分金屬零件鍍前表面準備的重要性

機械表面處理

粗糙表面的整平包括：

磨光、拋光、滾光、震動、離心、刷光、噴砂處理等?；瘜W表面處理

除油、侵蝕、拋光、活化1.1金屬零件電鍍前的表面準備2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第5頁；編輯于星期二\17點24分機械表面處理

1磨光：磨光機通常采用磨光機帶動磨光輪進行磨光輪式磨光機2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第6頁；編輯于星期二\17點24分磨光輪通常采用柔軟材料縫制成輪狀，再在輪外側粘合磨料一般用皮革、粗毛氈、棉布、各種纖維織品及高強度紙等制成磨光輪。硬質磨光輪軟質磨光輪2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第7頁；編輯于星期二\17點24分磨料常用的磨料有天然金剛砂、人造金鋼砂、人造鋼玉（含氧化鋁90～95％）、石英砂、硅藻土、鐵丹和浮石等。人造金鋼砂的硬度較高，但是脆性大、易碎；人造剛玉的硬度較高，而且韌性較好；天然金鋼砂和石英砂的硬度稍低一些。應該根據(jù)零件的加工要求選擇。2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第8頁；編輯于星期二\17點24分氧化鋁磨料2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第9頁；編輯于星期二\17點24分

磨料粒度通常是按篩子的號碼來劃分的，篩子的號碼則用單位面積（平方厘米）上的孔數(shù)來表示，篩子的號碼越大，篩孔越小。人們以磨料能通過篩子的號碼來表示該磨料的粒度。用骨膠、牛皮膠、明膠作為粘結劑通常將磨料分為三組：即粗磨：（20～40＃）中磨（50～150＃）精磨（180～360＃）。

2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第10頁；編輯于星期二\17點24分其計算式為：v－圓周速度（m/s）；π－圓周率d－磨光輪直徑（m）；n－磨光輪轉速（轉/分）由上式可知，圓周速度取決于磨輪的直徑和轉速。在生產(chǎn)中，可以改變其中的任一數(shù)值來調控磨光輪的圓周速度，例如，當磨光機軸的轉數(shù)不變時，可以更換不同直徑的輪子，當磨輪的直徑固定時，可以改變軸的轉數(shù)。

磨光不同材料時磨光輪的最佳速度

預加工工件材料輪周速度（米/秒）鑄鐵、鋼、鎳、鉻18－30銅及其合金鋅及其合金14－18鋁及其合金10－14磨光不同材料磨光輪的圓周速度2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第11頁；編輯于星期二\17點24分2拋光：拋光機通常采用拋光機帶動拋光輪進行拋光與磨光機同

拋光與磨光的區(qū)別：

磨光為粗加工：明顯有磨削，硬輪－磨料拋光為精加工：無明顯磨削，軟輪－拋光膏

拋光不同材料時使用不同的拋光膏

白膏－氧化鈣、氧化鎂（用硬脂酸、石蠟等粘合在一起）銅及其合金鋅及其合金紅膏－氧化鐵紅、鐵丹鋁及其合金綠膏－三氧化而鉻、氧化鋁鋼鐵、鎳、鉻2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第12頁；編輯于星期二\17點24分3滾光、震動、離心：滾光機通常采用電機帶動滾桶進行滾光

2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第13頁；編輯于星期二\17點24分震動機采用帶彈簧的偏軸機構產(chǎn)生震動、旋轉離心2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第14頁；編輯于星期二\17點24分刷光

用鋼絲或銅絲刷光輪刷光工件表面噴砂、噴丸干噴是利用射吸原理以氣流協(xié)帶磨料高速噴向工件，濕噴則以含砂液流高速噴向工件2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第15頁；編輯于星期二\17點24分2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第16頁；編輯于星期二\17點24分2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第17頁；編輯于星期二\17點24分化學表面處理除油包括有機溶劑除油，化學除油及電化學除油以及超聲波除油。浸蝕包括強浸蝕、電化學浸蝕及弱浸蝕。拋光化學拋光、電化學拋光4活化化學活化、電化學活化2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第18頁；編輯于星期二\17點24分鋼鐵零件鍍前表面化學處理概述通常要根據(jù)工件的情況以及關鍵的要求制定表面處理流程2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第19頁；編輯于星期二\17點24分鋼鐵零件的除油有機溶劑除油烴類：汽油、煤油、苯類、丙酮等氯代烴類：三氯乙烯、三氯乙烷、四氯化碳等2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第20頁；編輯于星期二\17點24分化學除油

化學除油組成濃度g/LNaOH50－70皂化Na2CO320－40水解Na3PO430－40乳化Na2SiO35－10強乳化OP－乳化劑適量溫度80－90℃皂化反應：與動、植物中的硬脂酸皂化反應(C17H35COO)3C3H5+3NaOH－→3C17H35COONa＋C3H5(OH)3硬脂

堿

硬脂酸鈉

甘油

2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第21頁；編輯于星期二\17點24分加入乳化劑可除去非皂化油（礦物油）常用的乳化劑有：辛基酚聚氧乙烯醚(OP－10)

三乙醇胺油酸皂(FM)

十二烷基二乙醇酰胺(6501)等常溫除油：清洗劑等2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第22頁；編輯于星期二\17點24分電化學除油超聲波除油2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第23頁；編輯于星期二\17點24分鋼鐵的浸蝕2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第24頁；編輯于星期二\17點24分（1）侵蝕有三個作用1化學溶解作用2產(chǎn)生氣體對氧化皮的機械剝離作用3產(chǎn)生的氫氣對高價氧化物還原作用，有利于氧化物的溶解2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第25頁；編輯于星期二\17點24分（2）酸度和溫度的影響

通常硫酸質量分數(shù)為20％—25％，提高硫酸濃度不能增強浸蝕能力，超過40％時由于硫酸的強氧化性，對氧化皮幾乎不溶解。提高溫度可以加快反應速度，對氧化皮有較大的剝離作用，溫度過高會腐蝕零件，一般不進行加熱。適當加入緩蝕劑可保護基體金屬。

HCl中用六次甲基四胺－又稱烏洛托品（陽離子型）

H2SO4中用二鄰甲苯基硫脲（陰離子型）（可適當加入Cl－）溶解產(chǎn)物鐵鹽累積到一定程度會降低硫酸侵蝕速度。

通?？刂畦F含量＜60g/L2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第26頁；編輯于星期二\17點24分電化學侵蝕1陽極侵蝕硫酸或鹽酸，主要靠陽極溶解2陰極侵蝕硫酸，主要靠氫氣沖擊3弱侵蝕通常為化學侵蝕，

5％－10％鹽酸或硫酸2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第27頁；編輯于星期二\17點24分鋼鐵零件的化學和電化學拋光化學拋光很少使用電化學拋光配方1通用配方2一般鋼鐵配方3不銹鋼配方4精密不銹鋼2電鍍前處理知識本文檔共42頁；當前第28頁；編輯于星期二\17點24分

電鍍鉻鍍層

1電鍍鉻

概述

鍍鉻在電鍍工業(yè)中占有極其重要的地位，并被列為三大鍍種之一。電鍍鉻屬于單金屬電鍍，與其它單金屬電鍍相比，有許多共同之處。但是，它又有一些其它單金屬電鍍所沒有的特點，故鍍鉻是電鍍單金屬中較為特殊的鍍層。隨著科學技術的發(fā)展及對環(huán)境保護的重視，在傳統(tǒng)鍍鉻的基礎上，相繼發(fā)展了微裂紋和微孔鉻、乳白鉻、松孔鍍鉻、鍍黑鉻、低濃度鍍鉻、稀土鍍鉻、高效率鍍硬鉻及三價鉻鍍鉻等新工藝，使鍍鉻層的應用范圍進一步擴大。3電鍍鉻本文檔共42頁；當前第29頁；編輯于星期二\17點24分1.鍍鉻層的性質

鉻(Cr)是一種略帶藍的銀白色金屬，相對原子質量51.994，密度6.98／cm3~7.219／cm3，熔點1875℃~1920℃，標準電極電位φ0Cr3+/Cr=－0.74V

φ0Cr3+/Cr2+=－0.41Vφ0Cr2O72-/Cr2+

=1.33V

鉻是一種較活潑的金屬，但由于它在空氣中極易鈍化，其表面形成一層極薄的鈍化膜，從而顯示了貴金屬性質3電鍍鉻本文檔共42頁；當前第30頁；編輯于星期二\17點24分

鍍鉻層具有很高的硬度，根據(jù)鍍鉻液成分及操作條件的不同，其硬度可在很大范圍(HV400~1200)內調整。加熱溫度在500℃以下，對鍍鉻層的硬度沒有明顯影響。鉻鍍層的摩擦系數(shù)低，特別是干摩擦系數(shù)在所有金屬中是最低的，因此，鉻鍍層具有很好的耐磨性。鉻鍍層在一般大氣條件下能長久地保持其原有的光澤而不變色，只有當溫度在400℃～500℃時，才開始在表面呈現(xiàn)氧化色。3電鍍鉻本文檔共42頁；當前第31頁；編輯于星期二\17點24分

鉻鍍層具有良好的化學穩(wěn)定性，堿、硫化物、硝酸和大多數(shù)有機酸對其均不發(fā)生作用，但能溶于氫鹵酸(如鹽酸)和熱的硫酸中。在可見光范圍內，鉻的反射能力約為65％介于銀(88％)和鎳(55％)之間，因鉻不易變色，使用時能長久地保持其反射能力而優(yōu)于銀和鎳。3電鍍鉻本文檔共42頁；當前第32頁；編輯于星期二\17點24分2鍍鉻層的分類及應用鍍鉻可按其工藝及溶液不同來分類，所得到的鉻層可應用于不同的場合。

(1)防護裝飾性鍍鉻利用鉻鍍層的鈍化能力、良好的化學穩(wěn)定性和反射能力，鉻層與銅、鎳及銅錫合金等組成防護裝飾性體系，廣泛用于汽車、自行車、縫紉機、鐘表、儀器儀表、日用五金等零部件，既保持產(chǎn)品表面的光亮和美觀，又達到防護目的。這類鉻層的厚度一般為0.25μm~1μm3電鍍鉻本文檔共42頁；當前第33頁；編輯于星期二\17點24分

(2)鍍硬鉻(耐磨鉻)

鉻層具有高的硬度和低的摩擦系數(shù)，機械零部件鍍硬鉻后可以提高其抗磨損能力，延長使用壽命。硬鉻可用于切削及拉拔工具，各種材料的模具、軸承、軸、量規(guī)、齒輪等，還可用于修復磨損零件的尺寸。這類鉻層的厚度根據(jù)需要而變，從1μm到幾個mm。

(3)乳白鉻鍍層韌性好，孔隙率低、顏色乳白，光澤性差，硬度較硬鉻鍍層及光亮鍍層都低，但其耐蝕性較高，主要用于各種量具上。為了獲得既耐磨又耐蝕的表面，目前常采取雙層鉻鍍層，即在工件表面先鍍乳白鉻，然后再鍍硬鉻，這種配合綜合了乳白鉻鍍層及硬鉻鍍層的優(yōu)點。3電鍍鉻本文檔共42頁；當前第34頁；編輯于星期二\17點24分

(4)松孔鍍鉻是在鍍硬鉻后進行松孔處理，使鉻層的網(wǎng)狀裂紋加深加寬。這種鍍層具有貯存潤滑油的能力，可以提高零部件表面抗摩擦和磨損的性能，常用于承受較高壓力的滑動摩擦，如內燃發(fā)動機汽缸筒內壁、活塞環(huán)等。

(5)黑鉻與其它上黑色鍍層(如黑鎳鍍層)相比，有較高的硬度，耐磨損及耐熱性能好，而且有極好的消光性能。常用于光學儀器、航空儀表等零件的鍍覆。此外，黑鉻鍍層也可用于裝飾。3電鍍鉻本文檔共42頁；當前第35頁；編輯于星期二\17點24分

3鍍鉻過程的特點與其它單金屬相比，鍍鉻液的成分雖然簡單，但鍍鉻過程相當復雜，并具有許多特點。(1)在鍍鉻過程中，是由鉻的含氧酸即鉻酸來提供獲得鍍層所需的含鉻離子(其它單金屬電鍍都是由其自身鹽來提供金屬離子)，屬強酸性鍍液。在鉻酸鍍液中，陰極過程相當復雜，陰極電流大部分都消耗在析出氫氣及六價鉻還原為三價鉻兩個副反應上，故鍍鉻過程陰極電流效率極低，一般?＝8％～18％。3電鍍鉻本文檔共42頁；當前第36頁；編輯于星期二\17點24分

(2)在鍍鉻液中，必須添加一定量的局外陰離子，如SO42－、SiF62－、F－等和必需有一定量的Cr3+，離子才能實現(xiàn)金屬鉻的電沉積過程。

(3)鍍鉻需采用較高的陰極電流密度，又由于陰極及陽極之間存在大量的氫氣及氧氣，盡管鉻酸的導電性較好，仍需要采用大于12V的電源，而其他鍍種使用8V以下的電源即可。3電鍍鉻本文檔共42頁；當前第37頁；編輯于星期二\17點24分

(4)陽極不能用金屬鉻而是采用不溶性的鉛或鉛合金(Pb－Sb、Pb－Sn)。鍍液內由于沉積出鉻及其它消耗，故鉻的補充要依賴于添加鉻酸來解決。

(5)鍍鉻液的分散能力及覆蓋能力都極差。欲獲得均勻的鉻層，必須采用人工措施，根據(jù)零件的幾何形狀而設計不同的象形陽極、防護陰極及輔助陽極。

(6)鍍鉻的操作溫度和陰極電流密度有一定的依賴關系，改變二者的關系可獲得不同性能的鉻鍍層。3電鍍鉻本文檔共42頁；當前第38頁；編輯于星期二\17點24分鍍鉻過程還有三個特殊的現(xiàn)象：陰極電流效率隨鉻酸濃度的升高而下降，