1 三价铬镀铬工艺概述 1.1 镀液组成 今朝钻研以及应用的三价铬电镀液次要成份以下： (1)主盐：以后三价铬镀铬体系次要有氯化物体系，硫酸盐体系以及硫酸盐-氯化物夹杂体系。 氯化物镀液导电好，电压低，镀液扩散才能、笼罩才能以及电流效率较高，但阳极会析出有毒的Cl2，且对设施侵蚀较重;硫酸铬电镀时阳极析出无毒的氧气，无净化，但镀液导电性没有如氯化物，镀液扩散才能、笼罩才能以及电流效率较低。 (2)络合剂：一般是羟基羧酸及其盐，如甲酸以及乙酸盐、氨基乙酸、草酸及其盐，柠檬酸及其盐，硫氰算眼以及酒石酸盐等。 (3)导电盐：缩小电能的耗费。多为钠、钾、铵的氯化物以及硫酸盐。 (4)缓冲剂：维持镀液PH值稳固。多为硼酸、醋酸盐、铝盐和柠檬酸盐等。 (5)稳固剂：复合型复原剂，克制以及升高六价铬的孕育发生。多为甲醇、亚硫酸钠、卤化物等。 1.2 工艺前提 (1)温度：佳正在室温下进行，工作温度普通管制正在15～55℃。温度降低会升高浓差极化，并使Cr3+的析出点位正移，同时析氢重大，无益于铬的堆积。 (2)PH值为1～4。PH值低时析氢重大，阴极电流效率升高，PH值高时易发作羟桥化反响，镀层发暗。 (3)电流密度为3～100A/dm2。阴极电流密度范畴较宽，但较低时会影响铬堆积速率，阴极电流密渡过高会影响到镀层功能。 (4)电流效率为10%～25%。能够进行轻细搅拌。 另外，三价铬镀铬有单槽形式以及双槽形式，单槽形式中的阳极资料是石墨棒，与其余一般电镀同样;双槽形式应用了阳极内槽，能够应用铅锡合金阳极罩，另外作为阳极根底液应用了稀硫酸。 1.3 三价铬镀铬优缺陷 三价铬电镀具备下列优点： (1)毒性低，净化小。镀液荡涤水中没有含六价铬，废水略加解决便可排放，且电镀进程没有孕育发生有毒的铬酸雾; (2)镀液浓度低,只有六价铬镀铬的1/10，扩散才能以及笼罩才能好，废品率进步; (3)电镀进程没有受电流中缀的影响，无需退镀; (4)阴极电流效率可达21～25%，高于六价铬电镀，进步了消费率。 同时，三价铬电镀也存正在下列成绩： (1)镀层厚度较难进步，今朝只能用于装璜性镀铬，而不克不及镀厚铬，性能性镀铬艰难; (2)镀液组分复杂，稳固性欠好;对杂质的容忍性很低，保护较艰难; (3)阳极的抉择以及应用有有余处，耐侵蚀性，硬度，耐打击性另有待进步; (4)装璜性镀铬时，外观色泽没有尽人意。 (5)一次设施投入较年夜，老本较高。 此中，镀层增厚成绩是三价铬电镀工艺倒退的要害以及难题，影响三价铬镀铬层增厚的缘由有以下三种观念[2]： a.PH值影响：阴极外表跟着铬堆积的进行，PH值迅速降低(PH>8.2),招致铬的氢氧化物天生，并混合于镀层内，影响了铬镀层结晶的失常进行，造成镀层增厚艰难。 b.Cr3+存正在形状的影响：电镀进程中阴极分散层内PH值降低(PH≥4)后，水合Cr3+会发作羟桥化反响，Cr3+的存正在起催化作用，使羟桥化反响迅速进行，从而克制了铬积淀的进一步反响。 c.阴极反响进程的影响 随电镀工夫的延伸，阴极外表左近PH值以及温度一直降低，造成阴极析氢加剧，金属堆积的电流效率升高，且阴极左近OH-与Cr3+发作羟桥化反响，克制了铬堆积。 2 三价铬镀铬倒退汗青以及钻研近况 早正在1854年Bunsen就进行了行使氯化铬进行镀铬的钻研，但因为三价铬镀液功能以及镀层品质存正在年夜量成绩，因而钻研停顿比拟迟缓。 自Surgent正在1923年宣布了铬酸与硫酸的电镀液后，六价铬电镀工艺率进步前辈入产业消费。但正在理论中发现六价铬电镀工艺存正在许多有余的地方：(1)阴极电流效率低，普通只有12～15%;(2)镀液扩散才能以及笼罩才能差;(3)镀铬消费对温度管制要求高;(4)镀铬进程带出的铬酸以及构成铬雾对环境净化重大。匆匆令人们又开端根究用三价铬镀铬工艺来庖代六价铬电镀。 70年月，英国Albright&Wilson公司宣布了驰名的Alecra-3工艺，三价铬镀铬的钻研获得了打破停顿，进入适用阶段，英、美、日等国度都接踵投入批量消费。该工艺扩散才能，笼罩才能以及以及电流效率等均好过铬酸镀液，但存正在镀层厚度薄，不克不及镀硬铬，外观色泽不敷好，镀液没有稳固且对杂质敏感等缺陷。 自Dr. S.Hoshino以及东京都会年夜学(TCU)2001年制成为了三价铬电镀液(HOSHINO电镀液)后，与Koka一同努力于钻研其电镀液的使用性，正在应用50～200L的小厂内取得了肯定的效果。 HOSHINO电镀液是应用氯化物进行三价钱电镀，氨基乙酸作为催化剂。  关于铬耗费的增补是经过主动增加铬的氢氧化物,同时根据一直的化学剖析和电镀液负荷(Ah/L)进行增加。经过年夜量是钻研，患上出了上面论断： (1)三价铬电镀电流效率为15～20%; (2)外表观测成果好，相似六价铬电镀; (3)前解决充沛后附着性好，上层有镀镍层时附着性较好; (4)硬度为750～800 HVO.l，正在热解决后能达1100～1200 HVO.l(400℃/L); (5)堆积速度是六价钱电镀两倍; (6)宏观构造方面，与六价铬电镀具备一样的宏观裂纹，但有时会观测到年夜些的裂纹。 (7)耐磨性与六价铬电镀相反，热解决后会有所进步; (8)耐侵蚀性方面，因为裂纹，正在碳钢的应用上成果欠安，但正在底层为镍层的状况下成果会有所进步。 (9)环境影响因有氯气孕育发生需求放弃精良的透风，增加溴化氨能极年夜地缩小气体的发作。 但要留意的是， HOSHINO电镀液会孕育发生六价铬离子。 我国对三价铬镀铬的钻研始于70年月中期，该年月末期，哈尔滨产业年夜学等[3]单元对三价铬镀铬工艺进行了钻研，对甲酸盐体系、氨基乙酸体系、乙酸盐体系以及草酸盐体系进行了钻研以及讨论。 近几年来，我国电镀工作者也正在踊跃探究三价铬镀铬的使用，获得了一些打破性停顿。 周琦等[4]钻研了甲酸-尿素体系三价铬镀液的好配方，选定OP乳化剂为润湿剂，并对镀铬层用碳酸钠以及磷酸钠进行中以及浸渍，取得了粗疏，光洁以及孔隙率低的镀层。 曹梅等[2]讨论理解决三价铬镀铬层增厚的路子，提出了需求正在如下几个方面增强钻研，钻研好的镀液组成以及PH值较低的镀液;抉择适合而缓冲才能强的缓冲剂，使镀液放弃比拟稳固的PH值;抉择合适的减速剂以及稳固剂;采纳脉冲电镀，抉择适当的脉冲参数;增强搅拌或采纳阴极挪动。 今朝，刘小珍等[5]对硫酸盐体系三价铬镀铬工艺进行了钻研，将草酸以及另外一种配位剂复配作为配位剂，取得了光洁雪白镀层。同时钻研了工艺前提，包罗PH值，镀液温度，电流密度以及热解决温度等对镀层厚度的影响。 3 总结与瞻望 环保型三价铬电镀庖代六价铬电镀已经是必定趋向。近几年来，三价铬电镀倒退迅速，已正在装璜性镀铬上有所使用，并正在不少国度用于产业化消费，但正在性能性镀铬方面还未产业化。 以后咱们国度也正在钻研三价铬镀铬的使用方面获得了很多问题，但还患上增强工艺功能以及实践根底方面的钻研，此中需留意如下方面： (1)镀层外观，厚度改善进步，增强性能性镀层的使用钻研。 (2)钻研稳固的三价铬电镀液。 (3)今朝三价铬电镀液的造价高于六价铬电镀液，需求缩小老本。 |
