镀铬工艺有什么特点和注意事项？

(1)保护-装饰性镀铬

保护装饰性镀铬不仅要求在大气中具有良好的耐腐蚀性，还要求外观美观。

这种涂层也常用于电镀非金属材料。

防护装饰镀铬可分为一般防护装饰镀铬和高耐蚀防护装饰镀铬。表4-28列出了保护性装饰镀铬的工艺规范。

装饰性镀铬的工艺条件还取决于待镀的基底金属材料。工作温度和阴极电流密度可以根据不同的基体材料适当调整。

1，一般防护装饰镀铬

一般防护装饰镀铬采用中高浓度的普通镀铬溶液，适用于室内环境使用的产品。钢、锌合金、铝合金镀铬必须采用多层体系，主要工艺流程如下。

①钢基体铜/镍/铬体系的工艺流程如下:

除油→水洗→蚀刻→水洗→闪镀氰化铜或镍→水洗→酸铜→水洗→亮镍→水洗→镀铬→水洗烘干。

多层镍/铬体系的工艺流程如下:

脱脂→水洗→蚀刻→水洗→半光亮镀镍→水洗→光亮镍→水洗→镀铬→水洗→烘干。

②锌合金基体弱碱化学脱脂→水洗→稀氢氟酸浸出→水洗→电解脱脂→水洗→闪镀铜→水洗→光亮镀铜→光亮镍→水洗→镀铬→水洗→烘干。

③铝及铝合金基体弱碱脱脂→水洗→电解脱脂→水洗→二次浸锌→溶解浸锌层→水洗→二次浸锌→水洗→闪镀氰铜(或预镀镍)→水洗→光亮镀铜→水洗→光亮镀镍→水洗→水洗→镀铬→水洗→烘干。

2.高耐蚀性装饰镀铬

高耐蚀装饰镀铬是通过特殊工艺改变镀铬层的结构，从而提高镀层的耐蚀性。该涂料适用于室外条件恶劣的场合。

在保护性和装饰性镀铬体系中，多层镍的应用显著提高了镀层的耐蚀性。研究发现，镍铬层的耐蚀性不仅与镍层的性质和厚度有关，而且在很大程度上取决于铬层的结构特征。从标准镀铬溶液中得到的普通保护性装饰性镀铬层虽然只有0.25 ~ 0.5微米，但镀层内应力很大，导致镀层出现不均匀的粗大裂纹。在腐蚀介质中，铬涂层是阴极，裂纹处的底层是阳极。因此，总是裂纹处的底层或基底金属受到腐蚀。由于裂纹处暴露的底部金属面积与镀铬层相比非常小，腐蚀电流密度非常高，腐蚀速度非常快，腐蚀已经向纵深发展。因为裂纹是不可避免的，如果改变微裂纹的结构来分散腐蚀，那么就可以减缓腐蚀。在这种思想下，60年代中期开发出了高耐蚀性微裂纹铬和微孔铬新工艺。这两种铬统称为“微不连续铬”。由于形成的铬层有许多微孔和微裂纹，暴露的镀镍面积扩大但分散，大大降低了镍层表面的腐蚀电流密度和腐蚀速度，从而提高了复合镀层的耐蚀性，镍层厚度减少了约5微米..

①微裂铬在光亮镀镍层上镀一层0.5 ~ 3微米高应力镍，再镀0.25μm普通装饰铬。因为高应力镍层的内应力和铬层的内应力叠加，一平方厘米可以得到250 ~ 1500个微裂纹铬。

研究发现，在普通镀铬电解液中添加少量的SeO42-即可获得内应力较大的镀铬层。在含seO42-的镀液中获得的铬镀层是蓝色的。SeO42-含量越高，涂层的蓝色越重。

双层镀铬也可获得微裂纹镀铬层。工艺如下:首先镀覆一层覆盖性好的铬镀层，然后在含氟化物的镀铬溶液中镀覆一层微裂纹铬层。双层法的缺点是需要额外的设备，电镀时间长，耗电量大。所以目前已经被单层微裂纹铬所取代，但是单层微裂纹铬也存在氟化物分析困难，微裂纹分布不均匀等缺点。

②微孔铬。目前应用最广泛的电镀微孔铬的方法是在光亮镀镍层上镀一层厚度不超过0.5μm的镍基复合镀层(镍封)，再镀一层光亮铬层，得到微孔铬层。

镍基复合镀层中均匀分散的非导电颗粒粒径在0.5μm以下，在镀液中的悬浮量为50 ~ 100 g/L，复合镀层中颗粒含量为2% ~ 3%。常用的颗粒有硫酸盐、硅酸盐、氧化物、氮化物和碳化物。因为颗粒是不导电的，所以在镀铬过程中没有电流在颗粒上流动，并且在颗粒上没有金属铬沉积。结果形成无数微小的气孔，密度可达每平方厘米一万个以上。

3.保护性装饰电镀的注意事项

(1)大件放入浴槽前要用热水冲洗预热，否则会腐蚀光亮度高的底面。

(2)小型零件应采用滚镀镀铬工艺，滚镀镀铬液中应加入氟硅酸，防止滚镀时零件因瞬间非接触导电而钝化。

(3)零件带电进入槽内，对复杂零件采用脉冲电流，或增加阴极和阳极之间的距离。

④每层电镀层都要抛光，以提高光洁度，减少气孔，防止腐蚀。

⑤镍上镀铬时，如镍钝化，可采用酸浸活化后再镀铬。活化方法为:在30% ~ 50%(体积分数)的盐酸中浸泡30 ~ 60sEtch5ming在20%(体积分数)硫酸中约5分钟；在5%(体积分数)硫酸中阴极处理约15s，然后镀铬，可获得结合力良好的镀铬层。

⑥电源应采用全波整流。

⑦使用高浓度铬酐镀液时，可安装回收槽，以节约铬酐，降低成本，减少废水处理量。

(2)滚镀铬

需要镀铬的小零件，比如平时的挂镀，不仅效率低，而且经常会在被镀零件上留下夹具的痕迹，无法保证镀层的质量。滚镀铬多用于体积小、数量多、不易挂的零件的装饰性多层电镀，如铜/光亮镍/铬或光亮低锡青铜/铬。这种方法可以提高生产效率，降低成本。但只适用于形状简单、有一定自重的电镀件；不适合电镀板材平整、自重小、外观要求高的零件。

滚镀铬时的注意事项如下:

(1)滚镀镀铬溶液用蒸馏水或去离子水配制，要清洗干净，防止带入杂质，特别是不要带人Cl-；

(2)硫酸根要控制适当，不能太高，以免零件表面发黄或镀铬，多余的硫酸可用碳酸钡去除；'

(3)氟硅酸能活化涂层，扩大光亮范围，缺一不可，不宜过量；

(4)充入槽中，开始使用冲击电流，约65438±0 ~ 2min；

⑤零件装入滚筒前，必须清洗滚筒内的铬酸溶液，防止零件被铬酸腐蚀；

⑥滚筒使用一段时间后，用盐酸处理，去除滚筒网上的铬层；

⑦零件小，温度可以略低。为了避免电镀液温度升高，最好使用冷却装置。

(3)镀硬铬

硬铬也叫耐磨铬。硬铬镀层不仅要有一定的光泽，还要求硬度高、耐磨性好、与基体结合牢固。

涂层的厚度应该根据应用场合而变化。在轻机械载荷和一般保护下，厚度为10 ~ 20 μm；滑动荷载下厚度为20 ~ 25微米，压力不太大；当机械应力大，抗腐蚀能力强时，厚度高达150 ~ 300微米；修复后的零件尺寸和厚度可达800 ~ 1000 μ m。

一般使用低铬酐浓度的耐磨镀铬溶液，部分工厂也使用标准镀铬溶液。工艺条件宜采用较低的温度和较高的阴极电流密度，这取决于零件的使用条件和对铬层的要求。一般阴极电流密度为50 ~ 60℃(一般为55℃)，25 ~ 75a/dm2(多为50A/dm2)。工艺条件一旦确定，在整个电沉积过程中，工艺条件应尽可能保持恒定，尤其是温度，变化不超过65438±0℃。

镀硬铬时应注意以下问题。

(1)无论被镀零件的材质是什么，只要工件大，都需要进行预热处理，因为镀硬铬时间长，镀层厚，内应力大，硬度高，母材和铬的热膨胀系数相差很大。如果不预热进行电镀，母材受热容易膨胀，造成“露皮”，预热时间视工件大小而定。

(2)用于悬挂工具的材料必须不溶于热铬酸溶液，且不会发生其他化学作用。该固定装置还应该具有足够的横截面积和与导电部件的良好接触。否则由于电流大，槽电压会升高，出现局部过热。

夹具的横截面积应根据各种材料的导电性来选择。几种常见材料的允许电流为:铜-3a/mm2，黄铜-2.53a/mm2，钢-2a/mm2。夹具结构应尽可能采用焊接连接；夹具的非工作部分应用PVC塑料布绝缘或涂耐酸胶。

③安装悬挂时，应考虑便于气体逸出，防止形成“气穴”，造成局部不涂或涂层厚度不均匀。

④复杂零件镀铬应采用象形阳极，圆柱形零件两端应加阴极保护，避免两头烧、中间薄涂；有尖锐棱角的部分可以用金属线屏蔽。

⑤为了提高涂层的附着力，可以进行反向电流、大电流脉冲、步进电源。换向时间为0.5~3min，阴极电流密度为30 ~ 40a/dm2。大电流冲击为80 ~ 120a/dm2，持续时间为1 ~ 3min。

⑥对于易析氢的钢件，镀后应进行除氢处理。

(4)镀多孔铬。

多孔铬涂层是一种具有一定密度和深度的网状沟槽的硬铬涂层，具有良好的储油能力。工作时，储存在凹槽中的润滑油被挤出并溢出到工件表面。由于毛细作用，润滑油还可以沿着凹槽渗透到工件的整个表面，从而改善工件整个表面的润滑性能，降低摩擦系数，提高耐磨性。

有机械、化学或电化学方法来获得多孔铬。

①在需要镀铬的零件表面，用机械方法将基体表面压成圆锥形或金字塔形的凹坑或翻成凹槽，然后镀铬并打磨。该方法简单易控制，但对润滑油的吸附性能不理想。

(2)化学法利用镀铬层原有裂纹边缘的高活性，在稀盐酸或热稀硫酸中进行腐蚀，使裂纹边缘的铬优先溶解，从而加深、加宽裂纹，达到疏松孔洞的目的。这种方法铬损失大，溶出不均匀，质量控制困难。

(3)电化学法镀硬铬后，除氢、研磨后，阳极在碱溶液、铬酸、盐酸或硫酸中疏松。由于铬层裂纹处的电位低于平面处的电位，裂纹处的铬优先溶解，从而使裂纹加深、变宽。处理后的孔隙深度一般为0.02 ~ 0.05 μ m。

在阳极蚀刻过程中，裂缝加深和加宽的速度由电量(蚀刻强度)控制。在合适的腐蚀强度范围内，可以选择任何阳极电流密度，只要相应地改变时间，腐蚀强度仍然可以保持不变。蚀刻强度根据镀铬层的原始厚度确定。

厚度低于100μm的铬涂层的蚀刻强度为320 A min/dm2，厚度为100 ~ 150μm的铬涂层和蚀刻强度高于400 A min/dm2和150微米的铬涂层的蚀刻强度为480 A min。对于尺寸要求严格的镀铬件，为了控制尺寸，阳极孔隙率最好采用低电流密度；当要求网孔较密时，可采用稍高的阳极电流密度；镀铬件打磨后松开阳极，蚀刻强度应比上述数值降低1/2 ~ 1/3。

多孔铬层的网状裂纹密度取决于硬铬涂层的原始裂纹密度。所以镀铬工艺对疏松孔镀铬影响很大，必须严格控制。

(5)黑铬涂层

黑铬涂层优于电化学方法获得的黑色涂层，广泛应用于航空、汽车、仪器仪表等需要消光的装饰涂层和太阳能吸收层。黑铬涂层的黑色是由涂层的物理结构造成的。它不是纯金属铬，而是由铬的水合物和三氧化铬组成，呈树枝状结构。金属铬以颗粒形式分散在铬的氧化物中，形成吸收中心，使涂层变黑。通常，涂层中铬的氧化物含量越高，黑色越深。黑铬镀层的耐蚀性优于普通铬镀层。黑铬镀层的硬度虽然只有130 ~ 350 HV，但其耐磨性与普通铬镀层相当。黑铬涂层具有高的热稳定性。加热到480℃时，外观无明显变化，与底层附着力良好。铬酐是镀液中的主要成分，其含量在150 ~ 400 g/L范围内可获得黑铬镀层。铬酐浓度低，镀液分散能力差；在高浓度下，虽然镀液的分散能力提高，但镀层的耐磨性降低。一般在200-350g/l之间选取。

硝酸钠和醋酸是发黑剂。当含量太低时，镀层不黑，电镀液的电导率低，槽电压高。浓度过高，镀液的深镀能力和分散能力差。一般硝酸钠控制在7 ~ 12g/L，醋酸控制在6 ~ 7g/L..在以硝酸钠为发黑剂的镀液中，没有硼酸时镀层容易“浮灰”，特别是在高电流密度下。加入硼酸可以减少“浮灰”。当硼酸达到30g/L时，可以完全消除“浮灰”。硼酸的加入还可以提高镀液的深镀能力，使镀层均匀。

镀液温度和阴极电流密度对黑铬镀层的颜色和镀液性能有很大影响。最佳条件为温度低于25℃，电流密度大于40A/dm2。阴极电流密度太小，镀层呈灰黑色，甚至彩虹色；但是不能太大。当大于80A/dm2时，镀层容易烧伤，镀液温度升高严重。当温度高于40℃时，镀层表面产生灰绿色浮灰，镀液的深镀能力降低。因此，在电镀黑铬的过程中，必须采取冷却措施。SO42-和Cl-是黑铬镀液中的有害杂质。SO42-使涂层呈浅黄色而非黑色，可通过BaCO3或Ba(OH)2沉淀去除。Cl-使涂层出现黄褐色浮灰，配制溶液时应使用去离子水，生产过程中应严格控制有害杂质；吊架和阳极铜钩应采用镀锡保护。

黑铬涂层可以直接镀在铁、铜、镍、不锈钢上，也可以用铜、镍或铜锡合金作为底层，提高耐蚀性和耐磨性。形状复杂的零件应采用辅助阳极，阳极材料应为含锡7%的铅锡合金或高密度石墨。

镀黑铬的零件干燥后可以喷漆或浸油，可以提高光泽和耐腐蚀性。

(6)镀乳白色铬

乳白色铬一般厚30 ~ 60μ m，耐蚀性好，但硬度低，光泽差。乳白镀铬的工艺、镀前准备和镀后处理与镀硬铬基本相同。主要区别是所需温度较高(65 ~ 75℃)，阴极电流密度较低(25 ~ 30a/dm2)。