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 镀铬专用冷却器

一、基础知识
1、电镀目的
  表面处理→电镀→镀铬→六价铬镀铬→镀硬铬
2、电镀术语
01 镀前处理：在镀铬槽外进行的处理。为使工件材质暴露出真实表面，消除内应力及其它特殊目的所需，除去油污、氧化物及内应力等种种前置技术处理。广义上讲，前处理包括整平（磨光、刷光、机械抛光、滚光、喷砂等）除油（有机溶剂除油、化学除油、电解除油、手工除油、超声波除油） 除锈（强浸蚀）、局部保护、装挂、加辅助电极、活化（弱浸蚀）等。
02 基体材料：需电镀的工件材料。
03 表面状态：金属基体→扩散层→加工层→氧化膜→油污、尘埃（金属颗粒或其它）
04 氧化物： 分两种：一种是在高温热处理或加工时形成的致密氧化膜，又称为磷膜或氧化皮，呈黑色光泽，一般用40℃20%硫酸去除；一种是在大气中生成的氧化膜，一般为红色，一般用10~20%盐酸或硫酸去除
加工层和扩散层一般在弱酸中去除，暴露基体组织，使镀层金属外延生长，用5%盐酸或硫酸
灰尘一般采用毛刷刷洗
清洁度的检查方法：擦拭法、水润湿法等
粗造度：表面缺陷
05 主要表面：制件上电镀前后的规定表面，该表面上的镀层对于制件的外观和(或)使用性能是极为重要的。
06 不连续水膜：制件表面因污染所引起的不均匀润湿性而使其水膜不连续的现象，这是一种检查清洗程度的方法。润湿性
07 有机溶剂除油：利用有机溶剂清除制件表面油污的过程。
08 皂化：油脂在碱性条件下的水解，是油与氢氧化钠等碱反应
09 乳化：表面活性剂的作用下,使本来不能混合到一起的油和水能够混到一起，是油和水在乳化剂的条件下乳化
10 弱浸蚀（活化）：金属制件在电镀前浸入一定的溶液中，以除去表面上极薄的氧化膜并使表面活化的过程。以消除表面的钝化状态。
11 强浸蚀：将金属制件浸在较高浓度和一定温度的浸蚀液中，以除去其上的氧化物和锈蚀物等的过程。
12 电极：置于导电介质(如电解液、熔融物、固体、或气体)中的导体。电流通过它流入或流出导电介质。
13 阳极：与电源正极相连，发生氧化反应的电极，即能接受反应物所给出电子的电极。
14 阴极：与电源负极相连，发生还原反应的电极，即反应物于其上获得电子的电极。
15 阳极泥：在电流作用下，阳极溶解过程中产生的不溶性残渣。
16 正极：在电源中电压较正的电极。
17 负极：在电源中电压较负的电极。
18 极间距：电镀槽中两电极(阴、阳极)之间的距离。
19 双性电极：一个不与外电源相连的，浸入阳极与阴极间电解液中的导体。靠近阳极的那部分导体起着阴极的作用，而靠近阴极的部分起着阳极的作用。
20 不溶性阳极(惰性阳极)：在电流通过时，不发生阳极溶解反应的阳极
21 可溶性阳极
22 辅助阳极：为了改善被镀制件表面上的电流分布而使用的附加阳极。
23 象形阳极:亦称为仿形阳极
24 辅助阴极（保护阴极）：为了消除被镀制件上某些部位由于电力线过于集中而出现的毛刺和烧焦等毛病，在该部位附近另加某种形状的阴极，用以消耗部分电流，这种附加的阴极就是辅助阴极。
25 电流密度：单位面积电极上通过的电流强度，通常以A／dm2表示。
26 电流密度范围：能获得合格镀层的电流密度区间。
27 冲击电流：电镀过程中通过的瞬时大电流。
28 体积电流密度：单位体积电解质溶液中通过的电流强度。通常以A／L表示。
29 临界电流密度：在电镀所需电极反应的电势范围内，能够维持反应进行的最高或最低电流密度。高于最高电流密度时，电势移动超出所需范围，将有新的副反应发生。低于最低电流密度时，电极反应速率降低而达不到生产上的要求。
30 极限电流密度：由于发生浓差极化至使阴极界面主盐金属离子浓度趋近于零且镀层出现烧焦现象时的最小电流密度
31 阳极处理：刻蚀、反向、反拉
32 给电方式：带电下槽、预热、阳极处理、阶梯给电、冲击
33 电流效率：电极上通过单位电量时，电极反应生成物的实际质量与电化当量之比，通常以％表示。
34 沉积速度：单位时间内零件表面沉积出金属的厚度。
35 自由空间：是电流在阳极与工件间附近的镀液中流动的现象。主要造成工件两端、工件与绝缘体分界部位电流集中，从而造成镀层不均匀。
35 分散能力（均镀能力）：分散能力亦称为均镀能力，是指工件各部位均匀镀层的能力。影响分散能力的主要因素如下：
（1）自由空间：包括电镀槽的几何状态、电极的形状和大小、电极的距离、电极在槽中的装挂方式等几何因素；
（2）镀液性能：包括镀液的电导率、是否有添加剂、镀液在阴极的极化度等；
（3）工件复杂性
36 覆盖能力（深度能力）：覆盖能力亦称为深度能力，是指工件深凹处镀上镀层的能力。 影响覆盖能力的主要因素如下：
（1）镀液性能：如临界电流密度
（2）基体金属的表面状况（清洁度和粗糙度）、基体材料（铜>镍>黄铜>铁）、基本金属组织（含碳、硅等杂质）、开电方式、析氢过电位的大小等；
（3）工件复杂性；
（4）装挂方式：如气泡的停留；
（5）工件表面粗糙度
7) 采用如下措施可提高镀液的分散能力和覆盖能力：
（1）合理装挂工件，使其处于最佳的电流分布状态下同时尽量避免折出的气体停留在工件的言孔或低洼处；
（2）采用短时间的冲击电流，改善基体金属的表面状况，提高氢在基体金属上的过电位；
（3）尽可能改善电极几何形状，合理的调节电极之间的距离，减少自由空间；
（4）给工件加辅助极或假阴极来改善电流分布；
37 槽电压：电解时单元电解槽两极间总电势差。
38 绝缘层：涂敷或包裹在电极或挂具的某一部分，使该部位表面不导电的涂层。
39 挂具(夹具) ：用来装挂零件，以便于将它们放入槽中进行电镀或其它处理的工具。
40 汇流排或母线：连接整流器（或直流发电机）与镀槽供导电用的铜排或铝排。
41 针孔：从镀层表面直至底层覆盖层或基体金属的微小孔道，它是由于阴极表面上 的某些点 的电沉积过程受到障碍，使该处不能沉积镀层，而周围的镀层却不断加厚所造成。
43 结合力：包括起皮、脱铬、剥离、崩铬等，是镀层与基体材料结合的强度。机械附着力 分子间力 金属键力
44 渗氢：金属制件在浸蚀、除油或电镀等过程中常有吸附氢原子的这种现象。
45 析氢：针孔与麻点 鼓泡 氢脆
46 内应力：包括压应力和张应力，是材料内部由于各种原因产生的内力
47 脆性：是内应力的具体表现，是指镀层在基体表面受外力作用时的崩脱能力
48 氢脆：是指电镀或酸洗等产生氢气的场合，大量的氢原子渗入基体或镀层中而造成的应力增大，从而产生的脆性
49网纹：由于镀铬中析氢等原因造成的内应力大，铬层出现开裂，形成裂网纹。薄的硬铬层没有抗蚀的效果，因为其表面有很粗的裂纹，只有上油或镀乳白铬，但乳白铬在使用过程中也会开裂。但随着镀层加厚，特别是经过磨削加工，由于大量的微裂纹，从而提高了耐蚀性
50 硬度：是材料表面抵抗硬的物体压陷的能力，洛氏（HR）、布氏（HB）、维氏（HV）、肖氏（HS）、显微（HM）等。
51 除氢：金属制件在一定温度下加热或采用其他处理方法以驱除金属内部吸收氢的过程。
52 退火：退火是一种热处理工艺，将镀件加热到一定的温度，保温一定时间后缓慢冷却的热处理工艺。退火处理可消除镀层中的吸收氢，减小镀层内应力，从而降低其脆性；也可以改变镀层的晶粒状态或相结构，以改善镀层的力学性质或使其具有一定的电性、磁性或其他性能。
53 桔皮：类似于桔皮波纹状的表面处理层。
54 海绵状镀层：在电镀过程中形成的与基体材料结合不牢固的疏松多孔的沉积物。
55 烧焦镀层：在过高电流下形成的颜色黑暗、粗糙、松散等质量不佳的沉积物，其中常含有氧化物或其他杂质。
56 麻点：在电镀或腐蚀中，与金属表面上形成的小坑或小孔。
57 粗糙：在电镀过程中，由于种种原因造成的镀层粗糙不光滑的现象。
58 毛刺：
59 铬瘤：
58 纹波系数：交流成份所占的比例
59 电导率(比电导) ：即导电材料和镀液的导电能力。为什么镀液发热，为什么导电排会发热
60直流电源
1) 整流器：把交流电直接变为直流电的设备。
2) 高频电源：一种新型电源，其变压器为高频变压器，没有铁芯，损耗很小，效率高，纹波很小
61 纯水：除去水中钙镁氯等离子的水。有去离子水、纯水、蒸馏水
62 电解：
3、电镀原理
    利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。
阴极 阳极 正极 负极 镀液 导电 导电方式 电子 电流 电压 压降 整流电源 阴极表面反应 阳极表面反应 阴离子 阳离子 电子流动过程 
4、铬电镀的种类
　（一）防护—装饰性镀铬
    防护—装饰性镀铬，俗称装饰铬。它具有防腐蚀和外观装饰的双重作用。为达此目的在锌基或钢铁基体上必须先镀足够厚度的中间层，然后在光亮的中间镀层上镀以0.25～0.5μm的薄层铬。例如钢基上镀铜、镍层再镀铬、低锡青铜上镀铬、多层镍上镀铬、镍铁合金镀层上镀铬等等。
    在现代电镀中，在多层镍上镀取微孔或微裂纹铬是降低镀层总厚度，又可获得高耐蚀性的防护—装饰体系，是电镀工艺发展的方向。
功能性电镀：
    （二）硬铬（耐磨铬、工业镀铬）
是指在各种基体材料上镀较厚的铬层而言。实际上其硬度并不比装饰铬层硬，如镀层不光亮反而比装饰铬镀层软。只因其镀层厚能发挥其硬度高、耐磨的特点，故称镀硬铬.在一定条件下沉积的铬镀层具有很高硬度和耐磨损性能，硬铬的维氏硬度达到900～1200kg/mm2,铬是常用镀层中硬度最高的镀层，可提高零件的耐磨性，延长使用寿命。如工、模、量、卡具；机床、挖掘机、汽车、拖拉机主轴；切削刀具等镀硬铬。镀硬铬可用于修复被磨损零件的尺寸公差。严格控制镀铬工艺，准确地按规定尺寸镀铬，镀后不需再进行机械加工的则称为尺寸镀铬法。
密封镀铬又称为气密性镀铬，采用复合镀液
    （三）乳白铬镀层
    在较高温度（65～75℃）和较低电流密度下（20±5A/dm2）获得的乳白色的无光泽的铬称为乳白铬。镀层韧性好，硬度较低，孔隙少，裂纹少，色泽柔和，消光性能好，常用于量具、分度盘、仪器面板等镀铬。
    在乳白铬上加镀光亮耐磨铬，称为双层镀铬。在飞机、船舶零件以及枪炮内腔上得到广泛应用。
    （四）松孔镀铬
    通常在镀硬铬之后，用化学或电化学方法将铬层的粗裂纹进一步扩宽加深，以便吸藏更多的润滑油脂，提高其耐磨性，这就叫松孔铬。松孔镀铬层应用于受重压的滑动摩擦件及耐热、抗蚀、耐磨零件，如内燃机汽缸内腔、活塞环等。
    （五）黑铬
在不含硫酸根而含有催化剂的镀铬中，可镀取纯黑色的铬层，以氧化铬为主成分，故耐蚀性和消光性能优良，应用于航空、光学仪器、太阳能吸收板及日用品之防护—装饰。
5、镀铬的特性
(1)须严格控制液温、电流密度、极距等操作条件
(2)均一性差，对复杂形状镀件需适当处理，往往要采用辅助阳极和保护阴极。分散能力低，对于形状比较复杂的零件，必须采用象形阳极、保护阴极等，才能得到良好的镀层。
(3)电流效率很低，13～16%。须较大电流密度，大量析出氢气，导致镀液欧姆电压降大，故镀铬的电压要比较高。带出有毒液雾，需要有良好的吸风装置和采用铬雾抑制剂。
(4)阳极采用不溶解性阳极，不能用铬阳极，通常采用纯铅、铅锡合金、铅锑合金等不溶性阳极铬酸须通过铬酐补充
(5)电镀过程中不许中断，否则镀层发灰、结合力不好
(6)形状不同镀件不宜同槽处理，须用不同的挂具
(7)镀件预热与液温一致，附着性才会好
(8)镀件要彻底活化，有时要带电入槽，附着性才良好
(9)需用冲击电流(大于正常50-100% ) 在开始电镀较复杂形状镀件，约2-3分钟而后慢慢降至正常电流密度范围内。
(10)电流大、电压高，电源容量大，汇流排大，能耗大，发热严重。镀铬过程的槽电压也较高，常常需要采用12伏以上的电源。
(11)镀液需要加热和冷却。
(12)由于电流大，槽内自由空间中电流分布很强，对尖端及凸出处威胁大。
(13)对基体材料的粗糙度要求较高
(14)镀铬槽中，不允许零件面积相差太大以及长短不相同的零件同槽电镀
(15)很难实现自动线
(16)镀铬过程的特异现象
    1）随主盐铬酐浓度升高而电流效率下降；
    2）随电流密度升高而电流效率提高；
    3）随镀液温度提高而电流效率降低；
4）随镀液搅拌加强而电流效率降低，甚至不能镀铬。
6、镀铬的管理要求
A. 化学药品及有关材料必须有合格证，需定点，保质供应
B. 各种槽液成份必须在工艺规定范围内，定期进行分析
C. 整流电源的纹波系数不大于5%
D. 设备和仪器仪表必须有合证，并按规定的周期进行鉴定和校验，使用的电流表、电压表、温度计、自动控制仪器都应有精度和定期检修记录
E. 各种工艺参数要严格控制并做好详细的记录
7、电镀计算
⑴表面积的计算
a.棒状、柱状
b.筒状
c.板状
d.复杂工件
⑵电流计算
⑶时间计算（t：分钟）
t=1322×d/(Dk×ηk)
d—微米
⑷厚度计算（d：微米）
  D=t×Dk×ηk/1322
⑸槽体积计算
⑹溶液成份计算
  硫酸的计算
⑺单位换算
立方米 平方米 丝 微米 毫米 g/l 
8、镀铬质量指标及相关要求
厚度 硬度 结合力 脆性（氢脆） 应力 网纹 光亮度 耐磨性 粗糙度 均匀性 孔隙率 表面裂纹 外观
厚度： 
A. 在承受变形和冲击载荷的情况下，镀层的厚度应取最小值
B. 铬层的厚度取决于被要求的特性，一般为5~250um，太厚则影响疲劳强度
第一类：厚度小于12um 
如塑料模具，镀层可提供一个耐腐蚀和使产品易于脱模的表面；切削刀具、丝锥、冲模、钻头等，铬镀层可避免机械加工割掉的金属粘附在刀具刃口上
第二类：厚度在12um~50um
如液压杆、缸套
第三类：厚度在50um以上
如需要磨削或修复的产品
乳白铬最好不要加工，一般单面厚3~5um，如果镀后抛光，单面厚12~20um
对于重要结构件，其铬层单边厚度不能大于150um（包括加工余量），对于承受摩擦以及动静载荷联合作用的活塞杆，单边厚度不大于200um
对于镀后需磨削加工的产品，一般圆柱体及形状简单的零件，则镀铬层单面留0.03mm~0.04mm余量，形状复杂的或加工比较困难的，则留.04mm~0.06mm加工余量
    外观：用肉眼观察时，主要表面上应是稍带浅蓝色的光亮或有光泽的外观，不应有针孔、麻点、起泡、剥落或任何对最后的精饰状态有不良影响的其它缺陷，在电镀后直接使用或电镀后磨光的工件表面上，除边缘或棱角处允许有轻微的粗糙（但不得影响装配）外，其它部分不允许有铬瘤。电镀工件应该无肉眼可见的裂纹，厚度大于50um的铬层不允许有通达基体的裂纹，尤其是高强度钢材料，由于没有严格遵守磨削工艺，如切削量大、冷却差、进刀快、砂轮钝均会引起粗裂纹。零件磨削时，表面能达到1000~2000℃瞬时温度，使结晶组织发生变化甚至烧焦。如果抗拉强度很高，则会产生磨削裂纹。因此，切削量、冷却方法、磨轮、转速等很重要；
表面粗糙度：对镀件表面是否有粗糙度要求由需方规定。商品级的为Ra0.40um，优秀商品级的达到Ra0.20um，如有特殊要求，可通过研磨、超精磨、机械抛光来达到更高精饰
硬度：没规定的不应低于750
结合强度：对于加厚镀铬，如磨加工中无起皮、脱落即认为铬镀层合格。
裂纹：可允许有限裂纹
氢脆： 
去除氢脆方法有 :
(l) 镀前先做应力消除(stress relieving) : 镀铬表面必须没有应力存在，一般镀件经机械加工、研磨，或硬化热处理都有残留应力( residual stress)，可加热150至230℃消除残留应力。
(2) 镀后烘箱去氢 : 根据工件大小和镀层厚度确定温度和时间，通常选择的温度为150~250℃，时间0.5~5h。
磨削：由于加工时产生瞬时高温，一旦冷却，因为钢与铬的导热系数和膨胀系数不同，使镀层开裂而形成裂纹，所以镀后处理必须对磨削工艺的方法和要求加以控制
工作面上的夹具印是允许的。
二、镀铬工艺
（一）镀铬工艺成份
    基本组分是铬酐和硫酸，按铬酐浓度可分为低、中、高浓度三种。
    低浓度通常系指铬酐含量为150g/L以下的镀液。具有减少污染、降低成本、电流效率比较高（18%～20%）、镀层光亮度好、耐磨性好、硬度高、分散能力较好、光亮电流密度范围宽等优点。缺点是需槽电压较高，镀液覆盖能力较差，适合于零件形状较简单的场合。
    中浓度通常系指铬酐含量为250g/L的镀液。铬酐250g/L，硫酸根2.5g/L的镀液称为标准镀铬液，多用于镀硬铬。
高浓度系指铬酐浓度为350g/L的镀液。具有较好的覆盖能力，杂质允许量大，可采用低电流密度，主要用于装饰性镀铬。这种镀液带出损失多、对环境污染较严重。电流效率低（8%～13%）。
阴阳极发生的反应：
（二）电镀工作条件
    电镀工作条件是指电镀时的操作变化因素，包括：电流密度、温度、搅拌和电源的波形等。   
    1.阴极电流密度任何镀液都有一个获得良好镀层的电流密度范围，获得良好镀层的最小电流密度称电流密度下限，获得良好镀层的最大电流密度称电流密度上限。一般来说，当阴极电流密度过低时，阴极极化作用小，镀层的结晶晶粒较粗，在生产中很少使用过低的阴极电流密度。随着阴极电流密度的增大，阴极的极化作用也随之增大（极化数值的增加量取决于各种不同的电镀溶液），镀层结晶也随之变得细致紧密；但是阴极上的电流密度不能过大，不能超过允许的上限值（不同的电镀溶液在不同工艺条件下有着不同的阴极电流密度的上限值），超过允许的上限值以后，由于阴极附近严重缺乏金属离子的缘故，在阴极的尖端和凸出处会产生形状如树枝的金属镀层、或者在整个阴极表面上产生形状如海绵的疏松镀层。在生产中经常遇到的是在零件的尖角和边缘处容易发生“烧焦”现象，严重时会形成树枝状结晶或者是海绵状镀层。   
    2.电镀溶液温度当其它条件不变时，升高溶液的温度，通常会加快阴极反应速度和离子扩散速度，降低阴极极化作用，因而也会使镀层结晶变粗。   
    但是不能认为升高溶液温度都是不利的，如果同其它工艺条件配合恰当，升高溶液温度也会取得良好效果。例如升高温度可以提高允许的阴极电流密度的上限值，阴极电流密度的增加会增大阴极极化作用，以弥补升温的不足，这样不但不会使镀层结晶变粗而且会加快沉积速度，提高生产效率。此外还可提高溶液的导电性、促进阳极溶解、提高阴极电流效率（镀铬除外）、减少针孔、降低镀层内应力等效果。   
    3.搅拌 搅拌会加速溶液的对流，使阴极附近消耗了的金属离子得到及时补充和降低阴极的浓差极化作用，因而在其它条件相同的情况下，搅拌会使镀层结晶变粗。   
    然而采用搅拌后，可以提高允许的阴极电流密度上限值，这样就可以克服因搅拌降低阴极极化作用而产生的结晶变粗现象，采用搅拌可以在较高的电流密度和较高的电流效率下得到紧密细致的镀层。对某些光亮性镀液，如光亮硫酸盐镀铜和光亮镀镍，搅拌还可以提高镀层的整平性。在某些情况下，还可消除条纹或桔皮状镀层。   
    采用搅拌的电镀液必须进行定期或连续过滤，以除去溶液中的各种固体杂质和渣滓，否则会降低镀层的结合力并使镀层粗糙、疏松、多孔。   
    4.电源 电镀生产中常用的电源有整流器和直流发电机，根据交流电源的相数以及整流电路的不同可获得各种不同的电流波形。例如单相半波、单相全波、三相半波和三相全波等。实践证明，电流的波形对镀层的结晶组织、光亮度、镀液的分散能力和覆盖能力、合金成分、添加剂的消耗等方面都有影响，故对电流波形的选择应予重视。目前除采用一般的直流电外，根据实际的需要还可采用周期换向电流及脉冲电流。   
（三）镀铬中工艺规范的影响
在六价铬镀液生成镀层中，硫酸盐和氟离子起催化作用。温度、电流密度 和镀液的成分影响镀层的性能和电流效率。因此，为了得到所需的沉积性能和电镀速率，就要对这些参数进行严格控制。
    ◆ 镀液的成分
    铬酸和硫酸盐是必需的成分。铬离子与硫酸根离子的比例范围为75:1至150:1。配方成分首先要根据是否有共催化作用，例如有氟化物、氟硅酸盐或氟酸盐。并且根据用途（装饰或硬铬）决定。 镀铬来源于镀液中的六价铬离子。铬酐是六价铬的主要来源。
    在操作过程中，通常可以发现一些Cr+3，事实上，缺少Cr+3的确很难或根本不能得到镀层。引入少量还原剂到新的溶液中有助于启动镀液。
    然而，如果Cr+3的总量占铬酸量的比率超过2-3%，就会降低阴极效率并且导致各种电镀问题。如果还存在其它金属氧化物如铁、铜和镍等，它们会与Cr+3发生反应，从而影响镀液的性能。
    然而这种简单的铬-硫酸盐镀液的利用率大约只有12%，共催化镀液可以达到22%以上。对于给定的配方，在最佳电流密度和温度范围内才可以产生光亮的镀层。当可以找到一个可以产生所需的最佳效果的配方时，就要通过过程分析和控制手段来严格保持。
    在单一催化镀液中，阴极效率随着铬酸浓度而升高，当铬酸浓度为250克/升时，阴极效率最高，此后，效率就会降低。高浓度铬酸溶液允许更大量的三价铬离子和铁氧化杂质的存在。加上再催化作用，在浓度高达300克/升的铬酸溶液中提高了阴极效率。
    必须对镀液中铬酸（六价铬）、硫酸、以及三价铬（Cr+3）的含量进行分析，以保证镀液中各种成份的含量在要求的范围内。
1）铬酐：铬酐是镀铬的主要成分，是六价铬的唯一来源。铬酐浓度高，则覆盖能力和分散能力好，对杂质等脏物的容忍度较高，溶液导电性好，槽电压较低，能耗小。但镀层硬度较低、深积速度较慢，带出损耗大
2）硫酸：硫酸浓度与铬酐浓度比为100:1左右，硫酸过高，则电流效率低，深凹部位难以镀上，三价上升快。但镀层硬度高、镀层光亮度好，阴极附近的气泡少但大。硫酸过低，则镀层粗糙，甚至产生针孔，镀层硬度低，光亮性差或镀层出现彩色，电流效率也会降低，阴极附件的气泡多而小
3）三价铬：三价铬太高，则镀层粗糙长毛刺，覆盖能力和分散能力变差，槽电压上升，镀液颜色变深；三价铬太低，则电流效率低，硬度差常见的杂质离子及影响1. 铁杂质，使镀液电阻增大，槽电压较高，有时电流不稳定，光泽镀层范围缩小，导电性变差,电压须增高，去除铁杂质比三价铬还困难，要尽量防止铁污染，不要超过10g/l
2. 铜、锌杂质，含量低时，对镀层影向不大，铜最好不要大于3g/l
3. 硝酸，是镀铬最有害的杂质，镀液须严禁带入硝酸污染
4. Cl-，如果基体没镀上铬，氯离子杂质含量高时，很容易发生零件腐蚀。
    ◆ 温度
    镀层的质量与温度有着密切关系。温度必须与电流结合考虑，通常，越高的电流密度，就要求有越高的温度。
温度太低，则镀层发暗，镀层硬而粗糙甚至长毛刺，镀层脆性大；温度大高，则镀层发白，电流效率低，硬度差。
    ◆ 电流密度
电流太大，则镀层硬而粗糙甚至长毛刺，镀层脆性大；电流太小则电流效率低，硬度不够。
    ◆电流密度、温度、电流效率等相互关系
1. 镀液温度升高，电流效率降低
2. 电流密度愈高，电流效率愈高
3. 高电流密度，低温则镀层灰暗，硬度高脆性大，结晶粗大
4. 高温而低电流密度，镀层硬度小，呈乳白色，延性好，无网状裂纹，结晶细致，适合装饰性的镀件
5. 中等温度及中等电流密度，镀层硬度高，形成光亮硬质铬镀层。
6. 当温度达到70度、电流密度小于25安/平方分米时，会获得乳白铬
1）一般电流密度大，则温度要高。温度低，则电流要小
2） 对于极小电流密度（<;25），一般采用温度为50~55度，对于一般电流密度(25~45) ，一般采用温度为55~58度，对于高电流密度（45~60），一般采用温度为58~60度
    ◆ 阳极
    使用不溶性的铅或铅-锑或铅锡锑或铅银合金作为阳极，也有用铂金阳极。
镀铬阳极的详细介绍
1、阳极的作用
2、阳极的制作方法
3、阳极的尺寸和长短
4、阳极表面的反应
5、阳极的成份：为什么不用铬阳极？
6、阳极要求：垂直度、导电性、均匀性、表面状态，面积大小
若阳极表面为黄色，那就是阳极上已形成了导电不良的铬酸铅，这时应取出阳极，用钢丝刷刷去黄色的铬酸铅后，在通电的情况下重新挂入镀槽，防止再生成铬酸铅。如果阳极表面为褐色，则阳极导电良好。
镀铬不采用可溶性金属铬作为阳极，主要是它在镀铬过程中极易溶解。阳极金属铬溶解的电流效率大大地高于阴极金属铬沉积的电流效率。这样，随着电镀过程的进行，势必造成镀液中铬含量愈来愈高，致使无法实现正常的电镀。而且以金属铬作为阳极，它主要以三价铬离子形式溶解进入溶液中，使镀液中的三价铬离子大量积累。同时由于金属铬很脆，难以加工成各种形状，所以不能用全金属铬作为阳极，一般都采用铅或铅合金来作为镀铬过程中的阳极。阳极及电流分布的影响1. 阳极较大，电流分布较不均匀使镀层厚度不均勺
2. 阳极面积小，三价铬形成较多。
3. 复杂镀件，阳极宜用象形电极或辅助电极，使电流分布均匀。
（四）溶液的调整方法
要减少镀铬液中三价铬的含量，必须在小的阴极表面和最大的阳极表面，用大的电流强度来进行电解，三价铬在阳极上氧化至六价铬具体的方法是:将溶液热至80℃，以细的铁棒作为阴极，阳极面积为阴极面积的十至数十倍，阳极电流密度控制在1~1.5A/dm2；。电解时间视三价铬的含量多少而定，温度越高，除三价铬的效果越好。
镀铬电解液中的金属杂质常见的为铁、铜、锌等金属离子。铁的最高允许含量为8克/升，铜的最高允许含量为5克/升，锌的最高允许含量为3克/升，除去镀铬电解液中的铁杂质，远不如除去三价铬那样容易。用化学法烦杂而且效率不高。当前有用强酸性阳离子交换树脂除铁的，其效果不错。其它金属杂质如铜、锌、镍、锡等也与铁的影响相似。
镀铬电解液中的氯离子来源于自来水含氯量过高或工件用盐酸浸蚀后清洗不干净所致，氯离子含量高于0.3～0.5克/升时，则溶液的电流效率和深镀能力降低，镀层发暗起花斑，针孔，抗蚀能力降低。氯离子的去除尚无好的办法，可以采用电解处理，但很难彻底除去，所以应尽量避免带入。为了防止氯离子的干扰，应注意镀铬电解液用水的水质，不要将大量的氯离子带入镀液。镀件入槽前应使用稀硫酸浸蚀，不要使用盐酸。
三、对镀前产品的技术要求
1、基本金属的材料标准、成分、牌号、热处理状态、抗拉强度或硬度、规格及合格证。有些产品是不宜镀铬的。
2、产品加工过程中的工艺方法及标准
3、基体金属应能阻止所有外加厚度的方向应力
4、镀铬前产品的粗糙度非常重要，对于磨光精饰的不高于Ra0.40um 或不高于Ra0.20um，模具则要求在Ra0.1um
5、产品表面不应有明显的缺陷，如气孔、毛剌、裂纹、划伤、压坑或其它缺陷
6、经磁力探伤的或磨削加工的产品不应有剩磁。
7、零件端头或锐角部位应倒角或倒圆角
8、对钢的抗拉强度大于1050Mpa并经机械加工、磨削、冷成形、冷矫形或淬火的零件，在清洗和电镀之前应消除应力，一般不超过200度，但对于有色金属，通常不要求作消除应力的热处理
9、产品的结构、形状、表面粗糙度、配合公差等应符合图纸及工艺文件的规定
10、锻件、铸件、焊接件、冲压件，如带有其相应的技术标准允许范围内的缺陷，方可镀铬
四、镀铬前处理质量要求
材料：材料含碳量、材料含合金量（铬 镍）、材料形状（凸台、深孔、边缘）、材料缺陷（碰伤 小孔 气孔）、不同材料的前处理方法
了解材料很重要
油污和氧化皮、加工层
镀前处理的清洗质量，应用检查水膜连续性的方法来检查，严格来讲，以30S水膜不断裂为合格
湿处理工序之间不允许零件表面干燥
见电镀术语中的表面状态
五、各种材料的硬铬电镀方法

铸铁件可分为灰口铸铁、白口铸铁和球墨铸铁三大类。灰口铸铁浇铸后随炉冷却、基体内应力小，而白口铸铁浇铸后是在空气中冷却的，因此基体内应力大。
铸铁基体的共性是孔隙多、表面粗糙，且含碳量和含硅量较高。实际上不是所有牌号的铸铁都适合电镀的，例如，HT15-32便不适合镀铬，HT21-40、HT24-44可以镀铬，但电镀前应先进行磨光，使表面粗糙度Ra值达到0.63um或更小。由于铸铁件含碳量高、组织疏松，所以酸洗时间宜短，以防止大量碳分的析出，造成氢过电位降低，铬的沉积电位变得更负，电镀时只见大量泛泡，零件上镀不上铬或局部镀不上铬。因此铸件上若无锈斑，可以省略酸洗工序。
铸铁电镀时，镀液温度应适当高些，应在60℃或60℃以上。灰口、白口铸铁阳极处理时间为3~5秒，球墨铸铁可适当延长至15秒。开反电和正电的速度要快，先用比正常电流大100~200%的电流冲击3~5min，然后回到正常值。球墨铸铁冲击电流可略小些，约比正常值增加50~75%即可
如果有喷砂条件，尽量不要采用酸洗和反刻蚀
总之，铸铁件的型号，基体金属的表面粗糙度，阳极的形状和极距，阳极处理的时间，电流起步的速度与大小等因素，是电镀硬铬成败的关键

电镀中常见的不锈钢主要分两类：
1、非奥氏体不锈钢：如2Cr13、4Cr13等。这类不锈钢含碳量高，经热处理淬火后晶体组织会有所变化。
2、奥氏体不锈钢：如1Cr18Ni9Ti、Cr14Mn14Ni、Cr14Ni14等。这类不锈钢含镍量较高
不锈钢由于在空气或水中会产生一层牢固的防锈氧化膜，这层氧化膜在电镀前必须除去，否则铬层的结合力不佳。
对于第一类不锈钢，在酸洗(15%H2SO4)、冲洗之后，可进行1~2分钟的阳极处理，电流密度10A/dm2,时间不宜过长。然后将工件转为阴极，采用“阶梯式给电”的方法，即先从较小电流密度开始给电1min（<;5A/dm2)，使镀件表面处于活化状态，然后再逐步升高电流密度至工艺电流，约在3~5min内完成整个过程；
对于第二类不锈钢，由于其含镍量高，表面极易钝化，故一般不采用阳极处理。这类不锈钢的电镀方法是下槽时用10~15%硫酸活化，带电（2~2.5V)下槽，然后逐步升电流至工艺值

碳素钢材镀硬铬前处理要素
    碳素钢可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢，由于它们的含碳量不同，所以镀硬铬的工艺亦会有所差别。
    高碳钢的析氢过电位低，容易析氢。酸洗过程中。碳分容易以游离状态析出，粘附于基体表面，影响镀层与基体的结合力，因此高碳钢镀前处理要注意以下几点：
    1、酸洗不宜过度，应在酸洗液中添加适量的缓蚀剂，否则铁基体过度溶解后，表面碳分增多，色泽暗黑，电镀过程中氢容易在碳上析出，基体渗氢严重
    2、电镀时阳极处理时间要短，一般3~5秒，最多不超过15秒。电镀开始时，用比正常电流大2倍的电流冲击镀，这样有利于铬的沉积
3、镀液温度宜保持在58~60℃
中碳钢的含碳量为0.35~0.45%，硬度和强度较高，材料易抛光。镀硬铬的工艺与高碳钢相仿
    1、酸洗不宜过度，以防表面析出碳分
    2、阳极处理时间30~60秒
    3、采用冲击大电流
低碳钢及纯铁，含碳量低，强度和硬度较低，酸洗、阳极处理和电镀时的冲击电流范围都比较宽。但低碳钢如经渗碳，表面含碳量大大增加，实际上表层部分已成为高碳钢结构，甚至含碳量还高于高碳钢，此时它的镀前处理及电镀工艺条件应按高碳钢的方法进行
a)低碳钢
①10um，刻蚀30~60S，冲击
②50um，刻蚀1~2min，冲击
b)中碳钢
①10um，刻蚀30~40S，冲击
②50um，刻蚀40~60S，冲击
c)高碳钢
①10um，刻蚀3~5S，冲击
②50um，刻蚀10~15s，冲击
d)铸铁50um
刻蚀3~5S（球墨铸铁可15S），冲击镀
    总之，在碳钢上镀硬铬，可得出以下两条经验：
    A、基体酸洗和阳极处理的时间应随基本含碳量的增加而递减
B、钢铁表面粗糙度Ra数值越小，氢过电位就越高，有利于铬的沉积；Ra数值越大，则相反，要使用大电流进行冲击
C、镀层越厚，阳极处理的时间相对延长。补镀方法1、阴极极化法
      铬酐大于200g/l
      尽量无硫酸和三价铬
      温度约50度左右        
铬上活化电流密度为20~25，时间大于25分钟
     硫酸须用碳酸钡沉淀去除，沉淀后镀液过滤并活化10~15分钟 
     极化后的颜色为均匀金黄色带棕色
2、阳极反拔法
1）停电时间在10秒内
2）停电时间在1分钟内，直接阶梯给电
3）停电时间很长或进行加镀，则先阳极处理30~60秒，然后阶梯给电，预热一般1~5min
镀铬的装挂与绝缘1、零件放入槽内应距槽底不少于100mm，离槽液面不低于50mm
2、阳极形状应按镀铬零件形状和电流分布特点选择和设计
3、阴阳极之间各对应位置间的距离应近似相等
4、凸出部分及边缘应以保护阴极屏蔽，凹进部位须增加辅助阳极
5、零件使用的挂具要考虑装卸方便，加厚镀铬要满足尺寸均匀
6、导电好，不发热，要有足够的截面，保持导电良好，钢1.5A/mm2，铝2A/mm2，黄铜2.5A/mm2，铜3A/mm2
7、与镀件接触良好
8、镀铬时的材料可采用以下类型：
A 金属材料：铅皮、铅丝、铁皮、铁丝
B 非金属材料：有机玻璃、塑料、胶粘带、塑料薄膜以及清漆（过氯乙烯、硝基涂布清漆等）
绝缘部分与需镀部分的交界处，一定要安装保护阴极
9、挂具应考虑零件不产生“气袋”，气体自由逸出，零件表面不镀的小孔及凹槽处，应预先用铅或塑料堵塞，用金属堵时要平，用非金属堵时要凸出
10、镀单孔内腔产品时，为了保证内圆表面均匀度，必须采用仿形阳极（象形阳极），对于铸铁内腔镀铬，阴阳极极距28~30mm；当在压延钢铁内腔镀铬时，大件采用30~40mm，小件阳极直径为孔径的1/3。为了保证极距中心，上下必须定位，可使用双层空心定位架，并保证溶液的对流、热量的排出和气体的排出；对于两通内孔产品，可采用两个单层空心定位架，一要固定阳极中心，二要设上下端阴极保护圈；对于不通孔的零件，为了保证孔内槽液有一定的浓度，应采用槽液循环，否则在不通孔的内腔根部铬层薄，而上部铬层太厚。
11、挂具和阳极必须对称，重心准确
12、电流的自由空间

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