影响电镀铬的因素
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电镀质量六大影响因素影响电镀质量的因素很多,包括镀液的各种成分以及各种电镀工艺参数,下面讨论其中的主要因素。
(l) pH值的影响镀液中的pH值影响氢的放电电位、碱性夹杂物的沉淀,还影响络合物或水化物的组成以及添加剂的吸附程度。
但是,对各种因素的影响程度一般不可预见。
最佳的pH值往往要通过试验决定。
在含有络合剂离子的镀液中,pH值可能影响存在的各种络合物的平衡,因而必须根据浓度来考虑。
电镀过程中,若pH值增大,则阴极效率比阳极效率高,pH值减小则反之。
通过加入适当的缓冲剂可以将pH值稳定在一定的范围。
(2)添加剂的影响镀液中的光亮剂、整平剂、润湿剂等添加剂能明显改善镀层组织。
这些添加剂有无机和有机之分,无机添加剂在电解液中形成高分散度的氢氧化物或硫化物胶体,吸附在阴极表面阻碍金属析出,提高阴极极化作用。
有机添加剂多为表面活性物质,它们会吸附在阴极表面形成一层吸附膜,阻碍金属析出,因而提高阴极极化作用。
另外,某些有机添加剂在电解液中形成胶体,会与金属离子络合形成胶体一金属离子型络合物,阻碍金属离子放电而提高阴极极化作用。
(3)电流密度的影响任何电镀液都必须有一个能产生正常镀层的电流密度范围。
当电流密度过低时,阴极极化作用较小,镀层结晶粗大,甚至没有镀层。
随着电流密度的增加,阴极极化作用也随着增加,镀层晶粒越来越细。
当电流密度过高,超过极限电流密度时,镀层质量开始恶化,甚至出现海绵体、枝晶状、“烧焦”及发黑等。
电流密度的上限和下限是由电镀液的本性、浓度、温度和搅拌等因素决定的。
一般情况下,主盐浓度增大,镀液温度升高,以及有搅拌的条件下,可以允许采用较大的电流密度。
(4)电流波形的影响电流波形的影响是通过阴极电位和电流密度的变化来影响阴极沉积过程的,它进而影响镀层的组织结构甚至成分,使镀层性能和外观发生变化。
实践证明,三相全波整流和稳压直流相当,对镀层组织几乎没有什么影响,而其他波形则影响较大。
例如,单相半波会使镀铬层产生无光泽的黑灰色;单相全波会使焦磷酸盐镀铜及铜锡合金镀层光亮。
影响硬铬镀层硬度有哪些因素?
1、铬酐浓度和硬度的关系
在其它工艺条件相同的时候,铬酐浓度低时硬度高。
但浓度低,镀液变化快,不稳定。
2、硫酸含量和硬度的关系
在正常的镀铬工艺规范中。
铬酐与硫酸的比值应该保持在100:1。
在其它浓度不变时,提高硫酸含量,铬层的硬度也相应增高。
但在二者比值为100:1.4,再提高硫酸含量硬度值又会下降。
3、电流密度和硬度的关系
在正常温度下,铬层硬度随着电流密度的增加而提高。
当电流密度达到一定极限时硬度趋向稳定。
4、镀铬液稳定和硬度的关系
在较高温度(65~75℃)下,由稀溶液镀出的铬层比由浓镀液镀出的铬层硬度高15~20%;在较低温度(35~45℃)下,由稀溶液镀出的铬层比由浓镀液镀出的铬层硬度没有多大差别。
5、镀铬层厚度与硬度的关系
一般硬铬镀层硬度是随厚度提高而提高的,硬度的最高值在0.2㎜左右。
以后,即使在提高厚度,硬度也不会再增加。
6、铬镀层随着受热温度的提高,硬度显著下降
为了提高硬铬的电流效率、硬度、光泽度、深度能力及分散能力,我司研发了专供硬铬添加剂:HN-25 硬铬电镀工艺及HN-25R 硬铬电镀工艺。
它们共有的特性:不含氟化物的配方,不会浸蚀工件的低电流区;不会浸蚀铅锡合金阳极,无需使用特殊阳极材料;阴极电流效率高,可达 22-26%;镀层厚度均匀,细致光亮;镀层的显微硬度高,防腐能力好。
另外,为了能消除了鉻雾对环境的污染,节省了排风设备的维修费用,我司还研发了铬雾抑制剂:HN-701铬雾抑制剂。
它不仅节约了鉻酸的使用,还能明显改善鉻层微裂纹程度,提高鉻层硬度,增加结合力。
影响电镀镀层质量的因素——电镀生产工艺核心提示:电镀生产工艺流程一般包括镀前处理、电镀和镀后处理3大步。
1.镀前处理镀前处理是获得良好镀层的前提,一般包括机械加工、酸洗、电镀生产工艺流程一般包括镀前处理、电镀和镀后处理3大步。
1.镀前处理镀前处理是获得良好镀层的前提,一般包括机械加工、酸洗、除油等步骤。
机械加工是指用机械的方法,除去镀件表面的毛刺、氧化物层和其他机械杂质,使镀件表面光洁平整,这样可使镀层与基体结合良好,防止毛刺的发生。
有时对于复合镀层,每镀一种金属均须先进行该处理。
除机械加工抛光外,还可用电解抛光使镀件表面光洁平整。
电解抛光是将金属镀件放人腐蚀强度中等、浓度较高的电解液中,在较高温度下以较大的电流密度使金属在阳极溶解,这样可除去镀件缺陷,得到一个洁净平整的表面,从而使镀层与基体有较好的结合力,减少麻坑和空隙,使镀层耐蚀性提高。
但需要注意,电解抛光不能代替机械抛光。
酸洗的目的是为了除去镀件表面氧化层或其他腐蚀物。
常用的酸为盐酸,用盐酸清洗镀件表面,除锈能力强且快,但缺点是易产生酸雾,对Al、Ni、Fe合金易发生局部腐蚀,不适用。
改进的措施是使用加入表面活性剂的低温盐酸。
除钢铁外的金属或合金亦可考虑用硫酸、醋酸及其混合酸来机械酸洗。
需要说明的是,对于氰化电镀,为防止酸液带人镀液中,酸洗后还需进行中和处理,以避免氰化物的酸解。
除油的目的是清除基体表面上的油脂。
常用的除油方法有碱性除油和电解除油,此外还有溶剂(有机溶剂)除油和超声除油等。
碱性除油是基于皂化原理,除油效果好,尤其适用于除重油,但要求在较高温度下进行,能耗大。
电解除油是利用阴极析出的氢气和阳极析出的氧气的冲击、搅拌以及电排质的作用来进行,但阴极会引起氢脆,阳极会引起腐蚀。
需要说明的是在镀前处理的各步骤中,由一道工序转人另一道工序均需经过水洗步骤。
2.电镀镀件经镀前处理,即可进人电镀工序。
在进行电镀时还必须注意电镀液的配方,电流密度的选择以及温度、等的调节。
镀硬铬故障分析:铬沉积速度太慢(1)可能原因:挂具设计不合理原因分析:详见装饰性镀铬故障分析:深镀能力差,工件的深凹处镀不上铬层的原因分析及处理方法(8)。
处理方法:重新设计合理的挂具,保证导电截面积(2)可能原因:导电触点接触不良原因分析:在电镀生产过程中,常常会出现电流开不上去或慢慢自动下降,此类异常主要是有镀槽日常清洁维护不善,造成线路电阻和镀液欧姆电阻增大而引起的,比如:a.(阴)阳极铜棒和端头接线处,锈蚀严重,接触不良;b.端头接线与整流器的接线柱接触不良,锈蚀;c.阴极导电杆、阳极导电杆、挂具的挂钩、阳极挂钩等锈蚀、不洁,接触不良。
以上现象都会造成接触电阻过大,电流损耗大,槽电压升高,严重时都会出现断电现象。
处理方法:a.合理选择铜排及断线的规格,保持电流允许通过,导电良好;b.安装时,将街头的接触面用砂纸打磨平整,保证足够接触面积,涂导电膏紧固安装后,封玻璃胶,以减缓锈蚀,保证导电良好;c.加强导电极杆、导电触点、挂具挂钩等的维护保养,定期擦拭、清理,保证接触充分、导电良好;d.加强对整流机的维护保养,定期对仪器、仪表进行校核。
在此需要强调的是,挂具与导电极杆之间,必要时采用紧固的办法保证导电效果。
(3)可能原因:真实电流密度小原因分析:表面积计算错误处理方法:重新计算表面积,按工艺规范设定电流值(4)可能原因:铬酐含量过高处理方法:稀释镀液,分析调整镀液成分,控制Cr03:SO42-=100:1(5)可能原因:硫酸含量过高处理方法:分析调整镀液成分,控制Cr03:SO42-=100:1 (6)可能原因:Cl一过多原因分析:氯离子能降低镀铬液的分散能力和覆盖能力。
当氯离子含量达到0.02g/L以上时,从低电流密度部位出现乳灰色烧焦层,基体金属易腐蚀;当氯离子含量大于0.1g/L 以上时,镀铬液的覆盖能力下降,破坏阳极的二氧化铅(Pb02)并腐蚀阳极,铬层裂纹增多,光亮度降低,出现云雾状的花斑,对设备及零件镀不上铬的部位腐蚀性增大;当氯离子含量大于2g/L以上时,只能得到黑灰色无光的镀层,所以应控制C1一<0.02g/L。
镀铬:查找零件的深凹处镀不上铬层,光亮度差易烧焦原因镀铬深镀能力差,零件的深凹处镀不上铬层造成这类故障的原因也很多,如毛坯的粗糙度较高或底镀层比较粗糙;光亮镀镍的温度太高或pH值太高,镀镍液中有保险粉之类的含硫物质;镍层在空气中放置时间过长;镀铬的阳极导电不良或挂具接触不好;镀铬液中铬酸含量太低或硫酸含量太高;三价铬过多或异金属杂质过多和镀铬液中有硝酸根存在等。
假如故障起源于镀铬以前,则应仔细检查毛坯的粗糙度和底镀层是否粗糙。
如果镀镍以前用焦磷酸盐镀铜或氰化镀铜打底的零件,往往由于底镀层比较粗糙,一方面由于氢在粗糙表面上的过电位较小,容易析氢而排斥铬的沉积,。
另一方面粗糙表面的比表面积较大,导致镀铬时低电流密度处的电流密度太小而不能沉积铬。
这可以通过降低毛坯的粗糙度以及跳越掉焦磷酸盐镀铜或氰化镀铜后进行试验,查出故障的起源后进行纠正。
倘若故障起源于镀铬过程中,应先检查挂具的接触和阳极的表面状况,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人镀槽,防止再生成铬酸铅。
如果阳极表面为褐色,则阳极导电良好。
若阳极导电都很好,那就按分析或角形阴极试验,来调整Cr03与H2s04的比值。
如果调整比值后故障仍然存在,则可能是NO;或三价铬及异金属杂质过多的影响。
由于NO的影响,不但深镀能力差,铬层还会失去光泽,呈现灰白色.或暗灰色的外观,而三价铬及异金属杂质过多一般不影响铬层的外观,所以从现象上也能区别。
另外还可以用大阳极面积和小阴极面积电解一段时间后观察现象。
通过试验和观察,查出故障原因后进行纠正。
铬层的光亮度差,容易出现烧焦现象这类故障多数是镀铬过程中的内部因素引起的。
如镀铬液中铬酸或硫酸含量太低;三价铬含量太低或太高;异金属杂质过多;温度太低或阴极电流密度太大,阳极导电不良或镀液中有少量NO存在等。
根据上述所述的原因,先易后难地检查温度、阴极电流密度和阳极导电是否良好。
现代电镀网:装饰铬镀铬层脱落的原因分析
1、底层镍钝化
2、镀铬过程中断电
原因分析:在镀铬过程中断电或导电不良,出现电流中断,易使工件的镍镀层在镀铬液中钝化,出现铬层发花现象
处理方法:
a.断电后,取出工件,用酸活化后重新电镀;
b.清理导电触点,擦洗阳极,保证导电良好
3、阴极电流密度过大
处理方法:
a.准确测量受镀工件面积,合理设定电流值,并严格控制镀液温度至标准值;
b.必要时采取阴极保护措施
4、镀镍层表面受到污物污染
原因分析:镍层抛光后再镀镍或退铬后的工件直接镀铬,若铬层退除不净,活化不良或经抛光的工件受到抛光膏的污染,在入镀铬槽前清洗不彻底保证镍层表面洁净和活化状态的话,出现镀铬层脱落
处理方法:加强镀铬前的前处理,保证工件洁净和镍层充分活化
5、镀铬层的硬度过大
处理方法:合理设定工艺参数和选择硬度稍低的镀铬工艺。
电镀铬层发花、发灰的常见故障与解决方法
电镀铬层发花、发灰的常见故障与解决方法
现代电镀网讯:
在电镀装饰铬生产中常常碰到套铬层发花,铬镀层呈灰色无金属光泽的情况,而将铬镀层退除后下面的镍镀层表面是正常的。
这种故障形成的原因主要是:
①光亮镍层本身的套铬性差,其中光亮镀镍的添加剂对镍镀层的套铬性有影响,如果镀镍光亮添加剂清洗性差,就会导致零件表面残留添加剂清洗不净,零件套铬后铬层发花。
②镀镍层在套铬之前钝化,这是电镀镍后的清洗时间过长导致了镀镍表面的钝化。
处理这种故障的方法有:选择套铬性好的光镍添加剂;在光亮镀镍后增加电镀无光泽镍或冲击镍等(镍镀液中不添加光泽剂,电镀时间控制在不影响光亮镍的光亮外观即可),无光泽镍由于没有添加剂而具有优良的清洗性和套铬性;
在光亮镍后增加清洗工序确保清洗干净;同时注意缩短清洗时间防止镍层钝化;在镀铬前增加镍活化工序活化镍镀层,活化可以采用化学活化和电化学活化。
另外注意电镀自动线各槽停留时间不能调整可能导致电镀光亮镍后零件
在水中的停留时间长,引起镍镀层钝化套铬后表面发花的问题,可以在停留时间较长的水槽中加入0.59/L~l9/L的NaHC03来避免镍表面钝化。
镀铬层的性能及影响因素[摘要] 本文主要对镀铬层的的几个重要的性能指标进行研究,发现硬度,耐磨性等随着电解条件不同而发生变化,同时镀铬时氢的吸附对镀层也有很大的影响。
[关键词] 镀铬层硬度力学性能0.引言早在1856 年,德国人就发明了从铬的溶液中沉积铬金属,直到1926 年,美国C.G .F h k 教授等人发明了从含硫酸的铬酸液中沉积出光亮铬的专利,镀铬工艺才真正在工业生产中得到广泛应用,而镀层质量的基本性能主要取决于镀铬层的塑性、孔隙率、硬度、耐磨性和疲劳强度,对于镀铬层的研究,由于基体金属的影响,一般很难测出某些特有的力学性能。
本文着重于镀层硬度、耐磨性与电解条件的关系,并讨论镀层的内应力。
因为镀铬层如存在高内应力,对镀层的性能如孔隙率和疲劳强度等会有很大的影响。
镀铬层中总存在张应力,它使镀层呈拉伸状态,使孔隙率增大,从而降低镀层的防蚀性能。
1.镀层的力学性能1.1硬度镀铬层的硬度很高,它是电镀层中硬度最高的。
因此易磨损的机械零部件常用镀铬来延长其使用寿命,或者磨损之后进行尺寸修复。
这时镀铬层厚度一般在2 0 ~ 8 0 微米,较厚的达l m m 左右。
在测定镀铬层的硬度时,若用布氏或洛氏硬度计,这种硬度计压荷大,压痕深且大。
基体金属的影响表现突出,使结果不够准确,因此应用显微型硬度计来测定。
即以维氏硬度( H V ) 作单位。
测定硬度时,应根据镀铬层厚度选择适当的压荷,以压痕形状不致改变,使压痕深度达到镀层厚度的1/10-1/7 左右。
这时所测得的镀铬层通常为600-1200H V 。
如果采用低铬酸镀液(150g / l 左右),得到的镀铬层的硬度比标准镀液镀层硬度可提高20 % 左右。
因此,可以通过选择相应成分的镀液和改变电解条件来达到所需的镀层硬度。
而在标准镀液( 铬酸250 g / L ,硫酸2.5 g / L ) 中不同电解条件镀铬层的硬度数据不同。
经试验,工作温度在50~60℃之间时,镀铬层的硬度变化不大,当温度超过65 ℃时,镀铬层的硬度明显下降。
镀硬铬故障分析:镀层粗糙有铬瘤(1)可能原因:阴极电流密度过大处理方法:a.准确计算工件受镀面积,合理设定电流值(Dk=40~60A/dm2);b.适当提高镀液温度,充分考虑温度与电流密度的匹配。
(2)可能原因:硫酸含量过低原因分析:铬酐的水溶液是铬酸,是铬镀层的唯一来源。
实践证明,铬酐的浓度可以在很宽的范围内变化。
例如,当温度在45~50℃,Dk=10A/dm2时,铬酐浓度在50~500g/L范围内变化,甚至高达800g/L,均可获得光亮镀铬层。
一般生产中采用的铬酐浓度为150~400g/L之间。
铬酐的浓度对镀液的电导率起决定性作用,镀液温度升高,电导率随铬酐浓度增加向稍高的方向移动。
因此,单就电导率而言,宜采用铬酐浓度较高的镀铬液。
但采用高浓度铬酸电解液时,由于随工件带出损失严重,不仅造成材料的浪费,更主要的是会造成严重的环境污染。
而低浓度镀液对杂质金属离子比较敏感,覆盖能力较差。
铬酐浓度过高或过低都将使获得光亮镀层的温度和电流密度的范围变窄。
铬酐浓度低的镀液阴极电流效率较高,多用于镀硬铬。
较浓的镀液主要用于装饰电镀,镀液的性能虽然与铬酐含量有关,最主要的取决于铬酐和硫酸的比值。
一般控制Cr03:SO42-=(80~100):1,最佳值为100:1。
当SO42-含量过高时,对胶体膜的溶解作用强,基体露出的面积大,真实电流密度小,阴极极化小,得到的镀层不均匀、发花,特别是工件凹处还可能露出基体金属。
当SO42-含量过低时,阴极表面只有很少部位的膜被溶解,即成膜的速度大于溶解的速度,铬的析出受阻或在局部地区放电长大,所以,镀层发灰粗糙,光泽性差。
处理方法:分析调整镀液成分,并控制Cr03:SO42-=100:1(3)可能原因:阴阳极间距太近原因分析:提高镀层的均匀性,只有改变初次电流分布,即改变几何因素来提高镀层的均匀性,下面谈谈改变几何因素的措施:①采用象形阳极。
象形阳极与阴极的距离相等,在阴极上电流分布均匀,但该阳极制作成本高,加工难度大,制作时要充分考虑到下列因素:阳极形状、合金成分、镀液流通和交换以及上、下部工件的屏蔽问题。
◆镀铬常见缺陷及其原因(l) 镀层粗糙有颗粒1. 电流太大2. 阴极保护不当或末装3. 阴阳极太近4. 表面前处理不好5. 镀液有浮悬杂质6. 硫酸太少(2)镀层脱落1. 前处理不良2. 中途断电3. 中途加冷水(液温控制4. 预热不够(要同夜温一样)◆5。
阴极电流密度控制(3) 局部无镀层1. 电流太小2. 镀件互相遮盖3. 装挂不当,气体停滞(4) 镀层不均匀1. 挂具接触不良2. 气体不易逸出3. 阳极型状不当(5) 沉积速度慢1. 电流太小2. 三价铬太小3. 二极间距太大4. 镀件过大5. 槽内镀件过多(6) 镀层暗色1. 温度太低2. 硫酸此例太少3. 三价铬太多(7) 镀层针孔1. 前处理不佳2. 气体停滞镀件表面上3. 镀件被磁化4. 浮悬杂质5. 表面活性剂6. 镀液有磁性粒子◆镀铬的氢脆性镀铬的电流效率非常低,所以产生大量的氢气,会引起氢脆,尤其是硬化钢、高强度钢更需注意。
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。
铬是一种微带天蓝色的银白色金属。
电极电位虽然很负,但它有很强的钝化性能,在大气中很快钝化,显示出具有贵金属的性质,所以钢铁零件镀铬层是阴极镀层。
铬层在大气中很稳定,能长期保持其光泽,在碱、硝酸、硫化物、碳酸盐以及有机酸等腐蚀介质中非常稳定,但可溶于盐酸等氢卤酸和热的浓硫酸中。
铬层硬度高(HV800~110kg/mm2),耐磨性好,反光能力强,有较好的耐热性。
在500℃以下光泽和硬度均无明显变化;温度大于500℃开始氧化变色;大于700℃时才开始变软。
由于镀铬层的优良性能,广泛用作防护—装饰性镀层体系的外表层和机能镀层。
电镀装饰铬常见故障及其处理方法:镀铬层结合力差一般说引起镀铬层起泡、剥落的原因有:除油、除锈不彻底;镀前化学活化处理不当;镀前阴极小电流活化处理不当,造成待镀面钝化;镀件与镀液温差过大;镀铬时温度变化范围过大;电镀过程中断电,要是短时间断电;镀液被油或其他有机物污染等。
排除这种故障的措施主要是根据上述原因进行:如彻底除尽零件表面的油、锈、氧化皮等污物;严格按工艺规范进行活化,或者阴极小电流活化处理;在镀件预热后再进行正常电镀.加强镀液温度的控制,并适当搅拌镀液,使镀铬温度的变化在2℃内;对于断电的情况可以用阴极小电流活化、阶梯给电并以l.5倍~2.0倍工作电流密度冲击镀后再转入正常电流密度电镀的方法;对于有机杂质可以用49/L~59/I。
活性炭搅拌处理2h后过滤的方法解决。
还需要注意的是,在零件镀铬后进行磨削时出现镀层剥落的故障,这时需要注意磨削的速度不要太高,过刀量也不要太大;力Ⅱ强磨削区域的磨削冷却,避免局部温度太高引起结合力下降。
实际上,不同基体材料的零件表面电镀硬铬也要注意提高硬铬镀层的结合力。
因为不同的基体材料镀硬铬由于其材料的特性和处理工艺不当可能会引起菠铬层的起泡、起皮等故障。
(1)铸铁零件电镀硬铬结合力不良。
对于铸铁零件来说克服这种现象应当考虑:由于铸铁的导电性差,在电镀挂具设计时需要考虑零件与挂具的接触;同时还要考虑由于铸铁的含碳量高,有很多气孔与砂眼,所以铸铁零件只能采用弱酸腐蚀活化,避免采用强酸腐蚀导致零件表面腐蚀挂灰引起镀层结合不良。
另外铸铁零件表面的铁锈需要用机械方法去除,活化采用3%~5%的HF酸或草酸等弱有机酸处理;在电镀铬时需要预热后再通电,而且因为铸铁零件表面的孔隙多,实际表面积大,需要大电流冲击后再将电流恢复到正常电流镀铬。
(2)不锈钢电镀硬铬结合力不良。
由于不锈钢零件表面容易生成氧化膜,所以在电镀铬前必须要将表面的氧化膜去除并且活化才能确保镀层的结合力。
不锈钢电镀硬铬工艺的流程为:化学除油+电解除油+阴极活化+镀冲击镍+镀硬铬。
镀铬的基本知识镀CR有哪些作用?防锈和增加表面硬度可以增加耐磨性能1、性能和用途因为铬表面易于钝化,有很强的耐蚀性,所以用于装饰电镀的最外层,其厚度一般只有0.5-1微米,通常称之为装饰铬。
铬的另一个特点是具有极高的硬度,H=750-1000,因而又经常用于有耐磨要求的场合,通常称之为硬铬。
2. 镀铬基本原理2.1 镀铬的阴极过程图1是镀铬的阴极极化曲线,描述了镀铬的阴极过程。
镀铬的阴极过程分3个阶段。
第一阶段,随着电极电位上升,电流密度上升。
电极反应为2H+ ---> H2第二阶段,随着电极电位继续上升,电流密度转为下降。
这是一个形成阴极膜的过程。
第三阶段,随着电极电位继续上升,电流密度又转为上升。
电极反应为Cr6+ ---> Cr2H+ ---> H2Cr6+ ---> Cr3+ (H2的还原作用)2.2 阴极膜的形成在镀铬层沉积之前,阴极上先生成一层薄膜。
观察薄膜的试验如图2所示。
阴极为针状。
停电后1秒可以观察到阴极膜(厚度约0.1微米),停电3-4秒后阴极膜就消失了,如图3所示。
2.3 硫酸的作用和影响镀液中硫酸含量的增加,阴极膜的厚度也随之增加。
电极周围的成分与其它部分的成分差别较大,为Cr6+ 65-67%Cr3+ 22-23%SO42- 10-12%若镀液中没有硫酸,则不能形成阴极膜,只析出氢气,见图1的曲线1。
CrO3与H2SO4形成[(CrOn2-)m•(SO42-)n]复杂的络合物。
从图4可以看出,随镀液中硫酸浓度增加,电流效率形成有峰值的情况。
图4中线段1,电流效率随硫酸含量上升而上升,是因为络合物含量上升的缘故;继续增加硫酸的含量,则阴极膜厚度增加,阻碍铬层的沉积,故图4线段2,电流效率随硫酸含量上升而下降。
2.4 Cr3+的影响当镀液中Cr3+的含量上升时,图4中的曲线向右上方向移动。
当H2SO4=10-12g/l,Cr3+=20g/l,电流密度60-100A/dm2时,电流效率高于25%。
镀铬及其相关性(2)4.镀铬的影响因素(l) CrO3浓度与导电度关系(2) 温度兴导电度的关系(3) CrO3浓度与电流效率的关系(4) 硫酸浓度的影响浓度低时,低电流密度下电流效率高,反的电流效率低(5) 三价铬的影响a. 三价铬很少时,沉积速率减媛b. 三价铬很高时,镀层变暗c. 三价铬增加,则导电度降低,需较大电压d. 三价铬愈多,光泽范围愈小(6) 电流密度及温度的影向a. 镀液温度升高,电流效率降低b. 电流密度愈高,电流效率愈高c. 高电流密度,低温则镀层灰暗,硬度高脆性大,结晶粗大d. 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。
e. 中等温度及中等电流密度,镀层硬度高,有密集的网状裂纹,光亮硬质铬镀层。
(7)杂质的影响a. 铁杂质,电解液不稳定,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/lb. 铜、锌杂质,含量低时,对镀层影向不大,铜最好不要大于3g/lc. 硝酸,是镀铬最有害的杂质,镀液须严禁带入硝酸污染(8) 阳极及电流分布的影响a. 阳极较大,电流分布较不均匀使镀层厚度不均勺b. 阳极面积大,三价铬形成较多。
c.复杂镀件,阳极宜用象形电极或辅助电极,使电流分布均匀。
d.阳极的铅易氧化,形成黑色的氧化铅及黄色的过氧化铅。
过氧化铅导电性不良,应立刻除去。
e.电流因尖端及边缘效应,造成镀层厚度不均,可采用绝缘物遮盖尖端或边缘。
5.镀铬的挂架(Rack)镀铬其镀液均匀性极差,电流效率很低,须使用较高电流密度,所以挂架的设计要求对镀铬品质影响很大。
其设计要点如下(l) 安定不溶解。
(2) 导电顺利不发熟,需足够截面积。
(3) 与镀件接触良好。
(4) 结构以焊接方式,导电钩要弯成直角(5) 非电镀部份要用绝缘物覆盖,以减少电流消耗。
(6) 结构要简单、易制造、轻便。
(7) 镀件放置位置要使气体自由逸出容易。
影响电镀层质量的内因与外因剖析电镀件质量的好坏直接影响着设备的整体质量。
影响电镀质量的因素包括内部因素和外部因素。
因此,不仅要对影响电镀质量的内部因素应有一个全面的认识,而且对影响电镀质量的外部因素也不容忽视,严格控制每一个环节,才能确保电镀质量。
影响电镀质量的因素包括内部因素和外部因素两个方面:一、内部因素电镀车间内部严格的质量管理是电镀零件质量的有力保障。
为了从根本上提高电镀质量,并获得优质镀层的目的,对影响电镀质量的每一个内部环节都应有一个全面的认识。
(一)前处理因素镀层与基体之间的结合力、防腐性能和外观质量的好坏,与零部件镀前表面处理的优劣有着直接关系。
附着于零件表面的油、锈、氧化皮等污物,就是妨碍电镀液与金属基体充分接触的中间障碍物,在这种表面上不可能形成合格的电镀层。
当镀件上附着极薄的甚至肉眼看不见的油膜和氧化膜时,虽然得到外观正常、结晶细致的镀层,但是结合强度大为降低。
因此,做好零件的前处理,是整个电镀工序获得良好结果的先决条件。
首先,必须保证除油和酸洗溶液的浓度和纯度,溶液中漂浮的油污要及时清理干净;其次,除锈液杂质达到一定量时,将会影响镀层质量,所以要定期更换。
(二)电镀药液因素在电镀生产中,由于各种原因,导致各种有害杂质进入电镀液。
杂质的种类繁多,大致有金属杂质、金属氧化物、非金属杂质和种种不溶性悬浮物、有机杂质等。
各种镀液所含杂质的种类不尽相同,对同一种杂质的容忍程度也不相同。
当一种或几种有害杂质积累到一定程度时,就会影响镀液性能和镀层质量,因此,不能等到杂质积累到造成危害时,才处理电镀液。
另外,电镀药液各成分含量有一个最佳工艺范围,应对槽子药液定期进行化验分析,保证各成份在工艺范围内;同时,根据生产任务量、实际经验和化验结果,在杂质积累到有可能影响电镀层质量之前,净化处理电镀液,以保证电镀药液的稳定性。
(三)工艺条件控制因素工艺条件的控制直接影响着电镀层的质量。
只有掌握和控制好每个镀种的各工艺条件,才能获得优质镀层。
绪论镀铬层是一种高硬度、高耐磨性的镀层,又具有较好的耐热性及良好的化学稳定性。
由于镀铬层的良好性能,在工业上获得了广泛应用。
特别在航空制造业的军民机生产中,占有重要地位。
镀铬层属于单金属电镀。
与其他单金属镀层比较,镀铬过程比较复杂,而且我很多特点。
早镀铬过程中,是有铬酸来提供获得镀层金属所需的铬离子,镀铬所使用的阴极电流密度很高,电流效率低(13%左右),温度与电流密度要严格配合,可以通过改变二者的关系在同一镀液中获得光亮镀层。
镀铬不采用金属铬作为阳极,而是用纤锑合金不溶性阳极,镀铬点解液的分散能力极差。
以上这些,给电镀铬层的质量带来了比较多的影响。
一.影响镀铬层质量的因素为了获得较为理想的镀层,合理的镀前处理是电镀极为重要的一个环节。
金属零件从原材料到加工成型,不可避免的要与各种油类介质接触。
生产实践证明,油脂清洗不干净是影响镀层质量的重要因素。
同是,金属基体在空气中会生成一层比较致密的氧化膜,只有去除金属基体上的氧化膜,使其表面达到活化状态,才能够进行正常的电镀。
因此,零件表面任何的微量污染,都会降低镀铬层在机体上的附着力。
同时,抛光机体表面也是镀铬前出来及重要的一个工序,它可以是镀铬层更加均匀光亮。
2.镀液各成分的影响铬酐浓度时影响镀铬层的一个重要因素,其含量对溶液的导电性及电流效率有较大影响。
铬酐含量高,导电度增加。
铬酐浓度高则电流效率随之下降,镀层裂纹数量相对减少,意味着防腐蚀能力的提高。
硫酸的影响:硫酸在镀铬溶液中是一种不可缺少的成分。
如果没有酸根的存在,阴极上就不会有铬沉积出来。
但是,重要的并不是硫酸在镀铬液中的绝对喊啦,而是铬酐与硫酸的浓度比。
即:控制在CrO3/H2SO4=100:1镀铬溶液中还应该严格控制三价铬的含量。
三价铬的不足,难以获得你满意的镀层,过多的三价铬会缩小光亮范围,降低溶液的导电性。
3.镀铬液杂质的影响镀铬液中常见的杂质主要有金属阳离子杂志,主要有铁、铜、铅等等。
沉铬速度缓慢或沉不上铬
原因:1)镀件的装夹(绑扎)位置欠妥,镀件难以沉积的部位背着阳极;
1)一串镀件中的上、下件之间间距过近,造成镀件之间向对面难以沉上铬层;2)绑扎镀件的铜丝过细而引起过大的电阻;
3)镀件镀前的预处理不够彻底,表面附有油污;
4)镀件镀前搁置过久,表面附有氧化膜;
5)夹具使用过久,表面有过厚的铬层,镀铬时猛烈放出氢气而影响镀件上铬的沉积;
6)使用的屏蔽阴极面积过大,阻碍铬的正常沉积;
7)镀件或夹具的绝缘层受损而损耗了部分电流,降低了镀件所需的电流密度;8)整流器与镀槽之间的导线过细而引起线路上电能的消耗,使电流表上输出的电流读数与镀件上实际通过数不相符;
9)阴、阳及线路接反(这种情况发生在处理槽液之后);
10)直流电源设备发生故障,电流表上不能反映真实的电流读数,请电工检查;
11)阳极板表面积过小(通常由于被氧化铅覆盖所致),从而影响电流的分布。
为解决上述问题,阳极须在通电的情况下挂入槽中,并调整到其表面生成暗褐色过氧化铅层为止。
这种过氧化铅对于在阳极上形成导电不良的黄色铬酸铅层起着一定程度的阻碍作用。
但当停止工作时,这层过氧化铅又会在镀铬溶液中生成黄色铬酸铅。
为此停止工作时,阳极铅合金板应从槽中取出。
电镀铬概要简介电镀铬:dianduge电镀硬铬一般应用于模具的产品位的表面。
优点经电镀铬处理后,模具、工件有如下优点:一、表面平整、光洁、易于脱模,为保证产品之光洁、平整。
二、不会生锈,一点锈斑都不会有。
三、镀的过程中原零件变形小,表层镀铬后可增强硬度(HR65以上),耐高温达500℃、耐腐蚀、防酸、耐磨损。
四、如果零件尺寸不到位,可以通过加几c铬来达到尺寸。
五、根据产品之特点,达到视觉、立体的效果,确保产品的稳定的表面质量。
其他:除了可以镀铬,还可以镀钛,目前国内模具最流行的是镀钛.电镀铬标准装饰性镀铬0.001-0.003mm耐磨性镀铬0.05-0.1mm恢复尺寸镀铬要根据磨损程度来确定厚度,到一定厚度后要加以研磨编辑本段电镀铬的处理1.前处理一般情况下,钢铁零件电镀黑铬,多数以镀铜或镀镍作底镀层,而高档产品则往往以铜、镍乳白铬、黑铬组合镀层做防护装饰镀层。
对铜合金零件经除油酸洗等前处理,可以直接镀黑铬,而高档产品则以镀镍作底镀层,然后再镀黑铬,防护装饰效果更好。
2.后处理电镀黑铬产品零件经清洗吹干后,若采用浸热油封闭,其防护装饰效果会进一步提高,也有在其表面喷涂有机透明涂料,从而大大提高防护装饰效果。
编辑本段常见故障分析及采取的措施1.镀层脱落(1)阳极电流密度不当影响镀层结合力。
电流密度过大,造成黑铬镀层容易脱落,所以必须注意控制阴极电流密度在工艺规定范围。
(2)镀液中SiF6;一含量偏高,也会使黑铬镀层容易脱落,可以通过电解处理使之降低并保持在工艺规定范围。
2.镀层耐磨性不良(1)据某厂生产实践对比表明,主要成分含量不当,对黑铬镀层耐磨性有影响。
若镀液中CrO3含量低于250g/L,镀层耐磨性较差,而H3BO3。
含量低于20g/L时,镀层结晶粗糙,硬度与耐磨性会有所降低。
(2)在电镀过程中,阴阳极面积比控制不当,比例失调,也会使镀层耐磨性下降,通常情况下阴阳极面积比在1:5至1:1O的范围较为有利。
塑料制品表面电镀故障之成因及对策完二、电镀故障的排除的方法来检查镀层的热稳定性能。
在试验中选用得高低温度范围和循环次数,是根据制品的使用条件和环境确定的。
如汽车上使用的零件,在进行冷热循环试验时,先将镀件放入85℃的烘箱中保温1h,取出后在室温中放置15min,然后再放入40℃条件下1h,最后再在室温中放置15min。
如此循环4次,如果镀层表面状态和结合力均无变化则为合格所谓剥离试验,是在制品电镀的样片上切取1!2cm宽的镀层,橇起一头,用垂直于基体的力拉镀层,并测定剥离镀层时所需的力,其单位为kg/cm。
一般剥离在0.45kg/cm以上则为合格。
由于制品成型条件对镀层结合力影响的因素相当复杂,处理较为困难,尚未完待续完!完四、光亮硫酸盐铜常见故障的排除五、焦磷酸盐闪镀铜常见故障的排除完八、氰化镀铜合金故障的排除完完十一、ABS制品表面电镀故障的排除一、ABS制品表面酸性镀铜故障的排除复杂形状塑料大件电镀麻点产生的原因及对策董兴华摘要从工艺试验和实际生产方面找出了复杂形状塑料大件电镀产生麻点的主要原因,分析了产生麻点的各种因素,提出了减少麻点产生的办法和消除对策。
关键词塑料件电镀麻点对策新研制的电熨斗,有空心手柄、商标凸耳、大平面面积的侧身、散热窗、大穴内空、螺孔、凹槽、盲孔、通孔、非镀绝缘等部位,上壳为ABS塑料,形状复杂,受镀面积10 dm2。
常规塑料件电镀的工艺弊病很多,分析如下:1 麻点产生之因麻点的产生,主要来源于:(1)基材缺陷;(2)镀液;(3)工艺;(4)挂勾。
1.1 基材缺陷基材产生的麻点由模具精度和成型工艺及操作等造成,分布无规则。
轻微的缺陷孔,可通过电镀的填平将其减轻。
稍轻的缺陷孔,可机械抛磨后进行电镀。
严重的缺陷孔,视用户要求酌情处理。
1.2 镀液及其相关性(1)镀液性能差。
镀液成分含量改变,如酸铜中CuSO4过低,氯离子过高,光亮剂失调(S类光亮剂),表面活性剂过少。
(2)镀液污染。
绪论
镀铬层是一种高硬度、高耐磨性的镀层,又具有较好的耐热性及良好的化学稳定性。
由于镀铬层的良好性能,在工业上获得了广泛应用。
特别在航空制造业的军民机生产中,占有重要地位。
镀铬层属于单金属电镀。
与其他单金属镀层比较,镀铬过程比较复杂,而且我很多特点。
早镀铬过程中,是有铬酸来提供获得镀层金属所需的铬离子,镀铬所使用的阴极电流密度很高,电流效率低(13%左右),温度与电流密度要严格配合,可以通过改变二者的关系在同一镀液中获得光亮镀层。
镀铬不采用金属铬作为阳极,而是用纤锑合金不溶性阳极,镀铬点解液的分散能力极差。
以上这些,给电镀铬层的质量带来了比较多的影响。
一.影响镀铬层质量的因素
为了获得较为理想的镀层,合理的镀前处理是电镀极为重要的一个环节。
金属零件从原材料到加工成型,不可避免的要与各种油类介质接触。
生产实践证明,油脂清洗不干净是影响镀层质量的重要因素。
同是,金属基体在空气中会生成一层比较致密的氧化膜,只有去除金属基体上的氧化膜,使其表面达到活化状态,才能够进行正常的电镀。
因此,零件表面任何的微量污染,都会降低镀铬层在机体上的附着力。
同时,抛光机体表面也是镀铬前出来及重要的一个工序,它可以是镀铬层更加均匀光亮。
2.镀液各成分的影响
铬酐浓度时影响镀铬层的一个重要因素,其含量对溶液的导电性及电流效率有较大影响。
铬酐含量高,导电度增加。
铬酐浓度高则电流效率随之下降,镀层裂纹数量相对减少,意味着防腐蚀能力的提高。
硫酸的影响:硫酸在镀铬溶液中是一种不可缺少的成分。
如果没有酸根的存在,阴极上就不会有铬沉积出来。
但是,重要的并不是硫酸在镀铬液中的绝对喊啦,而是铬酐与硫酸的浓度比。
即:控制在CrO3/H2SO4=100:1
镀铬溶液中还应该严格控制三价铬的含量。
三价铬的不足,难以获得你满意的镀层,过多的三价铬会缩小光亮范围,降低溶液的导电性。
3.镀铬液杂质的影响
镀铬液中常见的杂质主要有金属阳离子杂志,主要有铁、铜、铅等等。
这些杂质以离子的形式存在于镀铬液中。
它们常常通过下列途径被引入镀液:镀件上没有被覆盖部位金属的溶解、零件掉入镀槽中未及时打捞而溶解、阳极材料的腐蚀、零件在阳极活化处理时溶解的金属离子等。
这些金属离子都会降低电解液的导电率,使镀液深镀能力下降,也会使获得光亮镀层的电流密度变窄。
当铁离子含量超过了15g/L的时候,镀液就不能在继续使用。
镀铬液中常见的阴离子杂质有:氯离子、硝酸根离子,它们通常由配制槽液的生产用水引入,以及镀件在镀前出来清洗不彻底而引入镀液中。
氯离子含量过高,将恶化镀液的分散能力,深镀能力,使镀层粗糙、发灰,甚至出现花斑。
还会使镀槽的铅衬里溶解和阳极溶解,增加镀液中的杂质。
同样,含量很低的硝酸根离子就能使镀铬层发灰、无光泽,破坏镀槽的铅衬里和阳极溶解。
4.槽液温度和电流密度的影响
镀铬时的工艺条件:温度和电流密度对光亮区范围电流效率、分散能力和镀层性能都有显著影响,并相互制约。
可以通过改变两者的关系而获得不同镀铬层外观以及不一样的性能。
如低温高电流为:镀铬层灰暗色、烧焦具有网状裂纹、高硬度、脆性大;高温低电流:镀铬层呈乳白色、镀铬层组织细密、孔斜率小、无裂纹、防护性能好,但硬度低、耐磨性差。
中温中电流为:两者配合较好,可以获得光亮铬层,这种铬层硬度较高,有细而密的网状裂纹。
5.电镀操作细节的影响
(1)零件预热:无论什么基体材料,特别是较大的零件,在镀铬前需要进行预热,使其温度接近或等于镀液温度。
镀铬时电镀的时间比较长,镀层较厚,硬铬镀层的内应力大而
且硬度高。
而基体金属和铬的膨胀系数差别太大,如不进行预热而直接电镀容易造成基体金属受热膨胀,而产生镀铬层脱皮的现象。
、
(2)零件的装挂方法:镀铬液的分散能力差,为了获得俊宇的镀层,一方面需要抛光零件表面,使其表面电流分布更加均匀;另一方面,装挂时,挂具应该有足够的截面积。
且与导电部位接触良好。
对复杂零件必须采用辅助阳极,象形阳极和保护阴极。
采用合理的装挂方法,会达到事半功倍的操作效果。
在实际生产过程中,会大大提高零件的生产进度,节约成本。
(3)阳极活化、阴极活化及阶梯式施加电流方式:对表面有较厚氧化膜的镀硬铬零件或者电镀时中途断电的零件,将零件在阳极电流下进行短时间的阳极活化处理,使氧化膜在电流作用下化学溶解,表面变得微观粗糙,再将零件迅速转为阴极,以阶梯式电流操作,正常施镀便可获得结合力良好的镀层。
对于含镍、铬较高的合金及不锈钢电镀硬铬时,应采用比正常电流密度小很多倍的阴极小电流,进行阴极活化出来,然后,再逐步升高电流密度致正常值。
对于铸铁件镀硬铬,由于铸铁中含有大量的碳,氢在碳上析出的过电位比较低,因此,铸铁件镀铬时,氢离子将优先在表面上还原而大量析出氢气泡,影响了金属铬的电沉积。
因此,对于铸铁件镀硬铬,必须采用冲击电流。
使其表面驯熟生成一层金属铬,然后再回复到正常的电流密度下操作。
6.电源波形的影响
镀铬工艺需要理想的电流输出波形来提高工艺的可靠性和完整性。
输出波形平直及频率的提高,能够保证镀层的结晶细致、孔斜率小、结合力好,提高光亮度、平整度。
因此,镀铬工艺的电源,要求低纹波系数的整流电源,如直流发动机、三项全波整流电源。
7.零件表面残余应力的影响
零件表面残余应力对硬铬的结合力有较大的影响。
由于零件在机械加工过程中同时也会增加内应力。
镀铬前没有进行消除应力的热处理工艺(200-230℃,1-2小时),就容易造成度册剥落,这一点已经在生产实践中得到证明。
8.镀后处理及磨削加工的影响
许多零件在镀铬后还要进行磨削加工,以达到精度和使用要求。
磨削加工的不当面使局部发热,会导致铬层产生内应力而影响镀层的结合力。
除氢的目的是要降低镀铬层的脆性和基体金属在电镀时产生的氢脆。
除氢应该坐在电镀后尽可能短时间内,在油或者空气介质中进行。
二.常见故障的防止与解决办法
由于上述原因造成镀铬过程中的诸多产品缺陷以及质量隐患,如何防止和处理影响镀铬质量的因素,对常见故障的防止与解决,结合生产实际情况,列出以下一些主要方法:
1.光亮度差:升高镀液的温度、调整三价铬的含量;
2.边缘烧焦:降低电流密度、提高镀液温度、用碳酸钡去除过多的硫酸;
3.覆盖能力差:用碳酸钡沉淀过高的硫酸、小阳极大阴极通电处理、降低镀液温度;
4.表面有棕色斑点:补充硫酸、小阳极大阴极电解;
5.镀层有裂纹:减少镀层厚度、提高镀液温度;
6.镀层发花或者呈暗灰色:加强镀前处理、提高镀液温度、用碳酸钡去除沉淀;
7.结合力差:用钢丝刷刷除或用碱液阴极电解去除、正确计算导电截面积;
8.大面积零件中心无镀层:提高冲击电流、阶梯式送电、用碳酸钡处理槽液;
9.镀层表面粗糙,沉积速度慢:提高零件表面光洁度、降低阴极电流密度;
10.镀层黑暗无光泽,便面有麻点:大阳极小阴极处理槽液、分析补充硫酸、沉淀重金
属。
三.总结
镀铬层由于具有一系列的性能而得到了广泛的应用,随着机械制造业的发展,镀铬层的用量越来越大。
但是,传统的镀铬工艺使用的电解液都是由剧毒的铬酐配制。
大量的废水和废气对人与环境都构成了很大伤害,近年来,广大电镀工作者对镀铬工艺做了大量研究,其中出现了比如:低浓度铬酐镀铬、三阶铬盐镀铬、稀土镀铬、有机添加剂镀铬以及代铬镀层等等新工艺。
我们相信,随着科技的发展和研究的深入,更完善、更环保的新一代电镀铬工艺必将诞生。