镀铬溶液的组成

单金属镀液电镀液是电镀化学品的核心嶷的配比是否科学、工艺条件是否合理是直接影响电镀层的质量。

电镀液是由主盐、导电盐、导电盐、缓冲剂、阳极去极化剂、络合剂和添加剂等组成，工艺条件包括pH值、温度、电流密度、阳极材料、电镀方法、搅拌形式和电镀时间等。

（1）主盐即能在阴极上沉积所要求的镀层金属盐。

通常主要是氰化物、氯化物、硫酸盐和焦磷酸盐等。

主盐浓度与其他组分的浓度应维持一个适当的比值，主盐浓度高，电镀液电导率和阴极电流效率都高，能使镀层光亮度和整平性较好，但电镀液带出损失量大，也增加了废液处理的难度。

主盐浓度低，电镀液分散能力和覆盖能力较好，对于外形复杂的镀件或预镀通常使用主盐浓度低的镀液。

（2）导电盐即能够提高镀电导率，对放电金属不起络合作用的碱金属或碱土金属的盐类，如镀镍使用的NaSO4、MgSO4、焦磷酸盐等，镀铜及铜合金使用的KNO3和NH4NO3等。

导是盐除了提高镀液的是导率之外，还能降低镀液的阴极化作用，对镀层结晶组织没有不利影响。

（3）缓冲剂它是由弱酸与弱酸盐、弱碱与弱碱盐组成的，在化学上称之共轭酸碱对组成的溶液均是酸碱缓冲剂。

多元酸的酸式溶液也是缓冲剂和NaHCO3、NaH2PO4、Na3HPO4等。

弱酸和H3BO3、NH4CL对碱有缓冲作用，弱碱如氨水对酸有缓冲作用。

缓冲剂的作用是在镀液遇到酸可碱时，均能维持镀液的pH值变化不大。

（4）阳极去极化剂是指在电镀过程中能使阳极电位变负、促进阳极活化的物质，常用的阳极去极化剂有氧化物、酒石酸盐和硫氰酸盐等。

（5）络合剂即能与主盐金属离子形成络合物的物质称为络合剂，如氰化物镀液中的NaCN或KCN，焦磷酸盐镀液中的K4P2O7或Na4P07等。

电镀液中的络合剂含量常高于络合金属离子所需要的量，多余部分称为游离的络合剂，如氰化物镀铜溶液中有NaCN总量的和NaCN游离量，其中游离量即为多余的没有与Cu2+离子络合的量。

游离量高阳极溶解性好，阴极极化作用大，镀层结晶细致，镀液分散能力和覆盖能力强，但阴极电流效率低，沉积速度减慢。

硬铬添加剂的分类及其原理硬铬添加剂是镀铬添加剂的一种。

一般将单独使用硫酸为催化剂的镀铬液称为第一代镀铬液，同时加入二种或两种以上无机阴离子的镀铬液称为第二代镀铬液，这些无机阴离子主要为氟化物、溴化物、碘化物等。

其中加入氟化物可以提高电流效率、覆盖及分散能力，但含氟化物的镀液在低电流区对工件腐蚀比较严重，目前比较先进的镀硬铬工艺都不含氟化物。

镀铬溶液中的六价铬以CrO4 2-,Co2O7 2-，Cr3O10 2-，Cr4O13 2-等阴离子形式存在在时，阴极对它们有很强的排斥作用，使它们很难接近荷负电的阴极表面而发生电还原反应。

因此，可能存在一个化学转化步骤。

硫元素比铬元素的电负性大，硫酸铬酰是个极性分子，铬酰基带正电荷，硫酸根带负电荷，与CrO4 2-，Cr2O7 2-相比，阴极对硫酸铬酰分子的排斥作用减弱了。

使得六价铬容易接近阴极表面，实现往电极表面的传输。

在阴极表面上，铬酰基的一端指向阴极表面，硫酸根的一端指向溶液。

H2SO4的作用就是改变六价铬的存在状态，使不易电还原的CrO4 2-，Cr2O7 2-转变为易于电还原的硫酸铬酰。

如果镀铬液中不存在H2SO4，就不会有硫酸铬酰的生成，难以电沉积出铬来，此时，溶液中的阴离子只有 H+,阴极只能将H+还原为H2气体析出。

在电镀中一般的电镀工艺电流效率在70%～100%之间，而目前生产中使用的镀铬工艺则电流效率很低，一般只有10%～25%，所以有很大的发展潜力，再者镀铬的应用十分广泛。

因此，对镀铬的研究开发具有重要意义和良好的前景。

近年来硬铬添加剂的研究围绕着解决镀铬的电流效率低、环境污染严重、消耗量大、镀液的覆盖能力差等问题而展开．热点是稀土阳离子添加剂、有机阴离子添加剂及复合型添加剂的研究，并且已经取得了较大的进展。

如CS型、RI-3C、CF-20l、HC-1、HEEF25、CH系列添加剂Atotech 公司的HCR840等都已进人生产阶段。

超快速镀铬工艺HEEF-Fc采用高电流效率和高电流密度的方法使其镀速为普通镀铬的10倍，但对设备的要求也更严格。

铬铬是一种微带蓝色的银白色金属，相对原子质量51．99，密度6．98～7．21g/cm3，熔点为1875～1920℃，标准电极电位为尤什/c，-0．74V，老”/c，”-0．41V和P甚e+/Cr抖-1．33V，金属铬在空气中极易钝化，表面形成一层极薄的钝化膜，从而显示出贵金属的性质。

镀铬层具有很高的硬度，根据镀液成分和工艺条件不同，其硬度可在很大范围400～1200HV内变化。

镀铬层有较好的耐热性，在500℃以下加热，其光泽性、硬度均无明显变化，温度大于500℃开始氧化变色，大于700℃硬度开始降低。

镀铬层的摩擦系数小，特别是干摩擦系数，在所有的金属中是最低的。

所以镀铬层具有很好的耐磨性。

普通镀铬液以硫酸根作为催化剂的镀铬溶液。

镀液中仅含有铬酐和硫酸，成分简单，使用方便，是目前应用最为广泛的镀铬液。

铬酐和硫酸的比例一般控制在Cr03：H2SO4=100：1，铬酐的浓度在150～450g/L之间变化。

根据铬酐浓度的不同，可分为高浓度（350～500g/L）、中浓度（150～250g/L）和低浓度（50～150g/L）镀铬液。

习惯上把Cr03250g/L和H2SO42．5g/L的中等浓度镀铬液称为“标准镀铬液”，又称为“万能镀铬液”，用于装饰及功能性多种镀铬。

低浓度的镀铬液电流效率高，铬层的硬度也高，但覆盖能力较差，主要用于功能性电镀，如镀硬铬、耐磨铬等；高浓度镀液稳定，导电性好，电解时只需较低的电压，覆盖能力较稀溶液好，但电流效率较低，主要用于装饰性镀铬及复杂件镀铬。

镀铬工艺主要特点：①镀铬液的主要成分不是金属铬盐，而是铬的含氧酸——铬酸，属于强酸性镀液。

电镀过程中，阴极过程复杂，阴极电流大部分消耗在析氢及六价铬还原为三价铬两个副反应上，故镀铬的阴极电流效率很低（10%～l8%）。

而且有三个异常现象：电流效率随铬酐浓度的升高而下降l随温度的升高而下降；随电流密度的增加而升高。

②在镀铬液中，必须添加一定量的阴离子，如SO42-、SiF62一、F一等，才能实现金属铬的正常沉积。

电镀液主要成分及其作用详解在电镀加工生产过程中，我们要使用到电镀液这个必须的电镀原材料产品，电镀溶液的组成对电镀层的结构有着很重要的影响。

不同的镀层金属所使用的电镀溶液的组成可以是各种各样的.但是都必须含有主盐。

根据主盐性质的不同，可将电镀溶液分为简单盐电镀溶液和络合物电镀溶液两大类。

简单盐电镀溶液中主要金属离子以简单离子形式存在(如Cu2+、Ni2+、Zn2+等)，其溶液都是酸性的。

在络合物电镀溶液中，因含有络合剂，主要金属离子以络离子形式存在(如[Cu(CN)3]2-、[Zn(CN)4]2-、[Ag(CN)2]-等)，其溶液多数是碱性的，也有酸性的。

除主盐和络合剂外，电镀溶液中经常还加有导电盐、缓冲剂、阳极去极化剂以及添加剂等，它们各有不同的作用。

1、主盐主盐能够在阴极上沉积出所要求的镀层金属的盐。

主盐浓度高，溶液的导电性和电流效率一般都较高，可使用较大的电流密度，加快了沉积速度。

在光亮电镀时，镀层的光亮度和整平性也较好。

但是，主盐浓度升高会使阴极极化下降，出现镀层结晶较粗，镀液的分散能力下降，而且镀液的带出损失较大，成本较高，同时还增加了废水处理的负担。

主盐浓度低，则采用的阴极电流密度较低.沉积速度较慢，但其分散能力和覆盖能力均较浓溶液好。

因此，主盐浓度要有一个适当的范围，并与溶液中其他成分的浓度维持一个适当的比值。

有时，由于使用要求不同，即使同一类型的镀液，其主盐含量范围也不同。

对于电镀形状复杂的零件或用于预镀、冲击镀时，要求较高的分散能力，一般多采用主盐浓度低的电镀溶液。

而快速电镀的溶液，则要求主盐含量高。

2、导电盐导电盐能提高溶液的电导率，而对放电金属离子不起络合作用的物质。

这类物质包括酸、碱和盐，由于它们的主要作用是用来提高溶液的导电性，习惯上通称为导电盐。

如酸性镀铜溶液中的H2SO4，氯化物镀锌溶液中的KCl、NaCl 及氰化物镀铜溶液中的NaOH和NaCO3等。

导电盐的含量升高，槽电压下降，镀液的深镀能力得到改善，在多数情况下，镀液的分散能力也有所提高。

镀铬溶液化验操作规程一、 铬酐的测定1、仪器：5ml 移液管2只，250锥形瓶3只，100ml 容量瓶1只，10ml 量筒3个，酸式滴定管1支（附台、夹）。

2、原理：在硫酸溶液中六价铬被亚铁还原为三价铬： 2H 2CrO 4+6H 2SO 4+6FeSO 4=Cr 2(SO 4)3+3Fe 2(SO 4)3+8H 2O以苯基代邻氨基苯甲酸指示剂反应终点。

3、试剂：① 硫酸：1：1② 苯基代邻氨基苯甲酸指示剂③ 标准0.1N 硫酸亚铁铵溶液④ 磷酸；比重1.74、分析方法：用移液管吸取镀液5毫升于100毫升容量瓶中，加水稀释至刻度线并摇匀。

用移液管吸取此稀液5毫升于250毫升锥形瓶中（含原液0.25毫升），加水75毫升，磷酸1毫升，硫酸10毫升，加苯基代邻氨基苯甲酸指示剂3～5滴，以标准0.1N 硫酸亚铁铵溶液滴定至由紫红色突变为绿色为终点。

5、计算：N ×V ×0.0333×1000铬酐CrO 3克/升=式中， N ——标准硫酸亚铁铵溶液的当量浓度；V ——耗用标准硫酸亚铁铵溶液的毫升数；CrO 30.0333——二、三价铬的测定：1、仪器：5ml 移液管2只，250锥形瓶3只，100ml 容量瓶1只，10ml 量筒3个，酸式滴定管1支（附台、夹）。

２、原理：三价铬在酸性溶液中，在硝酸银的接触下，以过硫酸铵氧化成六价铬。

Cr 2(SO 4)3+3(NH 4)2S 2O 8+8H 2O=2H 2CrO 4+3(NH 4)2SO 4+6H 2SO 4 然后测定总铬量，从总铬量中减去六价铬量，即得三价铬量。

硝酸银对氧化反应起催化作用，它和过硫酸铵生成过硫酸银。

过硫酸银能将三价铬氧化成六价铬。

氧化反应完成后硝酸银仍恢复到原来状态。

过量的过硫酸铵经煮沸后完全分解。

0.25 30002(NH 4)2S 2O 8+2H 2O=2(NH 4)2SO 4+2H 2SO 4+O 2↑3、试剂：① 硫酸：1：1② 苯基代邻氨基苯甲酸指示剂③ 标准0.1N 硫酸亚铁铵溶液④ 磷酸:比重1.7⑤ 过硫酸铵：固体⑥ 1%硝酸银溶液4、分析方法：用移液管吸取镀液5毫升于100毫升容量瓶中，加水稀释至刻度线并摇匀。

镀铬工艺流程
镀铬工艺是将一层铬层覆盖到物体表面的一种表面处理方法，可以提升物体的外观质量和耐蚀性。

下面是镀铬工艺的一般流程。

首先，准备工作。

包括选择适合的化学药品、设备和工具，确保工作环境安全，并设置好必要的防护设施。

同时，还需要对待处理的物体进行清洁，去除表面的污垢和油脂。

其次，进行表面处理。

通常使用酸性或碱性溶液对物体进行脱脂和除锈处理。

这一步主要是为了去除物体表面的氧化层和其他杂质，以保证镀层的附着力。

接下来，进行活化处理。

活化是为了增强物体表面与镀层之间的粘结力。

可以采用化学活化或电化学活化的方法，使物体表面形成一层活化膜。

然后，进行镀层处理。

镀铬工艺主要是通过电化学反应将铬金属的阳离子还原成铬金属沉积在物体表面。

镀液由含有铬酸、硫酸和其他添加剂的溶液组成，将物体置于镀液中，通过外部电源施加电流，使铬金属沉积在物体表面。

在镀层过程中，应掌握合适的电流密度和镀液温度，以及适当的镀液搅拌和空气通风。

同时，还需要注意控制镀液的成分和各种添加剂的浓度，以确保镀层的均匀性和质量。

最后，进行后处理。

包括清洗、抛光和防护等环节。

清洗可以
去除表面的残留镀液和其他杂质，抛光可以改善镀层表面的光洁度和平整度，防护可以增加镀层的耐蚀性和耐磨性。

总之，镀铬工艺流程包括准备工作、表面处理、活化处理、镀层处理和后处理。

通过合理控制各个环节，可以得到质量良好、具有良好耐蚀性的镀铬层。