10、镀铬液中若含有氯离子,会产生什么样的影响,如何除去?
答:镀铬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,当Cl-含量达到0.02g/L以上时,低电流密度区出现灰色烧焦镀层;
当Cl-含量达到0.1g/L以上时,镀铬溶液的覆盖能力下降,破坏阳极表面的二氧化铅并且使阳极腐蚀,铬镀层裂纹增多,光亮度降低,出现云雾状花斑;
Cl-含量高于0.3~0.5克/升时,则溶液的电流效率、分散能力和深镀能力降低,镀层发暗起花斑,针孔,零件低电流密度区镀不上铬的部位开始腐蚀,整个零件抗蚀能力降低。
当Cl-含量达到2g/L以上时,只能得到黑灰色无光的镀铬层。Cl-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。
电解处理条件是在镀铬液温度70℃左右,阳极电流密度>40A/dm2进行电解,为了加快电解速度,可不断搅拌镀铬溶液使阳极析出的氯气及时排出。
为了防止Cl-的干扰,应注意镀铬液用水的水质,不要将大量的Cl-带入镀液,镀镍后的零件一定要清洗干净,在东南沿海地区要注意,特别是枯水期海水倒灌时要更新清洗水。
镀件入槽前应使用稀硫酸浸蚀,不要使用盐酸。
11、镀铬液的浓度及其特性、用途如何?
答:镀铬液的浓度通常分为高、中、低三类,其特性与用途如下:
(1)、低浓度镀铬液:铬酸酐含量约在克/升以下,它允许采用高的电流密度(60~70A/dm2)电流效率高(16%~18%),分散能力比其他镀铬电解液高,铬层硬度高,电解液的带出损失少,获得光亮镀层的温度和电流密度范围狭窄。
由于铬酸含量低,铬酸与硫酸之比例变动大,镀铬溶液的导电性能差,所以要采用较高的槽电压,而且存在镀铬溶液温度上升较快的弊病,对镀液中的杂质敏感度高。适用于外形简单的零件镀硬铬。
(2)、高浓度镀铬液:铬酸酐含量约克/升,允许采用较低的电流密度(15~25A/dm2),电流效率低(10%~12%),分散能力低,深镀能力好,电解液稳定,镀液导电性好,对镀液中的杂质敏感度低,缺点是获得光亮镀层的电流密度范围狭窄,镀层较软,裂纹网不显著。
因镀液浓度高,带出损失较大。这类镀液比低浓度、中等浓度镀铬溶液的覆盖能力好,适合于各种形状零件的装饰性镀铬。
(3)、中等浓度镀铬液:铬酸酐含量约克/升,其分散能力与导电能力介于高、低浓度两种镀铬溶液之间,允许使用较低的槽电压。
例如采用中等的电流密度(25~50A/dm2),电流效率(13%~15%),分散能力中等,工作范围宽,镀液成分稳定,镀层性能良好。适用于简单和复杂形状零件的装饰性镀铬。
以上三种浓度的镀铬液,以中等浓度镀铬液应用较普遍。
12、氟硅酸根离子在镀铬液中有什么作用?
答:氟硅酸根离子在镀铬过程中起着与硫酸根离子相类似的作用,除此之外,它还具有某些方面的特点。
例如铬层容易钝化,在镀铬过程中因电流中断或进行二次镀铬(不另加其它措施)时,所获得的镀层为乳白而无光泽。
但是在有氟硅酸根离子存在下,它具有使铬层表面活化的作用,当电流中断或二次镀铬时,仍能获得光亮的铬层。
又如小零件滚镀铬,如果在一般标准镀铬液内进行,就难于获得光亮的铬层,滚镀铬液内通常含有氟硅酸根就是这个道理。
一般采用氟硅酸或氟硅酸钠来提供氟硅酸根离子。氟硅酸根离子另一特点是能在低温(18~25℃)低电流密度(2~2.5A/dm2)下获得光亮的铬层。
当温度达45℃时,可获得光亮铬层的电流效率为19%~21%,而在标准镀铬液中则为13%。含有氟硅酸根离子的镀液,随着温度上升,其工作范围比含有硫酸根离子的镀液为宽。
氟硅酸根离子的主要缺点是对工件、镀槽、阳极的腐蚀性大,槽液维护要求高。当镀液含有3克/升以上的铁离子时,就会严重影响铬层的光泽与镀液的分散能力,降低工作范围及电流效率。
因此氟硅酸根离子不能完全代替硫酸根离子,而采用氟硅酸根和硫酸根离子配合的镀铬液,应用较广。
13、镀铬工艺过程有什么特点?
答:镀铬过程与其它镀种相比,还有其许多特异之点:
(1)、镀铬液的主要成分不是用铬盐,而是用铬酸作为电解液。
(2)、电镀时阴极上产生大量氢气,电流效率很低,一般为8%~13%,加入高效镀铬添加剂时最高也只能达到25%左右,氢气大量逸出时,伴随带出有毒铬酸液雾,所以需要有良好的吸风装置和采用铬雾抑制剂。
(3)、溶液中必须添加少量外加的阴离子,如、、等,还要维持一定浓度量的三价铬。
(4)、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。
(5)、采用的电流密度很高,比其它镀种的电流密度高8~80倍。为了保证导电性良好,所使用的挂具必须具有足够大的截面和良好接触性。镀铬过程的槽电压也较其它镀种高,常常需要采用12伏以上的电源。
(6)、温度和电流密度的控制要求严格,两者之间还要紧密配合。电流密度固定,温度只能变动1~2℃,温度固定,电流密度变动2~3A/dm2。
(7)、镀铬所用阳极不是金属铬,而是采用铅、铅锡合金或铅锑合金等耐蚀性阳极,这些金属及合金在镀铬溶液中并非绝对不溶解,在阳极电流密度低时也会产生电化学溶解,使镀铬溶液中出现铅、锡杂质。
(8)、铬层容易钝化,在电镀过程中不允许中途断电。
(9)、为了使复杂零件、铸铁件能镀上铬并且使镀层厚度均匀,镀铬时起始电沉积的电流密度必须大,也就是常常采用冲击镀。必须注意工具夹的设计,采用仿形阳极和辅助阴极等。
以上几点,反映了镀铬生产中的一些特点,也就是它的特殊性。
14、为什么硬铬电镀在施镀前要进行预热处理?
答:不论是什么钢件进行镀硬铬之前,必须将它在镀槽中进行“预热”。所谓“预热”,就是在施加电流之前,先把钢铁零件放到镀铬槽中不通电给以加热,使金属零件的温度升到接近或等于镀液温度,然后才能通电施镀。
这是因为镀硬铬镀层一般较厚,内应力大且硬度高,而基体和铬的膨胀系数差别较大,如不预热就施镀,基体零件在受镀过程中就逐渐升温膨胀,它往往把镀层顶裂甚至成“暴皮”;不预热就施镀,还会降低镀铬溶液的温度。
受镀的零件越大(轴类件的轴径愈大),则“预热”时间应愈长,这是保证获得结合力良好镀层的先决条件。铜及铜合金零件可在热水槽中进行预热,使镀件与镀铬溶液温度基本相同后再通电镀铬。
15、用碳酸钡处理镀铬液中过多的硫酸,一克硫酸该用多少克碳酸钡?
答:要除去1克的硫酸,理论上需要约2克的碳酸钡。
(本文由储荣邦王宗雄吴双成/编。)
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