武汉镀铬棒

从常用的铬酸镀液镀铬，与其他单金属镀液相比，镀铬液虽成分简单，但镀铬过程却相当复杂，并具有如下特点。
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%～18%）。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-、F-等，才能实现金属铬的正常沉积。
③镀铬液的分散能力很低，对于形状复杂的零件，需采用象形阳极或辅助阴极，以得到均匀的镀铬层。对挂具的要求也比较严格。
④镀铬需采用较高的阴极电流密度，通常在20A/dm2以上，比一般的镀种高10倍以上。由于阴极和阳极大量析出气体，使镀液的电阻较大，槽压升高，对电镀电源要求高，需采用大于12V的电源，而其他镀种使用8V以下的电源即可。
⑤镀铬的阳极不用金属铬，而采用不溶性阳极。通常使用铅、铅一锑合金及铅一锡合金。镀液内由于沉积或其他原因而消耗的铬需靠添加铬酐来补充。
⑥镀铬的操作温度和阴极电流密度有一定的依赖关系，改变二者关系可获得不同性能的铬镀层

根据镀铬液的组成和性能不同，可将镀铬液分为如下几类。
①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，是应用为广泛的镀铬液。铬酐和硫酸的比例一般控制在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。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。
②复合镀铬液 以硫酸和氟硅酸作催化剂的镀铬液。氟硅酸的添加，使镀液的电流效率、覆盖能力和光亮范围均比普通镀铬液有所改善，如阴极的电流效率可达到20%以上。然而，氟硅酸对阳极和阴极零件镀不上铬的部位及镀槽的铅衬均有较强的腐蚀作用，必须采取一定的防护措施，其衬里和阳极采用铅一锡合金。此镀液主要用于滚镀铬。
③自动调节镀铬液 以硫酸锶和氟硅酸钾为催化剂的镀铬液。在一定温度及一定浓度的铬酸溶液中，硫酸锶和氟硅酸钾各自存在着沉淀溶解平衡，并分别有一溶度积常数Ksp，即当溶液中[SO42-]或[SiF62-]浓度增大时，相应的离子浓度乘积将大于溶度积常数，过量的SO42-或SiF62-便生成SrSO4或K2SiF6沉淀而析出；相反，当溶液中[SO42-]或[ SiF62-]浓度不足时，槽内的SrSO4或K2SiF6沉淀溶解，直至相应的离子浓度乘积等于其溶度积时为止。所以，当镀液的温度和铬酐的浓度一定时，镀液中[SO42-]或[SiF62-]浓度可通过溶解沉淀平衡而自动的调节，并不随电镀过程的持续而变化。

③阶梯式给电含镍、铬的合金钢，其表面上有一层较薄而致密的氧化膜，镀硬铬时会影响镀层与基体的结合力，为此，首先将镀件在镀铬液中进行阳极浸蚀，而后将零件转为阴极，以比正常值小数倍的电流，一般电压控制在3.5V左右，使电极上仅进行析氢反应。由于初生态的氢原子具有很强的还原能力，能够把金属表面的氧化膜还原为金属，然后再在一定时间内（如20～30min）采用阶梯式通电，逐渐升高电流直至正常工艺条件施镀。由此在被活化的金属表面上进行电镀，即可得到结合力良好的镀层。另外，在镀硬铬过程中，有时会遇到中途断电，此时镀铬层表面也会产生薄膜氧化层，若直接通电继续施镀，将会出现镀层起皮现象，克服方法可采用“阶梯式给电”，使表面得以活化，而后转入正常电镀。
④镀前预热对于大件镀硬铬，工件施镀前需进行预热处理，否则不仅会影响镀铬层的结合力而且也影响镀液的温度，所以大件镀前要在镀液中预热数分钟，使基体与镀液温度相等时，再进行通电操作。镀液温度变化控制在士2℃以内。

（8～12A/dm2）低，沉积速度慢，适用于薄层电镀。其电流效率和分散能力较高，可用于挂镀和滚镀。
⑦低浓度铬酸镀铬镀液中铬酐浓度较标准镀铬液低5倍，可大大降低对环境的污染。电流效率及镀层的硬度介于标准镀铬液和复合镀铬液之间，其覆盖能力和耐蚀性与高浓度镀铬相当。但镀液的电阻大，槽电压高，对整流设备要求严格，同时镀液的覆盖能力有待提高。
⑧三价铬镀铬镀液中以Cr3+化合物为主盐，添加络合剂、导电盐及添加剂。该工艺消除或降低了环境污染，镀液的分散能力和覆盖能力较铬酸镀液高，阴极电流效率有所改善；可常温施镀；槽压低；电镀不受电流中断的影响。但镀液对杂质敏感，镀层的光泽较暗，镀层厚度为几微米，并不能随意增厚；镀层的硬度低，镀液成分复杂不利于维护。
⑨稀土镀铬液在传统镀铬液的基础上加入一定量的稀土元素及氟离子。采用稀土元素可降低铬酐的浓度、拓宽施镀温度范围（10～50℃）及阴极电流密度范围（5～30A/dm2），降低槽压，改善镀层的光亮度及硬度。使镀铬生产实现低温度、低能耗、低污染和高效率，即所谓的“三低一高”镀铬工艺。但对于镀液的稳定性和可靠性，尚有不同的看法，尤其是对其机理的研究还有待深入。 [1]