弹簧镀铬
弹簧镀铬
6.1. 铬的性质
(1) 色泽 : 银白色，略带蓝色。
(2) 原子量 : 51．996 。
(3) 比重 : 7．2。
(4) 熔点 : 1900 。C
(5) 硬度 : 800~10OOHB 。
(6) 标准电位 : 为一0．71 伏特。
(7) 在潮湿大气中很安定，能长久保持颜色。
(8) 硝酸,硫化物,碳酸塭及有机酸中很安定。
(9) 易溶于塭酸及热浓硫酸。
(10)苛性钠溶液中铬阳极易溶解。
(11)铬镀层耐热性佳，在480"C以下不变色，50O ℃以上才开始氧化，700"C则硬度下降。
(12)铬镀层优点为硬度高、耐磨性好、光反射性强。
(13)铬镀层缺点为太硬易脆、易脱落。
(14)铬的电位比铁负,钢铁镀铬是属于阳极性保护镀层，而铬本身于大气中易形成极薄的钝态膜，所以耐腐蚀。
(15)铬镀层具多孔性，所以对钢铁腐蚀性不很理想，所以一般先镀铜，再镀镍最后再镀一层铬才能达到防腐蚀及装饰的目的
(16)铬镀层广泛应用在提高零件之耐腐蚀性、耐磨性、尺寸修补、反射光，及装饰等用途.
6.2 铬电镀之种类
1.传统式铬酸镀铬。
2.催化物铬酸镀铬。
3.自动催化铬酸镀铬。
5.熙色铬箪镀。
6.滚桶镀铬‥
7.多孔铬电镀‥
8.微裂铬电镀‥
9.无裂铬电镀
6．3 镀铬之特性
(1)须严格控制浴温、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。
(3)电流效率很低，须较大电流密度。
(4)阳极采用不溶解性阳极，铬须用铬酸补充。
(5)电镀过程中不许中断
(6)形状不同镀件不宜同槽处理，须用不同的挂具‥
(7)镀件预热与浴温一致，附着性才会好。
(8)镀件要彻底活化，要带电入槽，附着性才艮好‥
(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。镀铬弹簧
6．4 镀铬之影响因素
(l) CrO3浓度与导电度关系
(2) 温度兴导电度之关系
(3) CrO3浓度与电流效率之关系
(4) 硫酸浓度之影响：浓度低时，低电流密度下电流效率高，反之电流效率低‥
(5) 三价铬的影响
1. 三价铬很少时，沉积速率减媛。
2. 三价铬很高时，镀层变暗。
3. 三价铬增加，则导电度降低，需较大电压
4. 三价铬愈多，光泽范围愈小。
(6) 电流密度及温度的影向
1. 镀浴温度升高，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，有密集的网状裂纹，光亮硬质铬镀层。
(7)杂质的影响
1. 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/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，镀浴须严禁带入硝酸污染‥
(8) 阳极及电流分布之影响
1. 阳极较大，电流分布较不均匀使镀层厚度不均勺‥
2. 阳极面积大，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。
4.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。
5.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。
6．5 镀铬之挂架(Rack)
镀铬其镀浴均一性极差，电流效率很低，须使用较高电流密度，所以挂架之设计要求对镀铬品质影响很大。其设计要点如下,石岩弹簧厂
(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。
(8) 应用辅助电极、双极电极。
(9) 依镀件的形状、尺寸、数量及镀层用途等因素决定挂架之设计
6．6 镀铬之缺陷及其原因
(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. 镀浴有浮悬杂质，
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。
4. 预热不够。
(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. 镀浴有磁性粒子。
6．7 三价铬电镀
三价铭的电镀历史此六价铬久，其特点是只要六价铬所需的电流一半，电流效率较高，废液毒性小处理容易，但所用化学品昂贵，所以一直没有被广泛采用，三价铬电镀一直积极地被研究，目前已有些专利及商业配方公开发行，其中特点在良好的被覆性及低铬浓度，使废液处理的问题减小。详细资料由厂商提供，三价铬电镀的主要困难之一是六价铬会在镀浴阳极形成，有专利配方可以防止或还元六价铬。
6．8 镀铬之管理与维护
(1) 每 天
1. 将镀槽添满镀浴。 ．
2. 用低压空气彻底搅拌镀液。
3. 检查温度控制器，绸整温度于正常范围内‥
4. 检查挂架并修护之。
5. 用最大宁流15垩J30分钟做净化罔解处理‥
6. 哈氏槽试验。
(2) 每 周
1. 蒸发浓缩回收铬镀液倒回镀槽内。
2. 检验催化剂含量并补充需要。
(3) 每 月
1. 检查镀浴金屏杂质(Zn 、Fe 、Cu 、Nj ) ‥
2. 清洁及整理阳极。
3. 检查三价铬含量。
(4) 每 年
1. 检查安培计及安培小时计。
2. 检查及校正温度控制器。
3. 清洁及修理所有槽外设施。
4. 整修通风罩、输送管路。
5. 镀液出清，去除积泥，清洁、检查及修理镀槽、加热管及导电棒头。阳极整理及更换。
6．9 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，氢脆性增加的因素有
(1) 钢铁之硬化处理。 (4) 酸浸。
(2) 研磨 。 (5) 硬化厚度与镀层厚度‥
(3) 表面缺陷。
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 strees) ， 可加热 150至230"C消除残留应力。
(2) 镀后烘焙(baking) : 可依照规范QQ-C-320B及Mil-S-13165 处理。
6．10 镀铬之回收及废物虚理
铬酸废液可用回收法或消毁( destroy )法处理，其选择因素有:
(1) 投资金额。 (6) 厂液童。 '
(2) 人工及维护成本。 (7) 铬酸之价格。
(3) 化学品价格。 (8) 水费‥
(4) 空间。 (9)环境保护之规范‥
(5) 公共设备成本。
最好是减少废液生成，其方法有 :
(1) 尽量滴干。 (4) 回收洗净水。
(2) 应用滴干囤收槽。 (5) 控制水的带入(drag-in)，
(3) 挂架避免使镀件装水(cupping action) 。
6．11 多孔铬电镀
在二次大战时，多孔铬电镀应用在飞机及引擎的活塞环[piston，rings )及气缸导管(cylinder bores) 的制造和修补 , 多孔铬是一般硬铬镀层厚度超过0.004” 含有许多的孔(porous) 吸渗润滑剂，所以可防止零件刮伤，引擎过热而夹死不动(seizing) 及擦伤( galling) 等 ‥
多孔铬的电镀方法有三种 :
(I) 在粗糙或刻蚀的基材表面镀硬铬。
(2) 镀硬铬后用化学或电化学蚀刻。
(3) 控制镀浴的成份及操作条件、温度