电镀砝码的工艺

电镀砝码是指通过电化学方法在固体表面.上沉积一层金属或合金的过程。

电镀层的作用是什么?

1.提高金属零件在使用环境中的抗蚀性能;

2. 装饰零件的外表,使其光亮美观;提高零件的工作性能,如硬度、耐磨性、导电性、电磁性、耐热性等等。

对电镀砝码层有哪些要求?

1.镀层与基体,包括镀层与基体之间,应有良好的结合力;

2.镀层在零件的主要表面上,应有比较均匀的厚度和细致的结构;

3.镀层应具有规定的厚度和尽可能少的孔隙;镀层应具有规定的各项指标,例如表面粗糙度、硬度、色彩以及盐雾试验耐试性。

主要特点

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。

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。

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-锑合金及铅-锡合金。

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。

电镀砝码类型用途

镀铬工艺种类众多，按其用途可作如下分类。

① 防护-装饰性镀铬：防护-装饰性镀铬俗称装饰铬，镀层较薄，光亮美丽，通常作为多层电镀的最外层，为达到防护目的，在锌基或钢铁基体上必须先镀足够厚的中间层，然后在光亮的中间层上镀以0.25～0.5μm的薄层铬。

②镀硬铬（耐磨铬） 镀层：具有的硬度和耐磨性，可延长工件使用寿命，如切削及拉拔工具，各种材料的压制模及铸模、轴承、轴、量规、齿轮等，还可用来修复被磨损零件的尺寸公差。

③镀乳白铬镀铬层：呈乳白色，光泽度低、韧性好、孔隙低、色泽柔和，硬度比硬铬和装饰铬低，但耐蚀性高，所以常用于量具和仪器面板。

④镀松孔铬（多孔铬）：是利用铬层本身具有细致裂纹的特点，在镀硬铬后再进行机械、化学或电化学松孔处理，使裂纹网进一步加深、加宽。使铬层表面遍布着较宽的沟纹，不仅具有耐磨铬的特点，而且能有效地储存润滑介质，防止无润滑运转，提高工件表面抗摩擦和磨损能力。常用于受重压的滑动摩擦件表面的镀覆，如内燃机汽缸筒内腔、活塞环等。

⑤镀黑铬镀层：色黑，具有均匀的光泽，装饰性好，具有良好消光性；硬度较高（130～350HV），在相同厚度下耐磨性比光亮镍高2～3倍；其抗蚀性与普通镀铬相同，主要取决于中间层的厚度。耐热性好，在300℃以下不会变色。

影响因素

工件表面镀铬后的表面粗糙度与以下条件有直接的关系：

1、镀前基体的表面粗糙度：基体表面粗糙度值越小镀后表面粗糙度值越小；

2、镀液温度的高低：温度高镀后表面粗糙度值就大；

3、电流密度的大小：电流密度越大镀后表面粗糙度值就大；

4、镀液浓度：镀液浓度大镀后表面粗糙度值就大；

5、电镀时间：电镀时间越长镀后表面粗糙度值就大。

装饰镀铬镀前镀后表面粗糙度值差别不大，镀硬铬镀前镀后表面粗糙度值差别大。

电镀砝码工艺特点

镀铬过程除了与其它镀种具有共同点外，还有其许多特殊的地方：

① 镀铬电解液的主要成分不是金属铬盐，而是具有强氧化性的铬酸。

② 电流效率很低，一般为13～16%，最高只能达到23%左右，因而在镀铬过程中氢气大量析出，带出有毒液雾，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SO42-、F-、SiF62-等，还要在电解液中维持一定量的三价铬。

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，有时比一般镀种的电流密度高几十倍。镀铬过程的槽电压也较高，常常需要采用12伏以上的电源，而其它镀种用6伏的电源也就可以了。

⑥ 对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不溶性阳极。

⑧ 因铬层容易钝化，在一般情况下电镀过程中不允许中途断电。

电镀砝码展前景

铬镀层由于具有一系列优良的性能而得到广泛地应用，特别是随着机械制造业的发展，铬镀层的用量越来越大。但是传统的镀铬工艺使用的电解液都由剧毒的铬酐配制，大量的废水和废气对环境造成了严重污染。多年来，尽管加强了对含铬废水的回收和处理，但未得到根本解决，另外传统的镀铬工艺还存在不少缺陷。针对上述存在的问题，广大电镀工作者对镀铬工艺做了大量的研究工作。

（1）低浓度铬酐镀铬工艺

低浓度铬酐镀铬工艺是指镀铬液中铬酐含量在30～60g/L的镀铬工艺，铬酐使用量只有普通标准镀铬工艺的l/5～1/8，既减轻了铬酐对环境的污染，又节约了大量的原材料。

采用低铬酐镀铬工艺可以获得装饰性铬镀层和硬铬镀层，其光泽性、硬度、结合力以及裂纹等方面，均能满足质量要求。

（2）三价铬盐镀铬

三价铬电镀作为最重要、最直接有效的代六价铬电镀工艺，人们对其研究已有一百多年的历史，但由于电镀液的稳定性、铬镀层的质量等方面始终无法与铬酸镀铬相比，因此一直未能得到大规模的应用。

（3）稀土镀铬

20世纪80年代中期，开发了稀土镀铬添加剂，主要成分是稀土化合物，在中国已经获得了广泛的应用。在镀铬电解液中加入少量的稀土化合物，可使电解液中铬酐含量降低到150g/L，并且在较低温度（30～40℃）下就可以获得光泽度高的光亮镀铬层，阴极电流效率达到22%～26%，显著高于常规镀铬电解液。采用稀土镀铬添加剂可以节约大量能源和原材料，同时还大大减轻了铬酐对环境的污染。

（4）有机添加剂镀铬

采用有机添加剂及卤素释放剂联合使用的镀铬液被称为“第三代镀铬溶液"，它们的共同特点是：阴极电流效率高达22%～27%，不含F，不腐蚀基体；覆盖能力强，HV亦高达1000以上，既可用于镀硬铬，也可用于镀微裂纹铬，配合双层或三层镍工艺，用于汽车或摩托车减振器的电镀，已开始在机械行业获得应用。