硫酸盐三价铬镀铬新工艺

已有的硫酸盐三价铬镀铬,镀液稳定性、抗杂质能力和工艺可操作性较差,阳极制作复杂,价格昂贵.开发出一种以不锈钢片为阳极的硫酸盐三价铬镀铬新工艺,探讨了电流密度、温度、pH值、主盐浓度等因素对电流效率的影响.研究表明:镀液温度为35～50℃,pH值为3.0～4.5,电流密度为1.5～5.5 A/dm2,电镀时间在3～5 min时,能得到光亮且结合牢固的镀层;电流效率可达30%左右;霍尔槽阴极镀层覆盖长达10cm;分散能力达到60%左右;镀液抗杂质性能好;pH值升高到6.5再回调至正常范围后,镀液仍可以使用.该工艺有效克服了目前硫酸盐三价铬镀铬的缺点,应用前景广阔.     

硫酸盐体系三价铬电镀黑铬的工艺

为了寻找更环保、更稳定的三价铬电镀黑铬工艺,采用Hull Cell和小槽试验优选了硫酸盐体系三价黑铬电镀液中发黑剂、辅助发黑剂的种类及用量,并对镀液和镀层性能进行了测试。结果表明:最优三价铬电镀黑铬工艺为35 g/L碱式硫酸铬,30 mL/L配位剂,150 g/L硫酸钠,80 g/L硫酸钾,70 g/L硼酸,3 mL/LBNW-1润湿剂,2～4 g/L半胱氨酸,1～2 g/L硫氰酸钾,pH值3.4～3.8,温度50～60℃,阴极电流密度5～10A/dm2;以该工艺进行三价铬电镀黑铬,镀液稳定性好、分散能力强,电流密度范围宽,可达2.5～15.0 A/dm2;该工艺制备的黑铬镀层主要成分为Cr,S以及少量有机物;镀层黑度好,耐蚀性好,与基体结合良好。     

三价铬电镀装饰铬工艺及特性研究

研究了一种以甲酸、乙酸及第三种配位剂组合的三价铬电镀工艺,并对该镀液和镀层进行了性能测试.测试结果显示,该体系所得镀层外观光泽明亮,光亮电流密度范围宽(可使用的电流密度从2.5～25.0 A/dm2);镀液的pH值容易控制,分散能力和覆盖能力好,可在室温下电镀,镀液性能比较稳定;通过Tafel测试和CASS试验证明,三价铬镀铬层的耐蚀性和六价铬镀层相当.     

三价铬电镀工艺参数对其电流效率、镀层形貌和结合力的影响

为了替代六价铬装饰性镀铬工艺,减少六价铬对环境的污染,开发了一种硫酸盐三价铬电镀液及镀制工艺。研究了电流效率与镀液温度、pH值的关系,用扫描电子显微镜观察了镀层的显微形貌,测试了镀层与基体的结合力。结果表明,用此电镀液和合适的工艺可以镀得表面白亮、结晶平整、缺陷少的铬镀层。镀层由玉米粒状的铬颗粒堆积而成,与基体结合力强,能够用作装饰性镀铬。     

三价铬镀铬阳极的研究

三价铬镀铬在实际应用中最大的问题是工艺的稳定性差,而阳极是影响硫酸盐三价铬镀液稳定性的关键.阐述了硫酸盐三价铬镀铬阳极的制备方法及工艺条件,分别采用电化学方法、扫描电镜、赫尔槽试验测定了阳极的电化学性能、外观形貌及电镀性能;用强化寿命试验测定了阳极的强化寿命时间.在此基础上测定了自制专用阳极在硫酸盐三价铬镀液中所得镀层的外观形貌、结合力、孔隙率及耐蚀性等性能.结果表明:所制备的阳极使用寿命长,电镀及镀层性能好.     

常温高效硫酸盐三价铬电镀工艺

六价铬电镀工艺严重污染环境,有望被三价铬电镀取代.三价铬电镀分为氯化物体系和硫酸盐体系,其中硫酸盐体系因具有阳极无有害气体析出、不腐蚀设备等优点,近年来发展迅速.通过大量试验开发出常温甲酸-草酸体系硫酸盐工艺,并借助小槽挂镀、Tafel曲线、EIS曲线和CASS试验等方法对镀液和镀层性能进行了分析.结果表明,在优化工艺条件下,该工艺镀层沉积速率高达0.18μm/min以上,分散能力93%,覆盖能力96%,耐蚀性好,是一种性能优良、高效的三价铬电镀工艺.     

三价铬厚铬镀层的制备及性能表征

为了开发替代六价铬电镀的三价铬电镀工艺,采用氯化物三价铬镀液体系,在30CrMnSi高强度钢上制备了厚度100μm以上的厚铬镀层,其沉积速率为1.2 μm/min;通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、中性盐雾试验、动电位极化曲线和电化学阻抗对镀层的微观形貌、化学组成和耐蚀性进行了表征和分析。结果表明:三价铬镀铬层由金属铬、氢氧化铬和氧化铬组成;镀层表面为瘤状小球结构,结晶致密、有小孔及微裂纹;镀层与基体结合力良好;铬镀层表现出典型的钝化行为,抗盐雾处理后的铬镀层经过232h中性盐雾试验无锈蚀。     

Ni-Cr合金在三价铬水溶液中的电沉积

Al基体上电镀Ni-Cr合金可以大幅度改善其防护性能,为此以铝为基体,以柠檬酸为配位体,在三价铬的硫酸盐-氯化物镀液中电沉积了光亮平滑、质量优良、与基体结合良好、Cr含量为1.4%～26.0%、厚度为10～30μm、最大电流效率可达58.0%的Ni-Cr合金镀层.研究了电流密度、温度、pH值、CrCl3浓度等参数对电流效率和镀层厚度的影响.电位滴定显示,镀液的缓冲能力良好;阴极极化曲线表明,Ni-Cr合金的电沉积符合Tafel方程.SEM形貌观察发现,Ni-Cr合金表面布满了均匀密集的球形小颗粒;通过XRD检测确定,Ni-Cr合金为晶体结构,Cr含量升高使晶粒变小;Ni-Cr镀层的耐蚀性较好,Cr含量的升高有利于耐蚀性的提高.     

塑料三价铬电镀层的腐蚀失效分析

某汽车上塑料电镀零部件的三价铬镀层在大气环境中容易腐蚀。对此塑料电镀制品(底层为铜镀层,中间镀双层镍,表面镀三价铬)的镀层厚度、电位、形貌、成分及耐蚀性进行了分析,并与表面镀六价铬的塑料镀件进行比较。结果表明:三价铬镀层的耐腐蚀性劣于传统六价铬镀层;三价铬镀层为微孔镀,各层厚度达到了工艺指标,但镀层中含有单质铁,其电化学的优先腐蚀是三价镀铬层耐蚀性差的主要原因。     

三价铬镀铬工艺初探

传统的镀铬是在含有六价铬的电镀液中进行的,六价铬对环境严重的危害,促进了三价铬镀铬工艺的发展.在铁基体上选取不同的三价铬镀铬配方进行试验,以铅板或石墨为阳极,20钢试片作阴极,对试片除油除锈后,直接进行三价铬镀铬,经过对镀层的外观、厚度及结合力的比较取舍,获得了外观及结合力较好的配方:52g/LCr3 ;40g/L KCl;10g/L KBr;46g/L HCOOH;53g/L NH4Cl;150g/L(NH2)2CO;10g/L H3BO3及少量的添加剂,以阳极石墨为基础,研究了不同种类及不同用量的润湿剂对镀层外观和孔隙率的影响,最终选定了对于三价铬镀铬配方较佳的润湿剂及其用量范围.对镀铬层用碳酸钠和磷酸钠进行中和浸渍,时间为3～5 min,可以减轻三价铬镀层发黄的问题.该工艺条件:DK=10～15 A/dm2,10～20℃带电下槽,pH值为0.5～1.0,电镀液的稳定性为12 A@h/L.镀层细致、光亮、孔隙率低,而且可以在常温下操作,节约能源.     

三价铬镀液中配体的作用

三价铬镀铬液中的配体对镀液的稳定性和沉积速度影响极大,从三价铬镀液的化学和电化学特性分析入手,介绍了镀液中所加配体(如羧酸、羟基羧酸、氨基羧酸及其盐)的作用:(1)与三价铬离子形成活性配位离子加快电沉积速度;(2)抑制Cr3 的羟桥化反应;(3)可以掩蔽杂质金属离子,减少杂质金属离子对镀层质量的干扰,使电镀能持续进行;(4)可以稳定镀液.特别指出,只有选用能形成活性配位离子的配体,使电镀能持续进行,才能获得性能良好的厚铬镀层.     

三价铬电镀工艺研究的现状及方向

为了有效取代有环境污染的传统六价铬镀铬工艺,对三价铬电镀技术进行了归类和评述。重点介绍了三价铬镀铬工艺及其影响因素,分析了目前三价铬镀铬存在的镀层难以增厚、阳极选择困难及溶液成分复杂等问题,提出了解决问题的可行性途径和未来发展的方向。     

Chromium electroplating from trivalent chromium baths as an environmentally friendly alternative to hazardous hexavalent chromium baths: comparative study on advantages and disadvantages

In this communication, we present a generalization of our investigations concerning current state in the development of trivalent chromium baths as an environmentally friendly alternative to hazardous electroplating baths containing extremely toxic hexavalent chromium compounds. The main technological properties of sulfate trivalent chromium baths containing carbamide and formic acid as organic additives are described and compared to those typical of common Cr(VI) plating bath. It is shown that thick nanocrystalline chromium–carbon deposits may be obtained from the Cr(III) electrolytes under study, with some physicochemical and service properties of such coatings exceeding those of “usual” chromium deposits. The proposed trivalent chromium baths are distinguished by their high current efficiency and electrodeposition rate. The covering power of the Cr(III) baths is poorer than in case of hexavalent chromium baths; it may be improved by applying basic chromium sulfate (chrome tanning agent) instead of chromium sulfate as a source of Cr(III) ions in solution. There is no need to utilize toxic lead anodes in Cr(III) deposition processes. It is noted that a grave shortcoming of trivalent baths is their low conductivity in comparison with the hexavalent ones.     

三价铬电沉积研究状况

阐述了目前三价铬电沉积研究的主要内容,包括镀层增厚问题、镀液稳定性的探讨和机理研究,指出了当前三价铬电沉积存在的主要问题,并简单介绍了有关三价铬最近几年的发展趋势,指出三价铬非晶态合金及复合镀层的研究是今后一段时间电镀行业研究的主要走向。     

光亮剂对三价铬电沉积行为的影响

同时采用小槽和Hull Cell试验,并结合稳态极化法、电势阶跃法以及SEM等测试手段,研究了光亮剂对全硫酸盐体系中三价铬电沉积行为的影响.结果表明:光亮剂的光亮效果是一个综合效应,而不是一种光亮剂的作用结果;在E＜-0.10 V的区间内,光亮剂能明显地增大阴极极化;光亮剂的加入,使镀液在4.00～22.50 A/dm2区域内能得到光亮的镀层;并且光亮剂的加入不会改变三价铬镀铬的电沉积行为,与未加光亮剂时一样仍遵循瞬时成核机理.     

Electrodeposition of hard nanocrystalline chrome from aqueous sulfate trivalent chromium bath

A sulfate trivalent chromium bath is described which contains chromium(III) salt, sodium sulfate, aluminum sulfate, boric acid, formic acid, carbamide and surfactant. The bath is operated using either titanium-manganese dioxide anodes or platinized titanium anodes without separation of anodic and cathodic compartments. Effect of bath composition and electrolysis conditions on current efficiency of chromium electrodeposition was studied. At optimal bath composition and electrolysis conditions, the deposition rate does not practically change during electrolysis time; it is close to 0.8 μm min⁻¹. The nanocrystalline coatings with a thickness of several tens of micrometers are bright and smooth. The value of Cr-coatings hardness does not substantially differ from that observed in case of Cr(VI)-based baths. The possibility of continuous service of the proposed trivalent chromium bath was confirmed by means of a durational electroplating test (~ 2 months).     

三价铬镀液电沉积装饰性铬-磷合金层的特性

为了进一步提高三价铬镀层的性能,在硫酸盐三价铬镀液中加入次磷酸钠,电沉积出了装饰性铬-磷合金层(磷含量为9%～16%).研究了磷含量对镀液和镀层性能的影响,对比了电沉积铬镀层、三价铬-磷合金镀层和六价铬镀层的耐蚀性能.结果表明:铬-磷合金镀层为非晶态结构,具有良好的外观和耐蚀性能,能够很好地满足防护装饰性要求.