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08 2005 FH 电镀工艺学 08－193 电镀工艺学 Plating technology Chapter Ⅸ Chromium Plating 阳极浸蚀时，裂纹加深与加宽的速度用通过的电量(浸蚀强度)来控制。在适宜的浸蚀强度范围内，可以选用任一阳极电流密度，只要相应地改变时间，仍可使浸蚀强度不变。浸蚀强度根据铬层原来的厚度来确定： ＜100μm： 浸蚀强度为 320A·min／dm2； 100~150μm：浸蚀强度为 400A·min／dm2； ＞150μm： 浸蚀强度为 480A·min／dm2。 对尺寸要求严格的松孔镀铬件，为便于控制尺寸，最好采用低电流密度进行阳极松孔。当要求网纹较密时，可采用稍高的阳极电流密度。当零件镀铬后经过研磨再阳极松孔时，浸蚀强度应比上述数值减小1／2~1／3。如活塞环镀铬层厚度为100μm，经珩磨后再进行阳极处理，可用下述浸蚀工艺： 阳极电流密度 20A／dm2~30A／dm2 处理时间 6min~4min 浸蚀强度 120A·min／dm2 图15－22 松孔镀铬层松孔率标准图x100 松孔镀铬层松孔率的检验，用100倍金相显微镜观察松孔状态并与标准松孔图片比较(见图15－22)。图中(a)、(b)、(c)为合格，(d)、(e)为不合格。 松孔镀铬层显微网纹过稀，一般是由于镀液温度过高，或CrO3／SO42－比值过大，或松孔时间短、阳极电流密度低等因素造成。如果镀层网纹过密恰好与上述因素相反。 2.电镀黑铬 近几年来，黑铬镀层的应用日益广泛。在航空、仪器仪表、照相机等光学系统中，为了防止光的乱反射需要进行消光，与此同时，还要提高这些机件的抗蚀能力及耐磨能力，这就需要在某些零件表面覆盖有黑色的镀层(膜层)。获得黑色镀层(涂层)的方法很多，如涂黑漆、镀锌层黑钝化，铁及铜件的黑色氧化、铝及铝合金与镁及镁合金的化学氧化和电化学氧化、染色、电镀黑镍及电镀黑铬等。其中黑铬镀层色黑具有均匀光泽，装饰性好，吸收光的能力强、硬度较高、耐磨性较好，在相同厚度下比光亮镍的耐磨性高2~3倍，耐热性也较强，在300℃以下不会变色。因此，黑铬镀层在黑色镀涂层中性能较好。 黑铬镀层是由氧化铬、金属铬和铬酸组成。金属铬以微粒形式弥散在铬的氧化物(主要是CrO3)中，形成吸光中心，使镀层发黑。通常镀层中铬的氧化物含量愈高，黑色愈深。根据分析，黑铬层的化学成分为： 铬(Cr) 56.1％ 氢(H) 1.25％ 氮(N) 0.4％ 氧(O) 26.0％ 碳(C) 0.1％ 黑铬镀层的硬度为HVl30~350。其抗蚀性与普通镀铬相同，主要取决于中间镀层的厚度。黑铬镀层与其他黑色镀层的特性，列于表15－10。 表15－10 不同黑色镀层(膜)的特性 290 430 430 320 430 430 0.07 0.09 0.07 0.14 0.16 0.10 0.96 0.95 0.91 0.95 0.95 0.85 钢板 钢板 钢板 铜 镀锌钢板 钢板 镍上镀黑镍 镍上镀黑铬 黑铬 黑铬 黑铬 黑色氧化层 耐温性/ oC 辐射率（ε） 吸收率（α） 基体 镀层类型 铬酐是镀液的主要成分，在通常的操作条件下，含量在200g／L~400g／L范围内均可获得黑铬镀层。CrO3浓度低时，镀液的覆盖能力差，浓度高时，覆盖能力虽有改善，但镀层硬度降低，耐磨性下降。 硝酸钠是发黑剂，浓度低时镀层不黑、镀液的电导率低，槽电压高，一般不能低于5g／l；浓度过高，大于20g／L时，造成镀液的分散能力和覆盖能力恶化。除硝酸钠外，醋酸、尿素等也可作为发黑剂，用量各异。 硼酸的加入可提高镀液的覆盖能力，使镀层均匀。此外，若镀液中没有硼酸，黑铬层易起“浮灰”，尤其在高电流密度下更甚。加入硼酸后可以减少“浮灰”，当加至30g／L时可完全消除“浮灰”层。考虑到硼酸的溶解小，不宜加入过多。 表15－11 镀黑铬液组成及操作条件 250~300 0.25~0.5 13~35 30~80 15~20 250~400 30 3 25 50 200~3