操作条件对光铬镀层硬度影响总结.doc

操作条件对光铬镀层的硬度影响 【实验目的】 镀铬层的特殊结构赋予它非常高的硬度，大致为900～ 瓦特镍 光铜 半光镍 光镍 封口镍 时间(min) 3 15 12 8 3 电流密度(A/dm2) 2 3.5 3.5 3.5 3.0 考虑到底部镀层对硬度值的影响，又补充了不同镀种和相同镀种不同厚度的试验。工艺参数如下表所示： 样板编号 镀液名称 G1 G F2 F3 F4 F5 瓦特镍 2.5A/dm23min 光铜 3.A/dm2 15min 半光镍 — 3.5A/dm2 30min 3.0A/dm2 45min 3.5A/dm2 60min 3.5A/dm2 90min 光镍 3.5A/dm2 60min 3.5A/dm2 30min 3.5A/dm2 45min 3.0A/dm2 60min 3.5A/dm2 90min 光铬 备注 只镀光镍样板 “—”表示不镀 光铬电镀工艺 用研发部手工线的光铬缸进行光铬的电镀。固定CrO3 (290g/ L)和H2SO4(1.2g/ L)的浓度，在不同的电流密度、不同的温度下进行电镀实验。电镀的主要参数如下表所示。 温度(℃) 电流 产品 密度(A/dm2) 编号 33 37 41 45 50 6 A1 A2 A3 A4 A5 8 B1 B2 B3 B4 B5 10 C1 C2 C3 C4 C5 12 D1 D2 D3 D4 D5 14 E1 E2 E3 E4 E5 镀铬时间设定为5分钟 5、硬度测试 图1硬度测试位置图 采用HVS-1000型显微硬度仪测定镀层的显微硬度，载荷为10g，保压时间10s。德国Erichsen(仪力信)318型硬度试验棒验证硬度，测试头直径: 1.0mm (符合ISO 1518)，压力量程：0-10 N (红标记)，弹簧压力4N，划痕长度大约40mm。图1为显微硬度仪测试位置图。 6、数据处理 使用研发部5层单只挂，分别在高、中、低三个位置安装UL测试板，如图所示。其中，H表示高位，M表示中位，L表示低位。分别测试H、M和L三个位置的硬度值，将所得硬度值平均，即得到一个操作条件下的硬度值。图2为样板位置图。 图2样板位置图 【结果与讨论】 温度与电流密度对电解铬硬度的影响 镀铬最突出的优点是具有很高的硬度。但从提高电流效率和沉积速度方面来考虑，必须利用镀铬的操作条件（主要是温度和电流密度）来选择并获得最大硬度。在光铜、半光镍和光镍厚度基本相同的情况下，不同电流密度、不同温度下镀得的铬层硬度见图3。（针对无锡田中科技公司的“NTC”镀铬添加剂） 图3温度与电流密度与铬层硬度的关系 从图3中可以看出，相同的电流密度下，镀层的硬度随着温度的增加，有先增大后减小的趋势。当温度（t）=37℃时，其硬度最好。因此，对要求高硬度的铬镀层进行电镀时，其温度最好在37℃。当温度大于37℃时，则硬度开始下降。 同样可以看出，相同的温度下，镀层的硬度随电流密度先减小后增大。当电流密度Dk=8A/dm2时，硬度最好。温度与电流密度对铬层硬度的关系（维氏硬度）见表1。 表1温度与电流密度与铬层硬度的关系（维氏硬度） 温度(℃) 电流 硬度 密度(A/dm2) (HV) 33 37 41 45 50 6 188.1 195.1 168.7 141.9 156.45 8 270.1 287 234.5 191.3 159.9 10 103.5 153.1 111.4 103.9 104.4 12 142.5 111.9 137.7 163.2 138.5 14 126.1 278.9 176.6 227.5 233.2 对要求硬度要求较高的铬层进行电镀时，当温度（t）=37℃、电流密度DK’=8A/dm2时，其硬度最高。 2、不同镀种和厚度对镀层硬度的影响 不同镀种和不同厚度样板的厚度见表2。 表2 不同镀种和不同厚度样板的厚度表 样板名称镀液 厚度 名称 （μm） B1 G1 G2 F2 F3 F4 F5 光铜 6.60 15.77 14.58 20.35 10.21. 27.59 15.09 半光镍 5.16 20.12 0 15.62 16.22 24.93 68.95 光镍 6.45 0 32.53 13.15 17.58 51.53 38.84 总镍 11.23 20.12 32.53 28.77 33.80 77..35 107.87 图4不同镀种、不同厚度镀层与镀铬硬度的关系 从图4可以看出以下几点：1不同镀种的镀层对镀铬硬度是有影响的。G1样板和G2样板没有B1样板的硬度高，而且G2要比G1样板硬度高。它们三者之间大小关系为：B1＞