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[已解决] 关于镀黑铬的问题

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发表于 2007-6-27 11:08:19 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国江苏苏州

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我们的日本客户要求我的有的产品需要镀黑铬~~
5 y7 X8 s! a+ @3 \3 F4 Y+ `# R但是不知道这个是怎么原理,哪里有作这个的厂子?: H7 m& j/ }" H. h) w' Z6 c9 Y
我在苏州
发表于 2007-6-27 11:44:58 | 显示全部楼层 来自: 中国湖南衡阳
黑铬镀层具有许多优点,其化学稳定性好,可以经久保持其表面光泽的外观,装饰性好,耐磨,而且抗污染能力强,因而广泛用作防护装饰性镀层。但是与其它常用镀层相比,黑铬镀层是最难获得的,其工艺上存在许多难点,主要有:
1 g; K; b) _1 ?' ~. I. M  i+ |' S  F  ① 镀液均镀和深镀能力差。5 ^* W6 Q* A* i( ?
  ② 阴极电流效率极低,一般在13%~16%,绝大部分电能都消耗在析出氢气等副反应上。1 t/ ]4 U" f5 A- N
  ③ 获得合格镀层使用的电流密度大,槽电压高,能耗大,需要价格昂贵的电源。% S3 E$ Q( c* K7 S/ l, W, e
  ④ 电解液具有极强的腐蚀性。' c. I; N! W  R7 F; w! ]1 Q  z
原理
' O) S5 O' y) ]2 T/ G  镀铬液的主要成分是铬酐,它的分子式是CrO3,铬酐中的铬是六价。铬酐易溶于水,溶液中的六价铬可以多种形式存在,如四铬酸(H2Cr4O13)、三铬酸(H2Cr3O10)、重铬酸 (H2Cr2O7)、铬酸(H2CrO4)和铬酸氢根(HCrO-4)等。
8 l1 \$ C5 E' `$ `0 C4 H  一般情况下,溶液中的Cr6+主要以铬酸和重铬酸两种形式存在,& p5 [' E$ i, v4 }8 {) V# t
1 `- o# c$ u8 U2 P$ n7 m! X% V3 A
2CrO3+H2OH2Cr2O7& J4 E* b1 }9 t* i/ P# m
CrO3+H2OH2CrO47 o9 F% \) @/ e. U  ~

3 O  m. n; T5 _# Q# S" H6 [' G  重铬酸和铬酸处于动平衡状态,
1 y5 \7 ?( h. N9 {& H3 x% y  m; Y- W
2H2CrO4=H2Cr2O7+H2O
; u6 ]. ]! \' x; k  O6 ]4 x3 b" B) W+ T! X4 \3 X
  CrO3的浓度降低或pH值降低时,平衡向生成Cr2O2-7的方向移动;5 P' R; c) p/ |6 l4 h2 M( |. S
  CrO3的浓度增加或pH值上升时,平衡向生成CrO2-4的方向移动。
; F" g' Q3 h$ t# x5 l1 Q  镀黑铬时电极的反应如下:* j; X9 w; [$ ^" `
阳极反应+ o0 L$ G2 A0 J
2 N, H. l# t& e5 a% v
4OH-4e2H2O+O2↑    ①
  x: W# B; A6 X! ~3 G  I: O2 e& \9 L% k5 u
阴极反应
' U. A# |# U) B0 T5 D. t" E. ^5 Y/ V9 a. A9 e
2H++2eH2↑           ②9 p: K5 _% ?( a& O9 y% \, F
Cr2O2-7+8H++6eCr2O3+4H2O    ③7 Y* ?  y8 ^  b- I$ `$ w' I
! u" r6 X+ y) k+ o6 P$ S
  由于氢气的析出,阴极区内的pH值上升,则发生如下转化,9 |9 D8 P5 v! A, g8 Q- l6 @
' v' E( Q9 m( _3 L- Q" `- e3 G6 C
Cr2O2-7+H2O = 2CrO2-4+2H+    ④+ I" z$ z2 {& T( H
7 `% R6 {) U6 n
于是
9 B- r% E3 n* m
! R) E5 `) a3 H* a  R/ x: L( D2 XCrO2-4+8H++6eCr+4H2O    ⑤
6 `9 E) M4 y# t* K
! j( P( o8 [- Z. t3 R! x" A  因此,黑铬镀层主要是由铬和铬的氧化物组成。镀黑铬过程中,阴极上发生②、③式反应时,由于氢的析出,阴极区pH值上升,三价铬会在阴极上生成碱式铬酸铬薄膜,它是带正电性的分散胶体,会将阴极表面慢慢地包封住,这层膜很紧密,只能让氢离子透过发生②式反应,也即镀黑铬反应将会慢慢终止。当在镀液中加入阴离子添加剂HCr-I后,它能与镀液中的三价铬络合形成复杂的阳离子,这种复杂的阳离子又能破坏阴极表面所形成的碱式铬酸铬膜,使CrO2-4离子能在阴极上放电而析出金属铬,发生⑤式反应,因而添加剂具有使铬镀层表面活化的作用。
发表于 2007-6-27 11:45:32 | 显示全部楼层 来自: 中国湖南衡阳
镀黑铬工艺组成及其影响因素的分析% ^& |% H0 f4 p* p# q: m
3.1 镀液组成及工艺条件; S% N) {; Q  n6 |& c3 C8 {
  通过大量的实验和小槽的多次试镀,我们决定在原槽液中大大增加硼酸含量,并加入阴离子添加剂HCr-I,镀液性能得到明显改善,阴极电流效率有所提高。
$ M# q: x( C  O: N# i  镀黑铬电解液新配方与工艺条件为:
5 q8 q' c( j- g" ]" {! e! e  铬酐       280~350 g/L
8 x* _. ?. W( x9 c  硼酸       10~25 g/L3 Q; w' X5 s" a( v+ C. H, d/ a' ]
  硝酸钠      7~11 g/L
5 @' _$ N4 s) ?4 k1 P5 c0 w% j/ T  添加剂      HCr-I适量7 b* `5 y3 T% J4 J$ n, A
  镀液温度     15~35 ℃/ H& s; m1 c; ~
3.2 镀液成分与工艺条件的影响" b& ?$ r  X! Y. K' _
3.2.1 铬酐:铬酐是镀液中的主要成分。当铬酐含量偏低时,镀液的深镀能力较差;含量偏高时,虽然深镀能力改善了,但镀层硬度降低,抗磨性能下降,一般控制在280~350 g/L之间。
9 ~( I6 |: m3 h0 B3.2.2 硼酸:硼酸的加入,能使镀层细致,提高镀液的覆盖能力。含量太低,镀层粗糙疏松;含量太高,会使镀层出现脆性、脱壳现象。9 D4 E! e+ ?  \5 @- Q8 ?9 M, b
3.2.3 硝酸钠:镀液中的硝酸钠是发黑剂,它的含量偏低时,镀层不黑,电解液的电导率低,槽电压高;含量偏高时,镀液的分散能力和覆盖能力较差。通常控制在7~11 g/L之间。
/ N. q2 H+ }, R( H1 s3.2.4 添加剂:镀液中使用阴离子添加剂HCr-I可以提高镀液的分散能力和镀层的黑度,并具有使黑铬镀层表面活化的作用。! I' n6 g8 r( q; z, C
3.2.5 镀液温度:镀黑铬时,由于阴极电流效率很低,工作时的电流密度较高,槽液的温度极易上升。当温度超过35 ℃时,镀层就不黑了,因此在生产中要严格控制槽液的温度。
8 W& c) E: Z) B6 U6 N7 F3.3 杂质离子的影响及除去方法# G( a3 E, S* L3 }2 P5 m, Q
3.3.1 氯离子:镀液中氯离子含量过高时,会使镀层发花,覆盖能力降低,甚至会使镀层粗糙和发灰。因此生产中必须防止将氯离子带入镀黑铬槽液中。自来水中氯离子含量较高,因此不可用自来水配制镀黑铬槽液,应用蒸馏水或去离子水配制,而且镀黑铬前的清洗也必须用纯水。
) u: o$ l8 o" r4 s" [  氯离子可用适量的硝酸银来除去。: U: J3 A. }) W5 l# c6 C9 z
3.3.2 硫酸根: 硫酸根是特别有害的杂质。当镀液中含有硫酸根时,镀层呈浅黄色。
% \! m' `& \  f* c7 d; \, D  硫酸根可用适量的碳酸钡来除去。* e; P& O: \, x3 I! Y2 [
3.3.3 铜离子:当镀液中含有铜离子达1g/L以上时,镀层会出现褐色条纹,因此阳极的铜挂钩不可侵入镀液内。若有落入镀槽内的铜零件,应及时取出。

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 楼主| 发表于 2007-6-28 21:12:18 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏苏州
谢谢,基本原理都知道了,谢谢
发表于 2007-6-28 21:47:24 | 显示全部楼层 来自: 中国广东广州

补充3点

"技术团队"说得很详细,哈4 ^9 j7 ~: T: r) Z+ W
我也简单说3点:8 Y+ m" ^! |; h9 m' F. m
1:铬酐是六价铬化合物,毒性大,将逐渐被禁止5 q+ J5 i5 @/ v$ z7 T
2.三价铬是目前较环保的电镀: I, |. l& m5 _, x, J
3.黑铬层是铬和cr2o3的水合物

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wjliao + 2 技术讨论

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发表于 2007-6-29 15:20:25 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
看来是个新技术,我也很相知到北京有没有镀黑铬得公司
发表于 2007-7-3 19:18:32 | 显示全部楼层 来自: 中国安徽合肥
请教一下,表面镀黑铬和一般镀铬价格相差多少,另外黑铬能不能耐氯离子腐蚀
发表于 2007-9-13 13:47:59 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
谁知道哪儿有这种工艺的厂啊?我正在为我的不锈钢零件发黑郁闷呢
发表于 2007-9-13 16:14:04 | 显示全部楼层 来自: 中国台湾
第一次聽到有鍍黑鉻的
9 ]* P/ o! b! i: _. S1 Q* [; y9 R受教了
发表于 2007-9-13 16:17:08 | 显示全部楼层 来自: 中国贵州贵阳
小心日本人的圈套,六价铬在欧盟已经被禁用了
发表于 2007-9-16 22:57:59 | 显示全部楼层 来自: 中国山东聊城
镀铬实际在日本已禁止了!
发表于 2007-9-17 09:46:12 | 显示全部楼层 来自: 中国贵州贵阳
原帖由 lcshjsb 于 2007-9-16 22:57 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
, [/ a4 _, B. e# P镀铬实际在日本已禁止了!

- |4 t& P1 S5 J- s' b  |+ C" O# v日本人良心大大的坏!
发表于 2007-12-5 09:10:14 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
原帖由 lcshjsb 于 2007-9-16 22:57 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif- I1 H( r: D6 K2 J$ n$ F5 Y% I+ Y
镀铬实际在日本已禁止了!
: J5 |6 L$ |8 }- L3 z( L  b
4 M/ [3 D7 O" |$ _' ?) v
% b: C2 Y, S8 V7 U5 ?
没有仁兄说得那么绝对,我上个月刚从日本工厂回来,一样有镀铬的部门,有市场,就不会灭绝的,不过日本对环境污染比较严重的工序和工厂都设在国外了,国内很少,中国也算是它的基地之一。
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