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硫酸盐体系三价铬镀铬工艺及 镀层性能的研究

放大字体缩小字体 发布日期:2015-03-25来源:中国金祥彩票手机版网浏览次数:2317 关注:加关注
核心提示:硫酸盐体系三价铬镀铬工艺及镀层性能的研究刘小珍, 李 昕, 许路坤, 王 刚(1.上海应用技术学院化工系,

硫酸盐体系三价铬镀铬工艺及镀层性能的研究

刘小珍, 李 昕, 许路坤, 王 刚

(1.上海应用技术学院化工系,上海200235;2.上海海洋大学食品学院,上海200090)

摘要: 采用硫酸盐体系进行三价铬镀铬,获得了光亮银白色镀层。分别研究了镀液的pH值、镀液温度、电流密度、热处理温度等对镀层硬度的影响;分别用X射线衍射法、扫描电镜法等研究了镀层的性质。当溶液的pH值为2.4,镀液温度为45℃,电流密度为45A/dm2时,镀层的硬度和摩擦系数分别为7740MPa和0.816。镀层分别在25℃,200℃,250℃,300℃和350℃下进行热处理,镀层的硬度分别为7740MPa,8750MPa,9010MPa,9250MPa,9450MPa,镀层的硬度增加的原因可能是镀层由非晶态向晶态转化所致。

关键词: 三价铬;镀铬;硫酸盐体系;显微硬度

0 前言

镀铬层具有良好的硬度、耐磨性、耐蚀性和装饰性,不仅用于装饰性镀层,还大量用于功能性镀层[1],目前常用的是六价铬镀铬工艺。而六价铬是被美国环境保护局(EPA)确定为17种高度危险毒性物质之一,EPA已明确规定将于2010年前全面禁止六价铬金祥彩票手机版生产[2]。欧美各国相继制定了相关法规禁止使用六价铬镀铬工艺,目前各国都在研究替代六价铬镀铬的工艺。三价铬镀铬工艺由于能减少对环境的污染,故又称为"环保铬"[3]。目前所研究的三价铬溶液多以甲酸[4-5]、乙酸[6]、苹果酸[7]、柠檬酸[8]和草酸[9]等为配位剂,但仅用单一的配位剂的镀液和镀层性能一般不够理想,通常以两种或多种配位剂[10-11]联合使用,效果更好。当前三价铬镀铬体系主要有硫酸盐体系、氯化物体系和硫酸盐-氯化物混合体系[12-13,23]。而采用氯化物体系和硫酸盐-氯化物混合体系镀铬,因阳极产生氯气而影响环境,不利于金祥彩票手机版行业的清洁生产。

本文采用硫酸盐体系,并将草酸和另一种配位剂复配作为配位剂进行三价铬镀铬。研究了工艺条件对铬镀层硬度的影响,分别用X射线衍射法和扫描电镜法等研究了镀层的晶形、形貌和成分等。

1 实验

1.1 试样制备

实验以100mm×33mm×1mm的DSA板为阳极,以40mm×25mm×0.5mm的不锈钢为底材。在电沉积前,对不锈钢基体进行0#~6#的金相砂纸打磨、化学除油、稀酸浸蚀及活化等前处理,以增强镀层与基体的结合强度。

1.2 镀液组成及工艺条件

镀液组成:CrK(SO4)2·12H2O 200~400g/L,NaF30~50g/L,Al2(SO4)3·18H2O150~300g/L,Na2C2O430~50g/L,配位剂30~50g/L。工艺条件:温度25~45℃,电流密度28~45A/dm2,磁转子搅拌速率400r/min。

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