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ＡＳｔｕｄｙｏｆＨａｒｄＣｈｒｏｍｉｕｍＰｌａｔｉｎｇｏｎＳｔａｉｎｌｅｓｓＳｔｅｅｌ
ＴＯＮＧＳｈｕａｉ，ＧＡＯＨｏｎｇ，ＳＨＡＯＺｈｏｎｇ－ｃａｉ，ＷＡＮＧＭｉｎｇ
（ＳｈｅｎｙａｎｇＬｉｇｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１５９，Ｃｈｉｎａ）
摘要：在不锈钢上电镀硬铬，研讨了温度与电流密度对镀速、电流功率及磨损失重的影响，确认了各工艺要素对镀层功能的影响程度，得到了具有最佳耐磨性和较高电流功率的电镀硬铬工艺。试验依据成果得出：当温度为４８～５０℃，电流密度为２５．０Ａ／ｄｍ２时，镀层的外观杰出、结构细密，镀速为１４．８～１５．４ｍｇ／（ｃｍ２·ｈ），电流功率为１８．３％～１９．０％，镀层具有最高的耐磨性，且与不锈钢基体结合杰出。下降温度或添加电流密度，有利于进步耐磨性和电流功率。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙｏｎｐｌａｔｉｎｇｓｐｅｅｄ，ｃｕｒｒｅｎｔｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｗｅａｒｗｅｉｇｈｔｌｏｓｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｎｈａｒｄｃｈｒｏｍｉｕｍｐｌａｔｉｎｇｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｄｅｇｒｅｅｏｆｖａｒｉｏｕｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｆａｃｔｏｒｓｏｎｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ａｎｄａｈａｒｄｃｈｒｏｍｉｕｍｐｌａｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｗｉｔｈｔｈｅｂｅｓｔｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｈｉｇｈｅｒｃｕｒｒｅｎｔｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｗｈｅｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ４８～５０℃ａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙ２５．０Ａ／ｄｍ２，ｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｈａｓａｇｏｏｄａｐｐｅａｒａｎｃｅａｎｄａｃｏｍｐａｃｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｐｌａｔｉｎｇｓｐｅｅｄｉｓ１４．８～１５．４ｍｇ／（ｃｍ２·ｈ）ａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓ１８．３％～１９．０％，ｍｏｒｅｏｖｅｒｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｈａｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄａｇｏｏｄｂｏｎｄｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌｓｕｂｓｔｒａｔｅ．Ｌｏｗｅｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｒｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙｉｓｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｔｏｉｍｐｒｏｖｅｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ；ｈａｒｄｃｈｒｏｍｉｕｍｐｌａｔｉｎｇ；ｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙ；ｃｕｒｒｅｎｔｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ
中图分类号：ＴＱ１５３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－４７４２（２０１４）０２－０００５－０３
不锈钢因具有优胜的耐蚀性、耐磨性、强耐性，杰出的可加工性和精巧的外观，已大范围的使用于宇航、海洋、军工、化工、动力等方面［１］。
硬铬镀层具有高硬度和低冲突因数，常常镀覆在制件外表以进步其抗磨损才能，并延伸其惯例运用的寿数。别的，有些被磨损的零部件也用电镀硬铬的办法来修正。电镀铬归于单金属电镀，是电镀单金属中一个比较特别的镀种。现在工艺就任旧存在着一些问题［２－４］，如镀铬的电流功率低，一般只要１３％～
阳极选用５ｃｍ×１０ｃｍ的铅－锑合金板，阴极选用４０ｍｍ×３０ｍｍ×０．５ｍｍ的２Ｃｒ１３不锈钢（除正面外其他面用胶带黏牢）。
化学药品：硫酸，铬酐，盐酸，氢氧化钠，无水碳酸钠，磷酸钠，ＯＰ乳化剂，硫酸铜，等等。以上试剂均为剖析纯。
本文对一般镀铬工艺及所得硬铬镀层的功能进行了开始探究，在试验室条件下优化了工艺参数，并
后，带电下槽。施镀过程为：（１）预热１０～２０ｓ；（２）阴极小电流活化１～２ｍｉｎ；（３）阶梯式给电，１～２
Ｍａｒ．２０１４ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ＆ＰｏｌｌｕｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．２
ｍｉｎ进步一次电流，５～１０ｍｉｎ内进步５次；（４）冲击镀铬２～３ｍｉｎ，运用的电流约为正常电流的２倍；（５）正常镀铬。
铬酐２５０ｇ／Ｌ，硫酸２．５ｇ／Ｌ，三价铬０～５ｇ／Ｌ，４８～５６℃，２０．０～２５．０Ａ／ｄｍ２，４０ｍｉｎ。１．４试验设计
选用循环加热骤冷试验测定镀层的结合力。选用贴滤纸法［５］测定镀层的孔隙率。
图１为温度与电流密度对镀速的影响。总的来说，镀速随温度与电流密度的进步而增大［６－７］。由图１可知：同一电流密度下，温度较低，镀速反而较高。由此可见，温度与电流密度对镀速的影响，不同于单一要素的效果规则。应考虑它们之间的相互配合效果。
本试验中因为温度区间较小，镀速随温度与电流密度的改变较单调，没有体现出比较完好的规则。但由试验成果可知：在低温文高电流密度下，能得到较高的镀速。
图２为温度与电流密度对电流功率的影响。由图２可知：温度与电流密度对电流功率影响很大。跟着温度的升高，电流功率下降；而跟着电流密度的升高，电流功率进步。但当温度太低时，镀层发灰，光泽性欠好；而在太高的电流密度下，镀层边际呈现烧坏现象，镀层发黑。在本试验的工艺范围内，跟着
温度与电流密度的改变，电流功率在１１．８％～１９．０％之间改变，镀层质量杰出。低温与高电流密度均有利于得到较高的电流功率。
耐磨性是硬铬镀层的一个重要的功能指标。图 ３为温度与电流密度对硬铬镀层耐磨性的影响。 由 图３可知：下降温度有利于进步耐磨性 ；而减小电流 密度，会使耐磨性下降 。但硬度很高时，镀铬层的脆 性较大，若到达必定厚度 ，对镀层质量有害。这首要 是因为反响中析氢的影响。跟着温度的下降和电流 密度的进步，镀层硬度进步的一起，镀层中的含氢量 也会添加，使镀层的氢脆敏感性升高 。 所以硬铬镀 层一般要求在 ４ｈ 内做除氢处理，消 除 或 者 降 低 镀 层的氢脆敏 感 性。 当 温 度 为 ４８～５０ ℃ 时，对 应 于
当温度升至 ５６ ℃ 时，对 应 于 ２２．５ Ａ／ｄｍ２ 和 ２５．０ Ａ／ｄｍ２ 的镀层 的 耐 磨 性 有 接 近 的 趋 势。 这 表 明 温 度与电流密度对镀铬层耐磨性 的 影 响 是 相 互 配 合 的，不能孤登时考虑它们的效果 。
不锈钢上硬铬镀层的纵向 耐 磨 性 也 是 不 均 匀 的。电流密度 为 ２５．０ Ａ／ｄｍ２ 时 的 电 流 效 率 较 高，
以其为例，测得不 同温度下所得镀铬层的磨损失重 随磨损周期的改变规则 ，成果如图４所示。
由图４可知：在同一温度和电流密度下 ，硬铬镀 层由外至里，其耐磨性逐步下降 ，呈阶梯式的改变趋 势。能够揣度，镀铬层外表的硬度低于里层的硬度 。 图４还标明：跟着温度的下降，耐磨性有所进步 。最 后趋于一个稳定值，标明此刻已是基体 ，硬度挨近不 锈钢的。
２５０ｇ／Ｌ，硫 酸 ２．５ｇ／Ｌ，三 价 铬 ０～５ｇ／Ｌ，４８～５０
℃，２５．０ Ａ／ｄｍ２。 在 此 工 艺 条 件 下，镀 速 能 达 到
１４．８～１５．４ ｍｇ／（ｃｍ２ ·ｈ），电 流 效 率 为 １８．３ ％ ～
（２）下降 温 度 有 利 于 提 高 耐 磨 性 ；而 减 小 电 流 密度，会使耐磨性下降 。但硬度很高时，镀铬层的脆 性较大，若到达必定厚度 ，对镀层质量有害。
（３）温度与电流密度对电 流功率发生很大的影 响。跟着温度的下降或电流密度的升高 ，电 流功率 进步。但太低的温度与太高的电流密度都会影响镀 层的质量。
在最佳条 件 （２５．０ Ａ／ｄｍ２，４８～５０ ℃）下 电 镀 硬铬。对取得的镀铬层进行结合力和孔隙率剖析。 循环加热骤冷试验测得 ：所 有试样循环 ４ 次以
孔隙率测定成果，如表１所示。由表１可知：当 镀层厚度大于 ８μｍ 时，镀 铬层的孔隙率小于 １．５２ 个／ｃｍ２。
［２］ 胡如南 ，陈 松 祺 ．实 用 镀 铬 技 术 ［Ｍ］．北 京 ：国 防 工 业 出 版 社，
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［５］ 孙从征 ，管 从 胜 ．不锈钢模具板化学蚀刻 、抛光和电镀铬研讨
［６］ 陈亚 ，李 士嘉 ，王 春林 ，等 ．现代有用电镀技能 ［Ｍ］．北 京 ：国 防 工业出书社 ，２００３：１７０－１９２．
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