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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~~8 C: f+ P& y+ _$ ~
但是不知道这个是怎么原理,哪里有作这个的厂子?" z. @( J+ l( N* ]4 C
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:
5 S9 J6 {. u; N- u% ~  ① 镀液均镀和深镀能力差。  s9 V7 W  F- k' [, P
  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。% ?' j' R3 }0 Z- }+ ^
  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。
( e/ b# T& E9 d. w& P  ④ 电解液具有极强的腐蚀性。: l2 G( ~( M: `( t7 M3 u) x
原理5 l! |+ ~) @2 l/ T- t0 a
  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。
$ K) l3 w/ L: Y# k  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,
" j. H5 F, E+ M- V, |7 ^
+ X6 P$ [5 X! e* ~& J& n2CrO3+H2OH2Cr2O73 w" I# G7 x7 L- H" l- S7 v2 }
CrO3+H2OH2CrO4
1 j; S% {- f) F) w  t+ _$ v! U
) E1 S1 p: L0 e  重铬酸和铬酸处于动平衡状态,9 v3 S/ {: x! A% h0 `3 U
; p' b* s1 U, X6 A8 }! M2 |$ E
2H2CrO4=H2Cr2O7+H2O: c) l5 T3 c6 q! j) L$ T

- D  y7 V9 l2 D- K  CrO3的浓度降低或pH值降低时,平衡向生成Cr2O2-7的方向移动;
" h$ \, M4 W& c  CrO3的浓度增加或pH值上升时,平衡向生成CrO2-4的方向移动。4 u) U: U; o  Y, ]& A
  镀黑铬时电极的反应如下:7 c1 ~: M6 ?- h! R- v
阳极反应
$ U; B6 j/ n3 O; p
7 n8 ?4 R$ C- T' D; `. n: u; m4OH-4e2H2O+O2↑    ①' y2 T* I, F7 ^. {

5 k9 U$ J7 U8 o阴极反应& N! x) r2 F. z7 ^

5 @7 J$ x; k8 Z  y2H++2eH2↑           ②
& h" ~$ Y7 M; F9 OCr2O2-7+8H++6eCr2O3+4H2O    ③
" y+ B% W: }. R9 C" ?2 J0 E
4 @7 h) v' e9 B' D  由于氢气的析出,阴极区内的pH值上升,则发生如下转化,* {; v$ m) ?( C% ^9 @
$ W2 ~. r% V1 ]6 V1 B
Cr2O2-7+H2O = 2CrO2-4+2H+    ④
- L) a- R2 K. Y/ _! i9 `1 y4 y: f+ _2 B
于是
* \% X7 K% s! X; {' T; h7 o' G& w- [: \) \% w# U" m3 B+ U
CrO2-4+8H++6eCr+4H2O    ⑤5 T# F: k. \/ F+ D9 _- Z. O7 A
/ u3 ]) }) N; R1 q5 Q& `: j
  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" n5 j) T$ f. z. F3 f
3.1 镀液组成及工艺条件
" t( n0 I% h) }+ o9 s  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。/ |8 L$ B9 ~: d; ~4 s. ~
  镀黑铬电解液新配方与工艺条件为:
% w. a! K2 k7 w% y" N+ [8 u  v  铬酐       280~350 g/L
  C5 H! ~+ b9 Q( R2 T8 B' ]& f  硼酸       10~25 g/L  h9 o  r  \9 P9 O% c# h
  硝酸钠      7~11 g/L  o0 H; g6 \. s9 R6 J
  添加剂      HCr-I适量8 k8 a$ l4 Q# \0 m, ^. E
  镀液温度     15~35 ℃
, V- |9 K6 ]1 q- Y& ?3.2 镀液成分与工艺条件的影响- @. w5 t  V$ b% ]0 S0 f  l
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。" Y9 D" {1 Q) P* @' k  g- k7 e
3.2.2 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。' N" D3 M) Q5 T; v- e$ E
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。! [$ ]2 f3 L% p) r+ |
3.2.4 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。# r, Y3 @, b  R% S) W# G  J
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。1 b, d  ?' T, o6 c8 q0 F6 d9 B# _
3.3 杂质离子的影响及除去方法
2 U# Y/ r: Y$ |% ^5 X3.3.1 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。
% j1 `( h  T- A" a8 |  W  氯离子可用适量的硝酸银来除去。. C; T3 H% e7 S% v# b" E, x; H
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。
$ o% \$ l- k, u: K5 |7 Z" b  硫酸根可用适量的碳酸钡来除去。+ X+ C" y& [8 Y- `* Q
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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wjliao + 10 一并奖励,应助!

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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
/ k6 g$ b8 M, c+ s我也简单说3点:' B4 b- |% f( z% x, b
1:铬酐是六价铬化合物,毒性大,将逐渐被禁止
8 v/ X9 b. c; _" ~, g- j/ F2.三价铬是目前较环保的电镀. d9 I  X; @  E
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
8 U2 w$ {$ J' [/ S) D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, a5 d8 t* B7 Y5 C) d6 I
镀铬实际在日本已禁止了!
. O2 u' @. l' T7 ^" T
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( z7 E: o& _/ }
镀铬实际在日本已禁止了!

7 H4 L' G+ l: w) f2 E. S" n9 i
: r; U  l7 a5 d
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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