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发表于 2007-4-27 13:10:08
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来自： 中国广东中山
6.1. 鉻的性質 $ i) ^6 ^( {7 F
(1) 色澤 : 銀白色，略帶藍色。 7 ?& M c3 L" A$ e2 H$ E% K( J0 R
(2) 原子量 : 51．996 。
% F$ Q2 @8 I5 ?; b7 S0 V(3) 比重 : 7．2。 , a* }% _4 q) y6 `" |
(4) 熔點 : 1900 。C 9 d8 \3 |7 j4 q* U! E9 y+ u5 q
(5) 硬度 : 800~10OOHB 。 6 E+ ~1 v- ]' w9 s- Y8 d7 }
(6) 標準電位 : 為一0．71 伏特。
* c; C0 Q* d! O3 F3 S5 F: I(7) 在潮濕大氣中很安定，能長久保持顏色。 / u' ~0 C! j2 k/ Q! X
(8) 硝酸,硫化物,碳酸塭及有機酸中很安定。
9 K0 D/ n; N% W) t% {(9) 易溶於塭酸及熱濃硫酸。
: S' R& f: r4 o1 P# e* G(10)苛性鈉溶液中鉻陽極易溶解。
6 v6 ?1 K+ [. z(11)鉻鍍層耐熱性佳，在480"C以下不變色，50O ℃以上才開始氧化，700"C則硬度下降。 : L! h; Q% C. z& a
(12)鉻鍍層優點為硬度高、耐磨性好、光反射性強。
Y Q6 V4 X& [# E# ?(13)鉻鍍層缺點為太硬易脆、易脫落。 1 k" O% E, D( z. R# ?. F6 n9 m0 b
(14)鉻的電位比鐵負,鋼鐵鍍鉻是屬於陽極性保護鍍層，而鉻本身於大氣中易形成極
) ?! a6 O. F2 f; S# L1 d薄的鈍態膜，所以耐腐蝕。
( I* o: I0 e9 m3 d L7 m% K) M(15)鉻鍍層具多孔性，所以對鋼鐵腐蝕性不很理想，所以一般先鍍銅，再鍍鎳最後再鍍一層 , x4 F# p; u( x5 ]4 D- Y8 f5 R
鉻才能達到防腐蝕及裝飾的目的 7 h, B) p3 X; E9 H$ H/ d/ U) i
(16)鉻鍍層廣泛應用在提高零件之耐腐蝕性、耐磨性、尺寸修補、反射光，及裝飾等用途. ( _4 `, x- ?2 x/ U9 `. E
& s( n$ O# c9 z7 |
6.2 鉻電鍍之種類 ; n# Q6 x0 M V, h9 Z
5 g$ B0 D6 O* n T- k1.傳統式鉻酸鍍鉻。 9 U( M1 o+ y8 C" H3 k) S+ s3 K8 ]/ e
2.催化物鉻酸鍍鉻。
+ k+ n6 V, `/ [& K( y( }2 u3.自動催化鉻酸鍍鉻。
: A& N4 P5 y) I4 L% X5.熙色鉻簞鍍。
" [* n/ k' E0 a% _! o* t, D6.滾桶鍍鉻‥
# R$ Q' u) R# l0 l8 o4 y7.多孔鉻電鍍‥ ! n, U- N* ]/ M8 F0 \2 X
8.微裂鉻電鍍‥ 6 i% i( A0 V. O! s
9.無裂鉻電鍍 ) b, T2 L% L* N- O
7 ]% _7 p7 L5 G+ K, f# j7 `* r& L
6．3 鍍鉻之特性 " Y. y- t2 l6 V' |) t
8 R1 o6 ?6 P- A) D1 w: ]* @
(1)須嚴格控制浴溫、電流密度、極距等操作條件 ' }; x/ v" `" Y5 Z2 ?9 Y
(2)均一性差，對復雜形狀鍍件需適當處理。
5 \ Q/ t& q* D1 M; B3 G1 C(3)電流效率很低，須較大電流密度。 8 N' ` e) c) m; V4 B: X, W
(4)陽極採用不溶解性陽極，鉻須用鉻酸補充。
( M* J* M$ @1 c4 P6 r3 w(5)電鍍過程中不許中斷 % K! ]! q! D4 G" ^( g
(6)形狀不同鍍件不宜同槽處理，須用不同的掛具‥
i( ~$ C3 X% b% N(7)鍍件預熱與浴溫一致，附著性才會好。 ) x* f5 m6 S: o; l0 N9 K; w
(8)鍍件要徹底活化，要帶電入槽，附著性才艮好‥ & C7 X& A9 F; `. o3 I* p5 N2 @
(9)需用沖擊電流(大於正常50-100% ) 在開始電鍍較複雜形狀鍍件
, Q/ ~: s. z" @3 y) J( S; O% ]8 S約2-3分鐘而後慢慢降至正常電流密度範圍內。
$ p( F% M1 J' O. E
; i' m! `4 P7 o& W6 J/ H6．4 鍍鉻之影響因素
' X$ p- Z# e3 f7 ~8 Y1 c% C& V
9 M# P1 Z. C' G- X0 g' }(l) CrO3濃度與導電度關係
! E1 _& t3 _% ~; s- F- M3 C(2) 溫度興導電度之關係
8 P, K3 D1 X9 a2 }+ X(3) CrO3濃度與電流效率之關係 4 U' f4 b7 M1 R6 Q* z
(4) 硫酸濃度之影響
) I: }2 N7 E, |; a- e+ F濃度低時，低電流密度下電流效率高，反之電流效率低‥
D+ I5 }- A3 ?5 t: `/ z(5) 三價鉻的影響 : M) Y0 d3 r* W; \. n6 F0 D( i
1. 三價鉻很少時，沈積速率減媛。
. a6 _ r0 f- D6 X2. 三價鉻很高時，鍍層變暗。 , B6 l) i8 [6 X+ ^1 o+ m
3. 三價鉻增加，則導電度降低，需較大電壓 & J7 _7 i9 z+ T! n$ C- Q. J
4. 三價鉻愈多，光澤範圍愈小。 * @0 j) [7 z6 P3 `
(6) 電流密度及溫度的影嚮 % d8 U* e( l8 j8 j$ Y" j. n4 H
1. 鍍浴溫度升高，電流效率降低。 : o1 f. ^% W7 r1 _
2. 電流密度愈高，電流效率愈高。 + o7 \8 | n% X V8 v
3. 高電流密度，低溫則鍍層灰暗，硬度高脆性大，結晶粗大‥
" Y9 C: f0 c; A; i" {" d. i/ m! X7 o4. 高溫而低電流密度，鍍層硬度小，呈乳白色，延性好，無網狀裂紋，結晶細緻，適
- a" e h. W9 g合裝飾性的鍍件。
- [, q, t9 A* W( c1 Y& ^5 W5. 中等溫度及中等電流密度，鍍層硬度高，有密集的網狀裂紋，光亮硬質鉻鍍層。 4 ^" Y e2 T& X* l
. H4 |7 Q2 F; F8 ~' Q(7)雜質的影響
: l, X4 W, a o$ O9 [4 Q1. 鐵雜質，電解液不穩定，光澤鍍層範圍縮小，導電性變差,電壓須 4 o/ J( o# m" m; \4 v" N# ^
增高，去除鐵雜質比三價鉻還困難，要儘量防止鐵汙染，不要超過
0 c/ {7 J( Z) M, J/ c10g/l
! x# v1 a7 G+ p* o9 E/ }+ f2. 銅、鋅雜質，含量低時，對鍍層影嚮不大，銅最好不要大於3g/l
3 G# Z0 Z7 @/ w7 j8 Z$ @3. 硝酸，是鍍鉻最有害的雜質，鍍浴須嚴禁帶入硝酸污染‥
, t$ k$ r5 z7 S K1 X(8) 陽極及電流分佈之影響 9 A$ u3 P3 Z9 u6 j& B' M
1. 陽極較大，電流分佈較不均勻使鍍層厚度不均勺‥ * H4 u2 A+ e2 K, @% |5 v
2. 陽極面積大，三價鉻形成較多。 0 z; @9 c6 D# z4 W+ @4 G7 ~
3.復雜鍍件，陽極宜用象形電極或輔助電極，使電流分佈均勻。 3 d/ G' A4 V8 `' Q' u- T5 P' u
4.陽極的鉛易氧化，形成黑色的氧化鉛及黃色的過氧化鉛。過氧化鉛
3 y r* y4 C, u7 c) S導電性不良，應立刻除去。 " c* n( `7 [; {( p# @( }
5.電流因尖端及邊緣效應，造成鍍層厚度不均，可採用絕緣物遮蓋尖
$ I5 d( ~, X9 i" p& [' ^, _) V端或邊緣。
, k1 o' a- |. K$ y' ]& Q6 y
6 D5 E1 n. B5 f# M7 l6．5 鍍鉻之掛架(Rack) - r# _# K- b% L! s0 g
" _9 S' n2 }5 q1 D鍍鉻其鍍浴均一性極差，電流效率很低，須使用較高電流密度，所以 ( N+ Y# ~: s& Q! \4 n
掛架之設計要求對鍍鉻品質影響很大。其設計要點如下
8 ?; o/ e) {8 ]5 d, @(l) 安定不溶解。 5 K% J" o8 W& }. Y( J+ O" r
(2) 導電順利不發熟，需足夠截面積。
' X4 D; v) x& \# i- D3 Q3 W(3) 與鍍件接觸良好。
4 P: N# M0 j4 K+ F/ b2 N- i* m(4) 結構以焊接方式，導電鉤要彎成直角
9 [+ o: v: a7 S1 j' o(5) 非電鍍部份要用絕緣物覆蓋，以減少電流消耗。 ^/ @5 ^ n8 p2 H C: \
(6) 結構要簡單、易製造、輕便。 . ^# N# c8 t7 W) v+ O
(7) 鍍件放置位置要使氣體自由逸出容易。 ) v1 @3 [/ ]! G5 @' _: n- F
(8) 應用輔助電極、雙極電極。 : \# g: M7 N+ p$ g( A
(9) 依鍍件的形狀、尺寸、數量及鍍層用途等因素決定掛架之設計 b% P" N4 F, b# k
2 x+ G: h1 D k1 l! F1 n6．6 鍍鉻之缺陷及其原因 ! p4 _+ X; R, o% Q1 ?' [
6 z( L# _" |" i/ B6 O& E# f(l) 鍍層粗糙有顆粒 ! w E/ W4 V- `3 M, }
1. 電流太大。
0 N7 J) B7 ~, S3 V1 z2. 陰極保護不當或末裝。
$ ?- [7 A; u) V' t) m5 H3. 陰陽極太近。 $ h# s e3 {2 B9 ?! M
4. 表面前處理不好， V% @0 z! f4 J+ G& b7 r! B
5. 鍍浴有浮懸雜質， : _' L f" S7 m' C6 s4 V3 `
6.硫酸太少。
+ X, W, R4 S2 u(2)鍍層脫落 2 R6 o6 o0 ?7 M0 r" f
1. 前處理不良。 / k; F1 p2 P7 I& \
2. 中途斷電。 5 [& a3 g& Q" z: e8 X4 D$ v" E
3. 中途加冷水。 + H- r, c: t$ L$ j
4. 預熱不夠。 , E4 u! _3 t; Q! p
(3) 局部無鍍層 1 ]! g% U4 z' |3 ~$ d Q p
1. 電流太小。 ! Q7 q0 N z. O `4 x C
2. 鍍件互相遮蓋。
. O6 Q+ d. l, \3. 裝掛不當，氣體停滯。
8 G1 R. S& i1 y: u& d(4) 鍍層不均勻 - h" t# r+ P, \+ t
1 掛具接觸不良。
0 K5 Z* `# n) {3 h2 氣體不易逸出。 $ H2 Q8 q: A' Z" w) q! t; J
3 陽極型狀不當
3 c/ ^' R' U) e& _* _(5) 沈積速度慢 : a. w, c2 D' n
1. 電流太小。
8 V3 i. a- B/ ^, y2. 三價鉻太小。
6 T* p9 j! V# R2 ?5 ~! T1 X4 f+ Q3. 二極間距太大。 " H4 v m% B7 N; X3 m
4. 鍍件過大。
. v$ R! f g+ L$ k5 h* B6 F5. 槽內鍍件過多。
0 o. B$ h5 H: c( u- P1 g(6) 鍍層暗色
% m- G+ v8 \. O1. 溫度太低。
9 s7 L U6 [6 w3 |( B2. 硫酸此例太少。 $ A3 `; L, M: i( B# |% U% v
3. 三價鉻太多。 $ v9 ^5 U$ d/ Y2 h6 E8 E. m) I* t
(7) 鍍層針孔 ( i9 c5 c; p, y
1. 前處理不佳。 7 N1 V7 u. s! ~, ^- v7 o
2. 氣體停滯鍍件表面上。
, @( Z% \- |4 ~& n3. 鍍件被磁化。
, d0 t! w* W6 o2 |# }0 F8 Z4. 浮懸雜質。
: l+ L% R1 g+ u/ g/ D( a" l& R5. 表面活性劑。
" |8 v2 |6 [1 n+ Z6 e0 y6. 鍍浴有磁性粒子。
4 J( Q& j& o" C9 @3 y/ k3 G. {1 ^ 8 ^6 L, N3 t9 D9 \/ }
6．7 三價鉻電鍍 . r ]4 t9 W6 K3 i% W
3 K' Q, y* O* x1 b
三價銘的電鍍歷史此六價鉻久，其特點是只要六價鉻所需的電流一半
, z/ c3 f5 ^2 {，電流效率較高，廢液毒性小處理容易，但所用化學品昂貴，所以一直沒 - ]8 a) Z/ u+ Z3 g
有被廣泛採用，三價鉻電鍍一直積極地被研究，目前已有些專利及傷業配 . G* _) J9 L! x+ B! u7 C5 z
力公開發行，其中特點在良好的被覆性及低鉻濃度，使廢液處理的問題減
" c1 ^/ M8 @! {# M0 O9 }小。詳細資料由廠商提供，三價鉻電鍍的主要困難之一是六價鉻會在鍍浴
% m. |7 E7 G: U! w陽極形成，有專利配方可以防止或還元六價鉻。
1 X6 g! Y& @7 m - j( Z% F' ^) w2 G, F, |) s0 @- e
6．8 鍍鉻之管理與維護 $ B: e$ v/ g, h. N3 h: `; q
8 [, I% m3 o9 D) U1 V" ~% Z(1) 每 天 2 ?5 d+ e2 D+ C6 s
1. 將鍍槽添滿鍍浴。 ． ) n2 m/ ?3 m5 S+ E0 I, s
2. 用低壓空氣徹底攪拌鍍液。 0 H: d1 c/ Q# L( G
3. 檢查溫度控制器，綢整溫度於正常範圍內‥ 1 D. h% q# i# I( A: a) l: @
4. 檢查掛架並修護之。 ) K! e% T7 x( E
5. 用最大甯流15堊J30分鐘做淨化罔解處理‥
% a( q( I- B# c& F z0 k6. 哈氏槽試驗。 + w9 K; d$ p! u2 G4 K2 o
(2) 每 週 0 t. T5 A5 S% h( R; {) Y
1. 蒸發濃縮回收鉻鍍液倒回鍍槽內。 ! m, n* ]) ^: b" y, ~+ @3 a
2. 檢驗催化劑含量並補充需要。 " T0 ^7 E" D9 H7 }! B
(3) 每 月 / e5 e. x, Q& Y/ F' }4 L; }
1. 檢查鍍浴金屏雜質(Zn 、Fe 、Cu 、Nj ) ‥ ! `6 h. x, d2 }+ p# J# `& b
2. 清潔及整理陽極。
8 `3 T' x' v5 y% ?3. 檢查三價鉻含量。
7 @5 t' o0 X! a2 Y(4) 每 年
, }& {6 d1 G$ e l8 O1. 檢查安培計及安培小時計。
' C7 |# U2 a; t* P$ s2. 檢查及校正溫度控制器。 . ?6 h2 }1 }8 A; R* Z& x- X8 x+ F
3. 清潔及修理所有槽外設施。
7 D5 A8 T7 l2 _- ]+ a" F- \; f4. 整修通風罩、輸送管路。
1 r! R* ]* C1 n$ _! R3 F1 K6 s$ L5. 鍍液出清，去除積泥，清潔、檢查及修理鍍槽、加熱管及導電棒
7 a$ \6 t a- j E6 i8 c頭。陽極整理及更換。
# }" B4 W: s) W; M* K5 c3 O' t% W & [9 D4 d3 s8 v1 K
6．9 鍍鉻的氫脆性 ! S( [* I8 @2 |$ w: O! r
) R' |1 O( h) P7 J! u9 ~# Q鍍鉻的電流效率非常低，所以產生大量的氫氣，會引起氫脆,尤其是 ( L9 [, g% _ O* W5 J3 H
硬化鋼、高強度鋼更需注意，氫脆性增加的因素有
( ]) s0 A5 Y3 Y- D* V# [(1) 鋼鐵之硬化處理。 (4) 酸浸。
8 { Q6 a+ @1 E+ |7 G, T* |. h) h(2) 研磨 。 (5) 硬化厚度與鍍層厚度‥ 8 H* i9 B/ p. ?4 T0 y- G) U5 F
(3) 表面缺陷。
( v5 z2 O& x; k+ ?3 ^$ O8 ]去除氫脆方法有 : * Q1 q% }/ z) b: v5 W* m( |
(l) 鍍前先做應力消除(stress relieving) : 鍍鉻表面必須沒有應力存
. E: c4 f1 S( [5 e. N) t+ E在，一般鍍件經機械加工、研磨，或硬化熱處理都有殘留應力(
% Q3 u1 ]: ]& E( X* Z d9 Z8 Nresidual stre6s) ， 可加熱 150至230"C消除殘留應力。
9 x8 E- X; c4 U" ]" [4 ]5 L(2) 鍍後烘焙(baking) : 可依照規範QQ-C-320B及Mil-S-13165 處理。 : q: ^! X {: }) c
/ Z t" F+ R9 F- n! @! L" X& v6．10 鍍鉻之回收及廢物虛理 3 G5 O/ {0 e8 a0 B! U
* E1 A+ a1 O. j8 _5 Y4 f* ~鉻酸廢液可用回收法或消燬( destroy )法處理，其選擇因素有 :
3 I, Y3 {# j: ^( s& }0 ?6 ~1 T(1) 投資金額。 (6) 廠液童。 '
7 A3 E. i$ k, X, J# b5 C(2) 人工及維護成本。 (7) 鉻酸之價格。 # l# U/ u: C( P( x8 b+ [6 v
(3) 化學品價格。 (8) 水費‥
]4 @2 z) }' F$ i(4) 空間。 (9)環境保護之規範‥ : O4 ^/ f* A& A& \0 W. J
(5) 公共設備成本。
$ K8 \5 W0 V s/ u' q" J
, u7 s" q# D' p, G1 Z* r, p( Q最好是減少廢液生成，其方法有 :
v0 L, N- B7 U5 i6 I$ n6 G [: `1 P(1) 儘量滴乾。 (4) 回收洗淨水。 3 a- J5 O. Y' {( z, ?* l9 K# W
(2) 應用滴乾囤收槽。 (5) 控制水的帶入(drag-in)， / M0 ~; y1 M$ b2 s8 c* k0 ^0 B
(3) 掛架避免使鍍件裝水(cupping action) 。 . d5 n1 v5 Y# m+ L1 O' K) e
+ g+ d( O: ~" S% H( ~$ d6．11 多孔鉻電鍍 / u0 y* p1 p! Q; i7 c5 B1 e3 h' O+ q
( V" c$ m$ w. c% Q+ Y* I+ g在二次大戰時，多孔鉻電鍍應用在飛機及引擎的活塞環[piston， 6 c% S: f6 a/ `' o, N
rings )及氣缸導管(cylinder bores) 的製造和修補 , 多孔鉻是一般硬
2 \' Q6 u9 g/ i/ w3 C# d5 x; ]" c鉻鍍層厚度超過0.004” 含有許多的孔(porous) 吸滲潤滑劑，所以可防 7 I6 k- `) h# I, l% @1 {7 n4 J
止零件刮傷，引擎過熱而夾死不動(seizing) 及擦傷( galling) 等 ‥ & B0 f; u0 m2 w! y/ c
多孔鉻的電鍍方法有三種 : 2 D/ G. c& f [, x
(I) 在粗糙或刻蝕的基材表面鍍硬鉻。 9 D0 B5 ^8 Y: Y
(2) 鍍硬鉻後用化學或電化學蝕刻。
\6 E7 p% D8 R9 q(3) 控制鍍浴的成份及操作條件、溫度 |
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