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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~~. N6 T' d9 ~. Y' x% X
但是不知道这个是怎么原理,哪里有作这个的厂子?
* N* A4 J8 T1 H2 u' T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:! N: t1 M- z( E! `0 K, {& O$ ]  K
  ① 镀液均镀和深镀能力差。
& T3 U4 s5 |- Z9 H$ M2 P6 Z  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。4 n9 \* o% b, o, P  i3 L! N  m/ l* t0 v
  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。+ u! ~$ E! B. M/ O8 r$ o6 x
  ④ 电解液具有极强的腐蚀性。
1 U. U; F1 r7 R* f9 o4 u4 o5 H: l  |6 N原理! A/ C) X1 v3 L4 S
  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。5 n8 j9 k6 x$ l: }2 e/ i  |+ O
  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,; L' _4 D3 \5 ]
8 G/ f7 u; B% K$ t
2CrO3+H2OH2Cr2O71 {+ A1 w! k5 d' m. l2 O
CrO3+H2OH2CrO4
1 g2 r& N; E# w4 p8 z
# w- V: \$ B6 c; i1 L3 n2 e& I  重铬酸和铬酸处于动平衡状态,: k9 Z+ A% Q( H' T

: O2 t, J' R9 K( H3 Y2H2CrO4=H2Cr2O7+H2O
% X  e5 O7 l+ W' b: k" Y
. @3 [" N5 \( h7 J' U) [/ l  CrO3的浓度降低或pH值降低时,平衡向生成Cr2O2-7的方向移动;
2 S5 ?1 U6 _5 Q! y/ M: b  CrO3的浓度增加或pH值上升时,平衡向生成CrO2-4的方向移动。  d2 n2 Q% S3 K9 B6 D0 M
  镀黑铬时电极的反应如下:7 k3 e3 q1 [/ R, H
阳极反应1 @9 V1 T5 F3 u+ [% |1 l
9 b' C9 M% o8 U+ E7 r, X- R
4OH-4e2H2O+O2↑    ①$ }- A% }; p) m1 t$ U0 c) B

1 q4 u% r1 H) |) e2 U. n  v, ^阴极反应; n% |1 V' J3 t+ Z, z
8 j9 V6 Y" q- p2 S+ w, _( ]
2H++2eH2↑           ②
1 P7 T9 u; ]; `3 w6 J" @* FCr2O2-7+8H++6eCr2O3+4H2O    ③" {: K; r" `) a/ g& ^

4 J6 Y) m! @. {# Q3 I  由于氢气的析出,阴极区内的pH值上升,则发生如下转化,8 ]" }) i( a/ q( g

" a* e; E& e+ a7 G5 c9 rCr2O2-7+H2O = 2CrO2-4+2H+    ④  Z7 v% a  Y1 u1 z2 c
" x, z, O. Z! Q" ?" x
于是
3 f$ r7 ?4 R5 ]/ J# p5 q! b+ d; [
; p6 M/ X* A6 V0 z* ^9 \CrO2-4+8H++6eCr+4H2O    ⑤
1 T1 b* @7 ^- d+ N. ^3 G3 C
9 i/ {; V4 Q( B8 m  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$ q  r+ m# k7 t4 ~
3.1 镀液组成及工艺条件
" A5 R0 Q6 b2 F* ?% V" i9 w  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。
! g' G, Y  p4 n3 ~' I  镀黑铬电解液新配方与工艺条件为:
  v0 g/ v( ?, @9 Q, a/ _6 y  铬酐       280~350 g/L
$ E$ W" r. a8 R8 G# o: \! \  硼酸       10~25 g/L
' _* G. v7 E  P2 P6 x) {- |4 _$ \4 X  硝酸钠      7~11 g/L
: y$ N7 H6 z  z9 I, G1 m  添加剂      HCr-I适量
' y: m* `* Z0 D4 z, J/ _* B  镀液温度     15~35 ℃
3 [0 x' |: \; b+ E  k3.2 镀液成分与工艺条件的影响
. r' M' I9 M. K3.2.1 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 c1 \! Z& H  J% i
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。1 m9 g7 b! }$ J4 k
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。( O) J3 A+ F  x/ R3 j
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。7 l/ F$ L# h% n- e" N
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。( M( }  h3 Q$ f1 s
3.3 杂质离子的影响及除去方法
7 V* B' t, J6 G# R; 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。
# y" ^. e6 S+ b8 x2 ]8 P  氯离子可用适量的硝酸银来除去。3 h& t! X( d& `: k4 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。
: x' ]( ^1 C: P3 }9 u  硫酸根可用适量的碳酸钡来除去。
1 g8 G* I5 H/ a4 C, H3.3.3 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 h' a" k% P! Q" F( |& ?3 t/ c我也简单说3点:
3 L& J1 L( g$ m9 Y; b1:铬酐是六价铬化合物,毒性大,将逐渐被禁止8 c) i' M8 }$ V2 O5 j/ ^* S9 B
2.三价铬是目前较环保的电镀
1 x, B; a5 `; p: [' o3.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) v8 D" `) o8 v% \/ s2 C
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: M8 a$ C0 Z. G: _4 v% X9 _
镀铬实际在日本已禁止了!

: t1 @+ ~9 {9 q' w3 a" ?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
& E/ Y& Q$ _, K! r" A7 R# z镀铬实际在日本已禁止了!

- @- i- \  R3 U3 [# v7 h. Z1 [: B
/ Q, m% j1 c, H" y
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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