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【簡介】
對三價鉻電解液鍍鉻的沉積速度進(jìn)行了實驗研究。對施鍍過程中沉積速度的影響因素電鍍時間、電流密度、溫度做了詳細(xì)的實驗測試, 實驗結(jié)果表明, 為了獲得較高的沉積速度, 施鍍過程中應(yīng)該控制電鍍時間為2 m in, 電流密度為6 A /dm 2, 溫度為45℃, pH 為3.5。
關(guān) 鍵詞：三價鉻電鍍；三價鉻；沉積速度
中圖分類號：TQ153．11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
六價鉻鍍鉻有一系列技術(shù)方面和環(huán)保方面的缺陷，這些缺點長期以來對三價鉻電鍍工作者起著激勵的作用[1]。三價鉻電鍍工藝發(fā)展至今，其裝飾性電鍍工藝研究已經(jīng)進(jìn)入逐漸完善成熟的時期，生產(chǎn)應(yīng)用不斷擴(kuò)大。但還存在以下一些缺陷：三價鉻鍍鉻不易鍍?nèi)『胥t，一般只能達(dá)到幾個微米，只能用于裝飾性鍍層 ；目前國內(nèi)研究各種三價鉻工藝都是采用石墨陽極，石墨陽極的缺點主要有；在槽液條件下不
夠穩(wěn)定，電極不斷氧化生成CO2；陽極崩壞形成的碳粉渣會污染鍍液；電極氧化后變薄，引起內(nèi)電阻增大、槽壓增大[3]。
本文對Macdermid公司生產(chǎn)的三價鉻電解液在施鍍過程中鉻的沉積速度的影響因素作了詳細(xì)的測試研究，得出了在生產(chǎn)中為了提高鉻的沉積速度應(yīng)該著重管控的項目。
l 實驗部分
1．I 鍍液與工藝流程
1．1．1鍍液配方
本實驗使用的三價鉻電解液由Macdermid公司生產(chǎn)。主要成分為：硫酸鉻130 g／L；硼酸35 g／L；光亮劑0．4～0．6 mL／L；試樣為銅片，陽極為鈦合金。
1．1．2三價鉻電鍍工藝流程
銅片堿洗—→水洗—→酸洗—→水洗—→電鍍鎳—→回收—→冷水洗—→預(yù)浸—→三價鉻鍍鉻—→冷水清洗—→后浸—→水洗—→干燥。
1．2 測試方法
1)沉積速度測定：采用稱量法。
2)極化曲線測定：極化曲線的測定在美國CHI660型電化學(xué)工作站上進(jìn)行，采用三電極體系，對電極(CE)為鉑片，工作電極(WE)為鉻電極，參比電極(RE)為飽和甘汞電極。實驗前，CE和WE依次用丙酮、蒸餾水清洗；RE用鹽橋與電解液相連，實驗前，電解液中先通氮?dú)?5 min以去除溶解的氧。
2 結(jié)果與討論
2．1 電鍍時間對沉積速度的影響
測定電鍍時間對沉積速度的影響，工藝條件為溫度30℃ ，電流密度4 A／dm2，機(jī)械攪拌。試驗結(jié)果如圖1。由圖1可以看出，沉積速度隨電鍍時間的增加而減緩，當(dāng)電鍍時間達(dá)到2 min以后，在從2．5～3 min處沉積速度變得很低，且在電鍍時間超過2．5min之后鍍層表面燒焦的可能性會進(jìn)一步加大。而且，如果時間進(jìn)一步增加，鍍層厚度增加緩慢，這樣電流效率將降得很低。所以電鍍時問控制在2 min比較合適。
2．2 電流密度對沉積速度的影響
在下述的工藝條件下測定電流密度對沉積速度的影響：pH 2.5；溫度30℃ ；時問2 min。試驗結(jié)果如圖2。由圖2可以看出，沉積速度隨電流密度的增加而增加，但當(dāng)電流密度達(dá)到6 A／dm2以后，在6～8A／dm2時沉積速度增加趨勢減緩，沉積速度隨電流密度的增加效果不明顯，在電流密度超過8 A／dm2之后鍍層表面燒焦的可能性會進(jìn)一步加大，所以電
流密度控制在6 A／dm2比較合適。
2．3 溫度對沉積速度的影響
在pH 2．5，電鍍時間2 min，電流密度6 A／dm2機(jī)械攪拌下測得溫度對沉積速度的影響結(jié)果如圖3。由圖3可以看出，沉積速度隨溫度的增加而增加，但當(dāng)溫度達(dá)到45℃以后，在45～60℃時沉積速度增加趨勢減緩，沉積速度隨溫度的增加效果不再明顯。而且液體中有明顯微小氣泡產(chǎn)生，為氧氣。所以溫度控制在45℃ 比較合適。經(jīng)過以上實驗研究，生產(chǎn)過程中為了提高鉻的沉積速度，應(yīng)該將電鍍時間控制在2 min，電流密度控制在6 A／dm2，溫度控制在45℃。同時鍍液的pH應(yīng)控制在3.5，在此條件下，鉻的沉積速率較高為4μm／min左右。
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