(1)毒性低,廢水處理容易。據(jù)報道三價鉻的毒性只有六價鉻的1/100,而且在電鍍過程中不產(chǎn)生六價鉻酸霧。鍍液濃度低,只有六價鉻鍍液的1/7左右,因而帶出鍍液量少,廢水處理也容易。
(2)鍍液的電流密度范圍寬,可在0.5~100A/dm寬廣的陰極電流范圍內(nèi)獲得合格的鍍層。
(3)鍍液分散能力和覆蓋能力優(yōu)于六價鉻鍍液。
(4)鍍液的電流效率高,可達25%左右。
(5)鍍液可不必加溫,在常溫條件下工作,從而節(jié)約了能源。
(6)鍍層耐蝕性佳,可直接鍍?nèi)∥⒂^不連續(xù)的鉻鍍層。
(7)電鍍時,即使電流中斷也不影響結合力。
但早期的三價鉻鍍層的缺點是比較突出的,主要有如下幾點。
(1)色澤不像六價鉻鍍液中取出的呈青白色,而是帶有不銹鋼的黃白色,因而難以使用戶接受。
(2)鍍層的厚度只能達到3μm,不能再增厚,因此不適合鍍硬鉻。
(3)鍍液穩(wěn)定性差。
(4)鍍層的硬度低。
通過電鍍工作者不懈的努力,上述存在的四個問題目前已基本被突破。
(1)現(xiàn)在已能鍍?nèi)≥^青白色接近六價鉻鍍液中鍍?nèi)〉纳珴伞?/p>
(2)鍍層厚度也可達到數(shù)十微米甚至可達數(shù)百微米。
(3)鍍液的穩(wěn)定性也大有提高。
(4)鍍層的鍍態(tài)硬度雖較低(HV600~900),但若經(jīng)一定的溫度熱處理后,硬度可達到HVl200~1800,耐磨性也大大增強。我們知道,這一硬度值已經(jīng)大大超過了六價鉻鍍鉻層。
配方主鹽用硫酸鉻鉀,作為配位體的有甲酸、草酸和醋酸銨,作為緩沖劑和導電添加劑的有硼酸、硫酸鋁、硫酸鈉和硫酸銨。,三價鉻鍍液中三價鉻離子在陰極上放電是分步進行的。含有相對穩(wěn)定的二價鉻絡離子的化合物,其放電速率明顯加快。研究還表明,某些有機硫化合物對二價鉻離子放電有催化作用,如添加0.05g/L的硫代甲酰胺到草酸鍍液中,電流效率可增加8%~12%。
三價鉻鍍液也是用的硫酸鹽,以草酸作為三價鉻的配位絡合劑,以硼酸作為緩沖劑。含有10個結晶水硫酸鉻的濃度為100g/L,以鉑或鈦一鉑作陽極。在草酸溶液的三價鉻鍍液中未發(fā)現(xiàn)六價鉻離子,而且獲取的是具有塑性和沒有裂紋的鉻鍍層。鍍液的覆蓋能力極佳,電流效率可達30%~35%。如果加入氟離子,則電流效率還會進一步提高,可達43%;沉積速率達1.5~2μm/min。作為硬鉻鍍層,厚度可達到50μm。從該三價鉻鍍液中獲取的鉻鍍層光亮,外觀較青白,已接近六價鉻鍍液中鍍?nèi)〉纳珴伞?/p>
由于三價鉻鍍鉻一些難以解決的問題已基本得到了解決,因此近幾年國外投入工業(yè)化生產(chǎn)也日漸多起來,尤其在北美洲,三價鉻電鍍工藝應用最多,已發(fā)展到100多家電鍍公司在采用該工藝,鍍液的體積已達到近3×105L。
在英國的一家私營企業(yè)里面采用了3價鉻鍍鉻工藝,取得了不錯的經(jīng)濟效益。目前國內(nèi)在這方面的進展不容樂觀,主要是我們的相關大學沒有正確的心態(tài)來研究,往往急功近利,更沒有西方環(huán)保主義者的責任感。
這是一項很有環(huán)保價值的工藝,希望大家多研究關注。
長期以來,電鍍鉻通常采用六價鉻電鍍液。近年來,由于六價鉻對環(huán)境等方面帶來污染影響,于是加緊了對三價鉻電鍍的研究。實際上提出用三價鉻代替六價鉻的研究已經(jīng)有很長時間。用三價鉻鍍裝飾鉻與六價鉻電鍍相比,具有很多優(yōu)異特性,但在實際應用中也存在一些問題,其可鍍性受到一定限制。因此,用三價鉻電鍍功能性鉻還沒有被實際廣泛應用。還介紹了三價鉻電鍍的機理及展望,并提出了有待深入研究的問題。
六價鉻的毒性大,對環(huán)境污染嚴重。鍍鉻溶液大量使用鉻酐,是電鍍行業(yè)含鉻廢水的主要污染源。這一問題已經(jīng)引起人們普遍的關注,各國政府也加強了立法管理,如美國對六價鉻的排放標準已從0.05mg/L降到0.01mg/L,并從1997年起開始執(zhí)行。六價鉻鍍鉻液的電流效率低和覆蓋能力差也是一個問題。為了從根本上減輕污染和提高電流效率及覆蓋能力,三價鉻鍍鉻工藝越來越受到人們的青睞。
三價鉻鍍鉻自1854年Bunsen發(fā)表第一篇論文以來,迄今已有100余年歷史,由于有些技術問題難以突破,因此進展比較緩慢。至20世紀70年代,隨著科學技術的發(fā)展和化學原料的增多,以及人們對環(huán)保意識的進一步增強,三價鉻鍍鉻研究又提到電鍍工作者議事日程上來了。1974年英國發(fā)表了 Alecra-3的三價鉻鍍鉻工藝,并于1975年申請了一份用三氯化鉻作主鹽的三價鉻鍍鉻專利,即Alecra-3000。1981年,英國開發(fā)了硫酸鹽的環(huán)保鉻(Envir0-chome)的三價鉻鍍鉻工藝。該工藝采用選擇性離子隔膜將陰極區(qū)域和陽極區(qū)域分開,這樣可避免陽極板上氧化成的六價鉻對三價鉻鍍液帶來的危害:幾乎同時,美國Harsha0公司也開發(fā)了Tri-chrome三價鉻鍍鉻工藝。
到了90年代,三價鉻電鍍有了較快的發(fā)展。1998年 Ibrahim等人發(fā)表了幾篇以尿素為配位體的三價鉻電鍍厚鉻工藝。我國中南工業(yè)大學、北京科技大學、華南師范學院等也相機開展了三價鉻電鍍的研究,取得了一些成果,但仍不能實現(xiàn)工業(yè)應用。90年代后期的研究主要集中在提高鍍液的穩(wěn)定性、改進陽極、改善鍍層的外觀和提高鍍層的厚度等方面。
21世紀初,國內(nèi)的研究開始取得實質性的進展。廣州二輕工業(yè)研究所經(jīng)過幾年的努力,在硫酸鹽三價鉻電鍍工藝和鈦基涂層陽極方面取得了突破,目前已實現(xiàn)工業(yè)化,多家工廠已在應用,并有商品出售。目前國內(nèi)外研制或代理的三價鉻鍍鉻產(chǎn)品和工藝已有10多家,他們是:廣州二輕工業(yè)研究所、美國電化學公司、美國樂思公司、美國安美特公司、國際化工公司、美堅公司、安恩特公司、柏安美公司、金迪公司、意笙公司、瑞期公司等,但大多數(shù)工藝操作較復雜,生產(chǎn)條件要求苛刻,不易維護和管理,而且所得鉻層多以不銹鋼色或亮灰白色為主,與人們早已習慣的傳統(tǒng)六價鉻的藍白色調(diào)相差較遠,同時鍍層厚度也較薄,硬度較低,耐蝕性也較差,這些問題還需一步改進、提高和完善,以適應工業(yè)化生產(chǎn)和產(chǎn)品性能的要求。
三價鉻電鍍還存在很多弱點,如鍍液不穩(wěn)定、對雜質敏感;生產(chǎn)成本高、鍍層色澤偏暗等,尤其以下幾方面在研究、開發(fā)和生產(chǎn)中必須考慮。
三價鉻電鍍層的厚度一般只能達到幾個微米,只能應用于裝飾性鍍層。這主要是因為隨著電鍍時間的增加,電鍍條件發(fā)生了變化:在電鍍過程中,陰極電流密度和時間可以控制,而溶液的pH值、溫度都會變化。因此,pH值和溫度是導致鍍層不能進一步增厚的主要原因。
由于三價鉻電鍍的鍍液尚不穩(wěn)定,而且對雜質很敏感,因此一般不能選可溶性材料作陽極;而不溶性陽極中三價鉻容易被氧化成六價鉻,加速了鍍液的不穩(wěn)定性。目前,國內(nèi)研究的各種三價鉻鍍鉻工藝幾乎都是采用石墨陽極。石墨陽極的主要缺點 :
(1)在槽液中的工作條件下不夠穩(wěn)定,電極不斷氧化生成CO2;
(2)陽極崩壞形成的炭粉渣會污染鍍液;
(3)電極氧化后變薄,引起內(nèi)電阻增大和陰、陽極之間的間距增大,導致槽壓增高。
最近國內(nèi)學者提出了一種鍍液體系——草酸鹽-乙二胺四乙酸體系,該體系的配方很復雜,而且溫度和電流密度范圍均太窄;陽極使用石墨,還存在前述缺點。使用過程中,由于成分復雜,管理維護難度很大。
電鍍3價鉻和6價鉻指的是電鍍液的組成,實際上電鍍后都是0價的金屬鉻。雖然使用三價鉻鍍液暫時避免了的重污染,但三價鉻鍍液使用了絡合劑如甲酸、銨鹽等,廢水處理的難度、廢水的毒性都增加了,況且目前的三價鉻化...
有兩種作用:1、塑料電鍍前處理,粗化液中使用,鉻酐和適當比例相互作用形成強腐蝕的,腐蝕ABS料中的B分子形成瓶口狀微孔;2、電鍍鉻工藝中的主鹽,通過點解方式提供金屬離子。還有種就是當做鈍化液,是適量的...
三價鉻就是藍紫,綠色是因為有氫氧根干擾。三價鉻離子具體顏色不定,跟不同離子水合,會顯出不同顏色。Cr(iii)的水合離子是深紫色的,水解得到的羥合離子以及羥橋聚合離子呈現(xiàn)不同程度的綠色,另外有氯離子存...
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三價鉻電鍍硬鉻及鍍層性能的研究
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某汽車上塑料電鍍零部件的三價鉻鍍層在大氣環(huán)境中容易腐蝕。對此塑料電鍍制品(底層為銅鍍層,中間鍍雙層鎳,表面鍍?nèi)齼r鉻)的鍍層厚度、電位、形貌、成分及耐蝕性進行了分析,并與表面鍍六價鉻的塑料鍍件進行比較。結果表明:三價鉻鍍層的耐腐蝕性劣于傳統(tǒng)六價鉻鍍層;三價鉻鍍層為微孔鍍,各層厚度達到了工藝指標,但鍍層中含有單質鐵,其電化學的優(yōu)先腐蝕是三價鍍鉻層耐蝕性差的主要原因。
1電鍍鉻液
常溫環(huán)保型硫酸鹽三價鉻電鍍液
可形成黑色鍍層的三價鉻電鍍液
硫酸鹽三價鉻電鍍液
硫酸鹽體系三價鉻電鍍液
全硫酸鹽三價鉻鍍厚鉻溶液
全硫酸鹽體系三價鉻電鍍液
全硫酸鹽型三價鉻電鍍液
三價鉻電鍍液(1)
三價鉻電鍍液(2)
三價鉻電鍍液(3)
三價鉻電鍍液(4)
三價鉻電鍍液(5)
無氧銅基體上鍍黑鉻的鍍液
2電鍍合金液
Ni—W—P三元合金電鍍液
玻璃模具表面的Ni—W—納米CeF3復合鍍電鍍液
電鍍低銻鉛合金的鍍液
電鍍金屬Ga和Ga合金的溶液
電鍍鈀鎳合金的電解液
電鍍錫鉍合金鍍液
電鍍錫—銀—銅合金鍍層的弱酸性鍍液
電鍍錫銀銅三元合金鍍液
電鍍鋅銻合金鍍液
彩色鍍層電鍍液(1)
彩色鍍層電鍍液(2)
非晶態(tài)納米合金鍍層電鍍液
非晶態(tài)鐵磷合金電鍍液
高效率沉積明亮光滑功能性鉻的電鍍液
高硬度減摩耐磨納米復合鍍層電鍍液
鈷—鎢—鎳合金電鍍液
鈷—鎢—鎳—磷合金電鍍液
鈷—鎢—鐵—鎳合金電鍍液
含納米Si3N4粒子的納米結構Ni基復合電鍍液
堿性Sn—Ag合金鍍液
堿性電鍍鋅鎳合金電鍍液
堿性鍍液(1)
堿性鍍液(2)
鋁基板電鍍液
免維護光亮電鍍錫及鉛錫合金電鍍液
面向等離子體鍍層電鍍液
耐蝕性鎳—錫合金鍍液
釹鐵硼永磁材料電鍍液
硼—鎢—鐵—鎳合金電鍍液
提高鍍層耐腐蝕性的電鍍鎳合金溶液
添加鐿的電鍍鎳磷合金液
鐵鎳合金電鍍液
鐵—鎳—鉬軟磁合金箔生產(chǎn)電鍍液
銅錫鐵三元合金鍍液
銅錫鋅鍍液
鎢—鈷—稀土合金電鍍液
無鎳黑色錫鈷合金鍍液
無氰Au—Sn合金電鍍液
無氰型銅錫合金電鍍液
稀土—鎳—鉬—磷—碳化鎢合金電鍍液
錫鎳合金鍍液
錫銅合金鍍層電鍍液
鋅合金工件電鍍液
3電鍍金液
鍍線路板金手指的電鍍金液
無氰電鍍金液(1)
無氰電鍍金液(2)
無氰電鍍金液(3)
無氰電鍍金液(4)
無氰電鍍金液(5)
無氰仿金電鍍液(1)
無氰仿金電鍍液(2)
4電鍍銀液
非水無氰鍍銀電鍍液
環(huán)保型無氰銀電鍍液
雙脈沖電鍍銀溶液
無氰鍍銀電鍍液(1)
無氰鍍銀電鍍液(2)
無氰鍍銀電鍍液(3)
無氰鍍銀電鍍液(4)
無氰高速鍍銀電鍍液(1)
無氰高速鍍銀電鍍液(2)
無預鍍型無氰鍍銀電鍍液
用于鍍銀的無氰型電鍍液
5電鍍鎳液
氨基磺酸鍍鎳液
薄帶連鑄結晶輥表面電鍍液
變形鋅合金的電沉積鍍鎳溶液
低鎳型鎳鐵電鍍液
電鍍鎳溶液添加劑
電鍍鎳—碳化硅的復合電鍍液
鍍覆Ni—P鍍層的鍍液
多孔基材快速鍍鎳電鍍液
高純鋁合金化學鍍鎳活化液
滾鍍用電鍍液
化學復合鍍鎳液
金屬表面抗磨鍍層電鍍液
金屬基復合材料的鍍鎳液
金屬納米復合電鍍層鍍液
鎂合金表面多層鍍鎳溶液
鎂合金表面預鍍鎳液
鎂合金化學鍍鎳溶液
鎳電鍍液(1)
鎳電鍍液(2)
鎳電鍍液(3)
鎳電鍍液(4)
無機氧化物粉體的鍍鎳液
稀土永磁體電鍍鎳溶液
6電鍍銅液
EDTA體系無氰電鍍銅液
丙三醇無氰光亮鍍銅液
低濃度弱堿性無氰鍍銅液
多層線路板生產(chǎn)用鍍銅液
非金屬流液鍍銅法
鋼鐵基底上堿性無氰鍍銅電鍍液
鋼鐵件鍍銅的無氰電鍍液
高效鋅壓鑄件預鍍銅電鍍液
化學—電鍍銅液
堿性鍍黃銅電鍍?nèi)芤?
堿性無氰鍍銅電鍍液(1)
堿性無氰鍍銅電鍍液(2)
鋁件預鍍銅電鍍液
鋁輪轂無氰鍍銅電鍍液
無氰鍍銅電鍍液
無氰鍍銅液
無氰高密度銅電鍍液
無氰堿性鍍銅液(1)
無氰堿性鍍銅液(2)
無氰預鍍銅電鍍液
印制線路板電鍍銅液
用于鋼鐵件鍍銅的無氰電鍍液
……
7電鍍鋅液
8其它鍍液
參考文獻 2100433B
1 鍍 鉻 液
采用三價鉻的電鍍液1
插秧機船板用電鍍液 2
常溫環(huán)保型三價鉻電鍍液2
鍍鉻電鍍液4
高耐蝕環(huán)保三價鉻電鍍液6
高濃度三價鉻電鍍液8
環(huán)保電鍍液11
環(huán)保滾鍍型三價鉻電鍍液11
環(huán)保三價鉻電鍍液 14
環(huán)保型三價鉻電鍍液 16
氯化物裝飾性三價鉻電鍍液 17
納米氮化鋁復合鉻電鍍液 19
硫酸鹽三價鉻電鍍液 22
硫酸鹽體系三價鉻電鍍液 25
全硫酸鹽三價鉻鍍厚鉻溶液 27
全硫酸鹽體系三價鉻電鍍液28
全硫酸鹽型三價鉻電鍍液(1)30
全硫酸鹽型三價鉻電鍍液(2)32
三價鉻電鍍液(1)33
三價鉻電鍍液(2)35
三價鉻電鍍液(3)36
三價鉻電鍍液(4) 37
三價鉻電鍍液(5) 39
三價鉻電鍍液(6) 41
三價鉻電鍍液(7) 42
碳納米管復合鉻電鍍液43
無氧銅基體上鍍黑鉻的鍍液46
2 鍍 銅 液
EDTA 鹽無氰鍍銅的電鍍液 48
HEDP 無氰鍍銅的電鍍液 50
氨基磺酸胍無氰鍍銅的電鍍液53
板型件表面填孔的電鍍液55
二乙烯三胺無氰鍍銅的電鍍液57
復合有機膦酸無氰鍍銅的電鍍液 58
功能性銅的電鍍液 61
堿性無氰鍍銅的電鍍液 62
焦磷酸鹽無氰鍍銅的電鍍液 63
聯(lián)二脲無氰鍍銅的電鍍液 66
鋁輪轂無氰鍍銅的電鍍液 68
三乙醇胺無氰鍍銅的電鍍液 69
酸性鍍銅電鍍液(1)71
酸性鍍銅電鍍液(2) 75
酞菁體系酸性鍍銅的電鍍液78
銅電鍍液(1) 81
銅電鍍液(2) 82
銅電鍍液(3) 83
銅電鍍液(4) 83
無氰堿性溶液鍍光亮銅電鍍液85
無氰預鍍銅電鍍液86
亞甲基二膦酸無氰鍍銅的電鍍液88
乙二胺無氰鍍銅的電鍍液91
印制線路板酸性鍍銅電鍍液93
3 鍍 銀 液
LED 引線框架超高亮度局部電鍍液 96
半胱氨酸鍍銀電鍍液 98
電鍍液 101
丁二酰亞胺鍍銀電鍍液 102
光亮無氰鍍銀電鍍液 105
含輔助配位劑的無氰鍍銀電鍍液 107
硫代硫酸鹽鍍銀電鍍液 108
咪唑-磺基水楊酸鍍銀電鍍液 111
氰化鍍銀電鍍液 113
銅或銅合金鍍銀用的無氰電鍍液 114
無氰鍍銀電鍍液(1) 116
無氰鍍銀電鍍液(2) 117
無氰鍍銀電鍍液(3) 118
無氰鍍銀電鍍液(4) 119
無氰鍍銀電鍍液(5) 122
無氰鍍銀電鍍液(6) 124
無氰鍍銀電鍍液(7) 125
無氰鍍銀電鍍液(8) 127
無氰鍍銀電鍍液(9) 128
無氰鍍銀電鍍液(10) 129
無氰光亮鍍銀電鍍液132
無氰高速鍍銀電鍍液(1)133
無氰高速鍍銀電鍍液(2)134
無氰高速鍍銀電鍍液(3)135
無預鍍型無氰鍍銀電鍍液136
亞氨基二磺酸銨鍍銀 電鍍液138
4 鍍 鎳 液
氨基磺酸鎳電鍍液 142
半光亮鎳電鍍液 143
超耐腐多層鎳電鍍液 145
鍍鎳的納米復合電鍍液 148
高速電鍍半光亮鍍鎳電鍍液 149
高純鋁合金化學鍍鎳活化液 151
滾鍍用電鍍液 152
化學復合鍍鎳液156
金屬表面抗磨鍍層電鍍液157
鎂合金表面多層鍍鎳溶液158
鎂合金表面預鍍鎳液160
鎂合金化學鍍鎳溶液162
納米半亮鎳電鍍液166
鎳電鍍液168
5 鍍 合 金 液
Au-Sn 合金電鍍液 170
Cr-Ni-Fe 合金電鍍液 171
Cr-Ni 合金電鍍液 175
Cu-Sn-石墨電鍍液 177
Ni-Co-W 合金電鍍液 178
Ni-Fe 合金電鍍液 180
Ni-W-Fe-Co 合金電鍍液 182
Sn-Ag 合金電鍍液 185
Sn-Zn 合金電鍍液 186
薄帶連鑄結晶輥表面電鍍液 187
鉑銠合金熱電偶修復的電鍍液 189
次磷酸鹽體系鍍Ni-P 合金的電鍍液 191
導電導熱電鍍液 193
電沉積Cu-W-Co 合金鍍層的電鍍液195
電鍍處理用電鍍液197
電鍍光亮鎳鈦合金的電鍍液197
電鍍液(1) 199
電鍍液(2) 201
電鍍液(3) 202
電鍍液(4) 203
電鍍液(5) 204
電鍍液(6) 206
多層無氰電鍍銅錫合金鍍層的電鍍液207
仿古青銅電鍍液212
復合電鍍液213
高導電性錫鉛合金電鍍液215
高耐蝕環(huán)保黑色錫鈷合金電鍍液 216
高耐蝕納米鎳加無裂紋微硬鉻復合鍍層電鍍液 217
高耐蝕性γ 晶相的鋅鎳合金電鍍液 219
高耐蝕性鋅鎳合金電鍍液 224
高錫銅錫合金電鍍液 228
高效低毒錫鉛合金電鍍液 230
鉻鎳合金電鍍液 231
鈷鎢鎳合金電鍍液 233
環(huán)保型錫鉛合金電鍍液 234
活塞環(huán)電鍍液 235
堿性溶液電鍍白銅錫電鍍液 237
堿性溶液電鍍光亮白銅錫電鍍液 238
堿性鋅鈷合金電鍍液 240
堿性鋅鎳合金電鍍液(1) 241
堿性鋅鎳合金電鍍液(2) 243
金鈀合金電鍍液 244
金錫共晶焊料電鍍液 248
可降解錫鉛合金電鍍液 249
鋁鎂合金電鍍液 250
錳鉍鐵磷永磁合金電鍍液 251
摩托車配件電鍍光亮鎳鈦
合金的電鍍液 252
納米WC 復合鍍Ni-Fe 合金的電鍍液253
納米ZrO2 復合鍍Ni-P 合金的電鍍液257
鎳鉻合金電鍍液260
鎳鉻銅鈷合金電鍍液262
鎳磷合金電鍍液(1) 263
鎳磷合金電鍍液(2) 264
鎳磷錳系電鍍液265
鎳鐵合金電鍍液267
鎳鈷合金電鍍液268
鎳磷/納米V8C7 復合電鍍液269
鎳鐵磷/納米V8C7 復合電鍍液270
鎳鎢碳化硅氧化鋁復合電鍍液272
釹鎳鎢合金電鍍液274
鈰鎳磷合金電鍍液275
酸性電鍍鋅鎳合金電鍍液276
酸性無氰銅錫合金電鍍液276
鈦錳合金電鍍液278
替代硬鉻鍍層的電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液279
銅線表面電鍍液282
無氟化錫鉛合金電鍍液282
無氰Au-Sn 合金電鍍液283
無氰鍍金鎳合金電鍍液286
無氰型銅錫合金電鍍液 287
稀土鎳鈷硼多元合金電鍍液 289
錫鈷合金裝飾性代鉻電鍍液 290
錫銅鉍合金電鍍液 293
錫鋅合金電鍍液 294
亞磷酸體系鍍Ni-P 合金的電鍍液295
用于形成鎳鉬稀土二硅化鉬復合鍍層的電鍍液298
用于形成鎳鉬二硅化鉬復合鍍層的電鍍液302
制備納米晶鎳合金鍍層的電鍍液304
6 鍍 金 液
仿金電鍍液 307
焦磷酸鹽體系仿金電鍍液 308
難熔金屬絲材的無氰鍍金電鍍液 309
巰基咪唑無氰鍍金的電鍍液 310
噻唑無氰鍍金的電鍍液 312
無氰電鍍液 315
無氰鍍金電鍍液(1) 318
無氰鍍金電鍍液(2) 319
無氰鍍金電鍍液(3) 320
無氰鍍金電鍍液(4) 321
無氰鍍金電鍍液(5) 323
無氰仿金電鍍液324
無氰電鍍金液326
7 鍍 錫 液
電鍍液(1) 328
電鍍液(2) 332
高速電鍍光亮鍍錫電鍍液 333
磺酸型半光亮純錫電鍍液 335
降低露銅現(xiàn)象的純錫電鍍液337
降低錫須生長的純錫電鍍液339
8 鍍 鋅 液
Zn 電鍍液 341
EDP 環(huán)保鍍鋅液 342
電鍍啞光鋅的鍍液 343
環(huán)保型高深鍍能力鍍鋅液 347
硫酸鹽鍍鋅用納米復合鍍液348
電鍍液349
光亮型堿性無氰鍍鋅電鍍液 353
氯化鉀型鍍鋅電鍍液 355
無氰型電鍍液356
9 其 他 鍍 液
電鍍液 358
電鍍銦的電鍍液 359
鍍鎵用電鍍液 359
鈷鎳磷碳化硅電鍍液 360
環(huán)境友好的鍍鎵用電鍍液 361
金屬電鍍液 362
離子液體電鍍液 362
鋁合金真空釬焊用釬料電鍍液364
汽車前蓋的電鍍液365
提高汞膜電極穩(wěn)定性的電鍍液366
微鈷槍色電鍍液367
無氰鍍銦的電鍍液368
抑制裂縫產(chǎn)生的銥電鍍液369
參考文獻371
1974年英國發(fā)表了 Alecra-3的三價鉻鍍鉻工藝,并于1975年申請了一份用三氯化鉻作主鹽的三價鉻鍍鉻專利,即Alecra-3000。1981年,英國開發(fā)了硫酸鹽的環(huán)保鉻(Envir0-chome)的三價鉻鍍鉻工藝。
1 鍍液組成
目前研究和使用的三價鉻電鍍液主要成分如下:
(1)主鹽:當前三價鉻鍍鉻體系主要有氯化物體系,硫酸鹽體系和硫酸鹽-氯化物混合體系。
氯化物鍍液導電好,電壓低,鍍液分散能力、覆蓋能力和電流效率較高,但陽極會析出有毒的Cl2,且對設備腐蝕較重;硫酸鉻電鍍時陽極析出無毒的氧氣,無污染,但鍍液導電性不如氯化物,鍍液分散能力、覆蓋能力和電流效率較低。
(2)絡合劑:通常為羥基羧酸及其鹽,如甲酸和乙酸鹽、氨基乙酸、草酸及其鹽,檸檬酸及其鹽,硫氰算眼和酒石酸鹽等。
(3)導電鹽:減少電能的消耗。多為鈉、鉀、銨的氯化物和硫酸鹽。
(4)緩沖劑:維持鍍液PH值穩(wěn)定。多為硼酸、醋酸鹽、鋁鹽以及檸檬酸鹽等。
(5)穩(wěn)定劑:復合型還原劑,抑制和降低六價鉻的產(chǎn)生。多為甲醇、亞硫酸鈉、鹵化物等。
2 工藝條件
(1)溫度:最好在室溫下進行,工作溫度一般控制在15~55℃。溫度升高會降低濃差極化,并使Cr3+的析出點位正移,同時析氫嚴重,不利于鉻的沉積。
(2)PH值為1~4。PH值低時析氫嚴重,陰極電流效率降低,PH值高時易發(fā)生羥橋化反應,鍍層發(fā)暗。
(3)電流密度為3~100A/dm2。陰極電流密度范圍較寬,但較低時會影響鉻沉積速度,陰極電流密度過高會影響到鍍層性能。
(4)電流效率為10%~25%。可以進行輕微攪拌。
另外,三價鉻鍍鉻有單槽方式和雙槽方式,單槽方式中的陽極材料是石墨棒,與其他普通電鍍一樣;雙槽方式使用了陽極內(nèi)槽,可以使用鉛錫合金陽極罩,另外作為陽極基礎液使用了稀硫酸。
3 三價鉻鍍鉻優(yōu)缺點
三價鉻電鍍具有下列優(yōu)點:
(1)毒性低,污染小。鍍液清洗水中不含六價鉻,廢水稍加處理即可排放,且電鍍過程不產(chǎn)生有毒的鉻酸霧;
(2)鍍液濃度低,只有六價鉻鍍鉻的1/10,分散能力和覆蓋能力好,成品率提高;
(3)電鍍過程不受電流中斷的影響,無需退鍍;
(4)陰極電流效率可達21~25%,高于六價鉻電鍍,提高了生產(chǎn)率。
同時,三價鉻電鍍也存在下列問題:
(1)鍍層厚度較難提高,目前只能用于裝飾性鍍鉻,而不能鍍厚鉻,功能性鍍鉻困難;
(2)鍍液組分復雜,穩(wěn)定性不好;對雜質的容忍性很低,維護較困難;
(3)陽極的選擇和使用有不足處,耐腐蝕性,硬度,耐沖擊性還有待提高;
(4)裝飾性鍍鉻時,外觀色澤不盡人意。
(5)一次設備投入較大,成本較高。
其中,鍍層增厚問題是三價鉻電鍍工藝發(fā)展的關鍵和難題,影響三價鉻鍍鉻層增厚的原因有如下三種觀點:
a.PH值影響:陰極表面隨著鉻沉積的進行,PH值迅速升高(PH>8.2),導致鉻的氫氧化物生成,并夾雜于鍍層內(nèi),影響了鉻鍍層結晶的正常進行,造成鍍層增厚困難。
b.Cr3+存在形態(tài)的影響:電鍍過程中陰極擴散層內(nèi)PH值升高(PH≥4)后,水合Cr3+會發(fā)生羥橋化反應,Cr3+的存在起催化作用,使羥橋化反應迅速進行,從而抑制了鉻沉淀的進一步反應。
c.陰極反應過程的影響
隨電鍍時間的延長,陰極表面附近PH值和溫度不斷升高,造成陰極析氫加劇,金屬沉積的電流效率降低,且陰極附近OH-與Cr3+發(fā)生羥橋化反應,抑制了鉻沉積。
對于鉻消耗的補充是通過自動添加鉻的氫氧化物,同時依據(jù)不斷的化學分析以及電鍍液負荷(Ah/L)進行添加。通過大量是研究,得出了下面結論:
(1)三價鉻電鍍電流效率為15~20%;
(2)表面觀測效果好,類似六價鉻電鍍;
(3)前處理充分后附著性好,下層有鍍鎳層時附著性較好;
(4)硬度為750~800 HVO.l,在熱處理后能達1100~1200 HVO.l(400℃/L);
(5)沉積速率是六價格電鍍兩倍;
(6)微觀結構方面,與六價鉻電鍍具有同樣的微觀裂紋,但有時會觀測到大些的裂紋。
(7)耐磨性與六價鉻電鍍相同,熱處理后會有所提高;
(8)耐腐蝕性方面,由于裂紋,在碳鋼的使用上效果不佳,但在底層為鎳層的情況下效果會有所提高。
(9)環(huán)境影響因有氯氣產(chǎn)生需要保持良好的通風,添加溴化氨能極大地減少氣體的發(fā)生。
但要注意的是, HOSHINO電鍍液會產(chǎn)生六價鉻離子。
3 總結與展望
環(huán)保型三價鉻電鍍?nèi)〈鶅r鉻電鍍已是必然趨勢。近年來,三價鉻電鍍發(fā)展迅速,已在裝飾性鍍鉻上有所應用,并在很多國家用于工業(yè)化生產(chǎn),但在功能性鍍鉻方面還未工業(yè)化。
當前我們國家也在研究三價鉻鍍鉻的應用方面取得了不少成績,但還得加強工藝性能和理論基礎方面的研究,其中需注意以下方面:
(1)鍍層外觀,厚度改善提高,加強功能性鍍層的應用研究。
(2)研究穩(wěn)定的三價鉻電鍍液。
(3)目前三價鉻電鍍液的造價高于六價鉻電鍍液,需要減少成本。