① 镀铬工艺都有哪些特点及注意事项
镀铬工艺注意事项:
(1)防护一装饰性镀铬
防护一装饰性镀铬不仅要求镀层在大气中具有很好的耐蚀性,而且要有美丽的外观。
这类镀层也常用于非金属材料的电镀。
防护一装饰性镀铬可分为一般防护装饰镀铬与高耐蚀性防护装饰镀铬。表4—28列出防护装饰性镀铬的工艺规范。
装饰性镀铬的工艺条件也取决于欲镀的基体金属材料。可根据基体材料的不同适当调整工作温度和阴极电流密度。
1、一般防护装饰性镀铬
一般防护装饰性镀铬采用中、高浓度的普通镀铬液,适用于室内环境使用的产品。钢铁、锌合金和铝合金镀铬必须采用多层体系,主要工艺流程如下。
①钢铁基体铜/镍/铬体系工艺流程为:
除油→水洗→浸蚀→水洗→闪镀氰铜或闪镀镍→水洗→酸铜→水洗→亮镍→水洗→镀铬→水洗干燥。
多层镍/铬体系工艺流程为:
除油→水洗→浸蚀→水洗→镀半光亮镍→水洗→光亮镍→水洗→镀铬→水洗→干燥。
②锌合金基体弱碱化学除油→水洗→浸稀氢氟酸→水洗→电解除油→水洗→闪镀氰铜→水洗→光亮镀铜→光亮镍→水洗→镀铬→水洗→干燥。
③铝及铝合金基体弱碱除油→水洗→电解除油→水洗→次浸锌→溶解浸锌层→水洗一二次浸锌→水洗→闪镀氰铜(或预镀镍)→水洗→光亮镀铜→水洗→光亮镀镍→水洗→镀铬→水洗→干燥。
2、高耐蚀装饰性镀铬
高耐蚀装饰性镀铬是采用特殊工艺改变镀铬层的结构,从而提高镀层的耐蚀性,该镀层适用于室外条件要求苛刻的场合。
在防护装饰性镀铬体系中,多层镍的应用显着提高了镀层的耐蚀性,研究发现,镍、铬层的耐蚀性不仅与镍层的性质及厚度有关,同时在很大程度上还取决于铬层的结构特征。从标准镀铬溶液中得到的普通防护装饰性镀铬层虽只有0.25~0.5μm,但镀层的内应力很大,使镀层出现不均匀的粗裂纹。在腐蚀介质中铬镀层是阴极,裂纹处的底层是阳极,因此,遭受腐蚀的总是裂纹处的底层或基体金属。由于裂纹处暴露出的底层金属面积与镀铬层面积相比很小,因而腐蚀电流密度很大,腐蚀速度很快,而且腐蚀一直向纵深发展。由于裂纹不可避免,如果改变微裂纹的结构,使腐蚀分散,那么就可减缓腐蚀。在此构思下,20世纪60年代中期开发出了高耐蚀性的微裂纹铬和微孔铬新工艺。这两种铬统称为“微不连续铬”由于形成的铬层具有众多的微孔和微裂纹,暴露出来的镀镍面积增大但又很分散,使镍层表面上的腐蚀电流密度大大降低,腐蚀速度也大为减缓,从而提高了组合镀层的耐蚀性,并且使镍层的厚度减小5μm左右。
①微裂纹铬在光亮镀镍层上施镀一层0.5~3μm高应力镍,再镀0.25μm普通装饰铬,由于高应力镍层的内应力和铬层内应力相叠加,就能在每平方厘米上获得250~1500条{分布均匀的网状微裂纹铬。
研究发现,普通镀铬电解液中加入少量的SeO42-,可得到内应力很大的镀铬层。在添加seO42-的镀液中得到的铬镀层带有蓝色。SeO42-含量越高,镀层的蓝色越重。
采用双层镀铬法也可获得微裂纹铬镀层。工艺为先镀覆一层覆盖力好的铬镀层,然后在含氟化物的镀铬溶液中镀覆一层微裂纹铬层。双层法的缺点是需要增加设备,电镀时间长,电能消耗多。故目前已用单层微裂纹铬代替,但单层微裂纹铬也存在氟化物分析困难及微裂纹分布不均等缺点。
②微孔铬。目前使用最多的电镀微孔铬的方法是在光亮镀镍上镀覆厚度不超过0.5μm的镍基复合镀层(镍封闭),再镀光亮铬层,便得到微孔铬层。
镍基复合镀层中均匀弥散的不导电微粒粒径在0.5μm以下,在镀液中的悬浮量为50~100g/L,微粒在复合镀层中含量为2%~3%。常用的微粒有硫酸盐、硅酸盐、氧化物、氮化物和碳化物等。由于微粒不导电,在镀铬过程中微粒上没有电流通过,其上面也就没有金属铬沉积,结果就形成了无数微小的孔隙,密度可达每平方厘米一万个以上。
3、防护装饰性电镀注意事项
①较大零件人槽前要通过热水冲洗预热,切勿在镀液中预热,否则会腐蚀高亮度的底层表面。
②小零件需采用滚镀铬工艺,滚镀铬镀液中应加入氟硅酸,防止零件滚镀时瞬间不接触导电而致表面钝化。
③零件带电入槽,对于复杂零件采用冲击电流,或增大阴、阳极距离。
④每一电镀层都要抛光,提高光洁程度,减少孔隙,防蚀。
⑤在镍上镀铬时,如镍钝化,可用酸浸法活化,然后镀铬。活化方法为:在30%~50%(体积分数)的盐酸中浸30~60s;在20%(体积分数)的硫酸中浸蚀约5min;在5%(体积分数)的硫酸中阴极处理l5s左右,再镀铬,就可得到结合力良好的镀铬层。
⑥电源宜采用全波整流。
⑦采用高浓度铬酐镀液时,可安装回收槽以节约铬酐,降低成本,减少废水处理量。
(2)滚镀铬
需要镀铬的细小零件,如采用通常的挂镀,不仅效率低,而且镀件上常留下夹具的痕迹,不能保证镀层的质量。滚镀铬多用于体积小、数量多、又难以悬挂零件的装饰性多层电镀,如铜/光亮镍/铬或光亮低锡青铜/铬。此法可提高生产效率、降低成本。但它只适用于形状简单、具有一定自重的镀件;不适用于扁平片状、自重小以及外观要求较高的零件电镀。
滚镀铬时应注意的事项如下:
①滚镀铬溶液用蒸馏水或去离子水配制,注意清洁,严防杂质带入,特别注意不要带人Cl-;
②硫酸根应控制适宜,不易过高,以免零件表面发黄或镀不上铬,过量的硫酸可用碳酸钡除去;’
③氟硅酸对镀层有活化作用,并能扩大光亮范围,不可缺少,也不宜过量;
④带电入槽,开始使用冲击电流,约1~2min即可;
⑤零件装入滚桶前,必须将桶内的铬酸液清洗净,以防零件被铬酸腐蚀发花;
⑥滚桶使用一段时间后,用盐酸处理,以除去滚桶网上的铬层;
⑦零件小,温度可稍低些,为避免镀液温度升高最好用冷却装置。
(3)镀硬铬
硬铬又称耐磨铬,硬铬镀层不仅要有一定的光泽,而且要求底层的硬度高、耐磨性好并与基体结合牢固。
镀层厚度应根据使用场合不同而异。在机械载荷较轻和一般性防护时,厚度为10~20μm;在滑动载荷且压力不太大时,厚度为20~25μm;在机械应力较大和抗强腐蚀作用时,厚度高达150~300μm;修复零件尺寸厚度可达800~1000μm。
耐磨镀铬一般采用铬酐浓度较低的镀液,有的工厂也采用标准镀铬液。工艺条件上宜采用较低温度和较高的阴极电流密度,应视零件的使用条件和对铬层的要求而定。生产上一般采用温度为50~60℃(常用55℃)和25~75A/dm2(多数为50A/dm2)的阴极电流密度。工艺条件一经确定,在整个电沉积过程中,尽可能保持工艺条件的恒定,特别是温度,变化不要超过±1℃。
镀硬铬应注意如下问题。
①欲镀零件无论材质如何,只要工件较大,均需预热处理,因为镀硬铬时间较长,镀层较厚,内应力大且硬度高,而基体金属与铬的热膨胀系数差别较大。如不预热就施镀,基体金属容易受热膨胀而产生“暴皮”现象,预热时间根据工件大小而定。
②挂具用材料必须在热的铬酸溶液中不溶解,也不发生其他化学作用。夹具还应有足够的截面积,且与导电部件接触良好。否则因电流大,槽电压升高,局部过热。
应按照各种材料的导电率选择夹具的截面积,常见的几种材料允许使用电流为:紫铜——3A/mm2,黄铜——2.53A/mm2,钢铁——2A/mm2。夹具结构应尽量采用焊接形式连接;夹具非工作部分应用聚氯乙烯塑料布或涂布耐酸胶绝缘。
③装挂时应考虑便于气体的逸出,防止“气袋”形成,造成局部无镀层或镀层厚度不均。
④复杂零件镀铬应采用象形阳极,圆柱形零件两端应加阴极保护,避免两端烧焦及中间镀层薄的现象;带有棱角、尖端的零件可用金属丝屏蔽。
⑤为提高镀层的结合力,可进行反电、大电流冲击及阶梯式给电。反电时间为0.5~3min,阴极电流密度为30~40A/dm2。大电流冲击为80~120A/dm2,时间为l~3min。
⑥对于易析氢的钢铁部件,应在镀后进行除氢处理。
(4)镀松孔铬
松孔铬镀层是具有一定疏密程度和深度网状沟纹的硬铬镀层,具有很好的储油能力。工作时,沟纹内储存的润滑油被挤出,溢流在工件表面上,由于毛细管作用,润滑油还可以沿着沟纹渗到整个工件表面,从而改善整个工件表面的润滑性能,降低摩擦系数,提高抗磨损性能。
获得松孔铬的方法有机械、化学或电化学法。
①机械法在欲镀铬零件表面用滚压工具将基体表面压成圆锥形或角锥形的小坑或相应地车削成沟槽,然后镀铬、研磨。此法简单,易于控制,但对润滑油的吸附性能不太理想。
②化学法利用镀铬层原有裂纹边缘具有较高活性的特点,在稀盐酸或热的稀硫酸中浸蚀,裂纹边缘处的铬优先溶解,从而使裂纹加深加宽,达到松孔的目的。此法铬的损耗量大,溶解不均匀,质量不易控制。
③电化学法在镀硬铬后,经除氢、研磨后,再在碱液、铬酸、盐酸或硫酸中进行阳极松孔处理。由于铬层裂纹处的电位低于平面的电位,因此裂纹处的铬优先溶解,从而使裂纹加深加宽。处理后的松孔深度一般为0.02~0.05μm。
阳极浸蚀时,裂纹的加深和加宽速度用通过的电量(浸蚀强度)来控制。在适宜的浸蚀强度范围内,可以选择任一阳极电流密度,只要相应地改变时间,仍可使浸蚀的强度不变。浸蚀强度根据镀铬层原来的厚度确定。
厚度为100μm以下的铬镀层,浸蚀强度为320A·min/dm2,厚度为100~150μm的铬镀层,浸蚀强度为400A·min/dm2,150μm以上的铬镀层,浸蚀强度为480A·min/dm2。对于尺寸要求严格的松孔镀铬件,为控制尺寸,最好采用低电流密度进行阳极松孔;当要求网纹较密时,可采用稍高的阳极电流密度;当零件镀铬后经过研磨再阳极松孔时,浸蚀的强度应比上述数值减少1/2~1/3。
松孔铬层的网状裂纹密度取决于硬铬镀层原有裂纹密度。因此镀铬工艺对松孔镀铬的影响很大,必须严格控制。
(5)黑铬镀层
黑铬镀层在电化学方法获得的黑色覆盖层优越,因此在航空、汽车、仪器仪表等需要消光的装饰性镀层以及太阳能吸收层方面获得广泛应用。黑铬镀层的黑色是由镀层的物理结构所《致,它不是纯金属铬,而是铬和三氧化二铬的水合物组成,呈树枝状结构,金属铬以微粒形式弥散在铬的氧化物中,形成吸光中心,使镀层呈黑色。通常镀层中铬的氧化物含量越高,黑色越深。黑铬镀层的耐蚀性优于普通镀铬层。黑铬镀层硬度虽只有130~350HV,但耐磨性与普通镀铬层相当。黑铬镀层的热稳定性高,加热到480℃,外观无明显变化,与底层的结合力良好。铬酐是镀液中的主要成分,其含量在150~400g/L范围内均可获得黑铬镀层。铬酐浓度低,镀液分散能力差;浓度高,虽然镀液的分散能力有所改善,但镀层的抗磨性能下降。一般在200~350g/L之间选用。
硝酸钠、醋酸是发黑剂,含量过低时,镀层不黑,镀液电导率低,槽电压高。浓度过高,镀液的深镀能力和分散能力差。通常硝酸钠控制在7~12g/L,醋酸控制在6~7g/L之间。在以硝酸钠为发黑剂的镀液中,没有硼酸时,镀层易起“浮灰”,尤其是在高电流密度下更为严重。加入硼酸可以减少“浮灰”。硼酸达到30g/L时,可以完全消除“浮灰”。硼酸的加入还可以提高镀液的深镀能力,并使镀层均匀。
镀液温度和阴极电流密度对黑铬镀层的色泽和镀液性能影响极大。最佳条件是低于25℃,电流密度大于40A/dm2。阴极电流密度过小,镀层呈灰黑色,甚至出现彩虹色;但也不宜过大,当大于80A/dm2时镀层易烧焦,而且镀液升温严重;当温度高于40℃时,镀层表面产生灰绿色浮灰,镀液深镀能力降低。因此,在电镀黑铬的过程中,必须采取降温措施。SO42-和Cl-在镀黑铬电解液中都是有害杂质,SO42-使镀层呈淡黄色而不黑,可用BaCO3或Ba(OH)2沉淀除去;Cl-使镀层出现黄褐色浮灰,因此配制溶液时应使用去离子水,并且在生产过程中严格控制有害杂质的带人;挂具和阳极铜钩应镀锡保护。
黑铬镀层可以直接在铁、铜、镍和不锈钢上进行施镀,也可以先镀铜、镍或铜锡合金做底层以提高抗腐蚀性和耐磨性。对形状复杂的零件应使用辅助阳极,阳极材料采用含锡7%的铅锡合金或高密度石墨。
镀完黑铬的零件,烘干后进行喷漆或浸油处理,可以提高光泽性和抗腐蚀能力。
(6)镀乳白铬
乳白铬一般厚度在30~60μm,抗蚀性能良好,但硬度较低,光泽性差。镀乳白铬的工艺、镀前准备和镀后处理,基本与镀硬铬相同。其主要的不同点是:要求温度较高(65~75℃),阴极电流密度较低(25~30A/dm2)。
② 眼镜镀层结合力试验机的检测标准是什么
眼镜镀层结合力试验仪该仪器是根据GB/T14214-2003《眼镜架通用要求和试验方法》、GB13511-1999的技术要求生产的,结构合理,坚固耐用,广泛适用于金属眼镜架镀层结合力的检验。眼镜镀层结合力是考核镜架镀层的牢固程度。眼镜镀层结合力的检测用专用的压模设备,将镜腿,一般是中段弯曲成120。,观察镀层是否有毛疵或剥落现象。标准要求镜架试验后,表面无皱褶、毛疵和剥落。
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③ 镀层结合力有哪些定量的表示方法
由于定量测量镀层结合力比较复杂,平时用来测试镀层结合力的方法都是定性的方法,但是为了获得量方面的数据以进行比较和改进电镀工艺及操作条件,有时还是需要进行定量或半定量的结合力测试。根据所用的方法不同,所用的定量表示的方式和单位也有所不同。最常用的是单位面积上的镀层与基体之间的力,单位是kg/cm2(1kg/cm2=0.1MPa)或kg/mm2(1kg/mm2=9.8MPa)。只有当所用的方法完全一样时,这种结合力的量值和单位才有进行比较的意义。对于结合力较弱而可以用拉剥法进行测量时,这时所用的单位是以剥离一定宽度(通常是1cm)的镀层的垂直拉力来代表结合力,这时的单位就是kg/cm,这是非金属上电镀常用的结合力测试法所用的单位。
还有一种半定量地表示结合力的方法,比如方格法,所测的不是结合力的值,而是镀层脱落面积的比率,这时的单位就是百分数(%),只能间接地和粗略地反映镀层结合力的大小程度。
④ 怎么解决镀铬棒镀铬层结合力不良的问题
镀铬棒上的镀铬层结合力不良的解决方法:
1、通过加强去油或者是去膜处理来进行提高镀铬棒上的镀铬层的结合力。
2、可以在镀铬棒进行电镀前,通过浸稀盐酸或者硫酸来增强镀铬层结合力。
3、对经过镀铬后的镀铬棒,进行除氢处理也可以有效地减小铬层脆性,提高镀铬层的结合力。但是在处理的过程中,必须要根据其材料的不同来确定温度。
4、采用阳极(反电)处理,然后进行大电流冲击也可以有效地提高镀铬棒镀铬层的结合力。因为反电处理可以除去零件表面的氧化物,但是在这个过程中,其处理时阳极的电流密度应为30~35A/dm2,时间主要视零件大小而定,温度则要与正镀时相同。
以上所介绍的四点,就是我们平常用来解决镀铬棒上的镀铬层出现结合力不良的现象的方法,只要镀铬棒上的镀铬层结合力够强,才可以让产品得到更好的应用。
⑤ 镀层检测项目及标准有哪些
检测项目
厚度检测,性能检测,结合力检测,成分检测,强度检测,孔隙率检测,附着力检测,内应力检测,电导率检测,六价铬检测,硬度检测等。
检测标准
CB 1298-1998 Pb-Sn-Cu三元合金减摩镀层技术要求和检验方法
CB/T 3764-1996 金属镀层和化学覆盖层厚度系列及质量要求
DB35/T 1395-2013 水嘴、冲洗阀表面涂镀层耐腐蚀性能等级
GB/T 11379-2008 金属覆盖层 工程用铬电镀层
GB/T 12305.6-1997 金属覆盖层 金和金合金电镀层的试验方法 第6部分:残留盐的测定
GB/T 12307.3-1997 金属覆盖层 银和银合金电镀层的试验方法 第3部分:残留盐的测定
GB/T 12332-2008 金属覆盖层 工程用镍电镀层
GB 12333-1990 金属覆盖层 工程用铜电镀层
GB/T 12599-2002 金属覆盖层 锡电镀层 技术规范和试验方法
GB/T 12600-2005 金属覆盖层塑料上镍+铬电镀层
GB/T 13322-1991 金属覆盖层 低氢脆镉钛电镀层
GB/T 13744-1992 磁性和非磁性基体上镍电镀层厚度的测量
GB/T 13913-2008 金属覆盖层 化学镀镍-磷合金镀层 规范和试验方法
GB/T 15675-2020 连续电镀锌、锌镍合金镀层钢板及钢带
GB/T 15717-1995 真空金属镀层厚度测试方法 电阻法
GB/T 24514-2009 钢表面锌基和(或)铝基镀层 单位面积镀层质量和化学成分测定 重量法、电感耦合等离子体原子发射光谱法和火焰原子吸收光谱法
GB/T 28485-2012 镀层饰品 镍释放量的测定 磨损和腐蚀模拟法
GB/T 29777-2013 玩具镀层技术条件
GB/T 32484-2016 表壳体及其附件 气相沉积镀层
GB/T 31931-2015 钢板及钢带 锌及锌合金镀层中六价铬含量的测定 二苯碳酰二肼分光光度法
GB/T 31927-2015 钢板及钢带 锌基和铝基镀层中铅和镉含量的测定 电感耦合等离子体质谱法
GB/T 34491-2017 烧结钕铁硼表面镀层
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⑥ 镀层结合力检验有哪些常用的方法
镀层脆性是影响镀层质量的一个重要指标,特别是在各种电镀添加剂应用越来越多的情况下,镀层的脆性问题更加突出。因此对镀层的脆性进行检测,以保证镀层质量和找到降低脆性的方案和开发低脆性镀层是很重要的工作。 检测脆性的原理是将镀有待测镀层的试片或圆丝,受力变形后出现裂纹时,观察镀层的状态,常用的方法有杯突法、弯曲法、缠绕法等。 杯突试验属于仪器测试方法,为半定量测试,由于需要专业的设备和准备标准度片等,在电镀工作现场是很少被用到的。在现场常用的方法是弯曲法、缠绕法等。 弯曲法是将镀有镀层的试片夹在虎钳上,为了防止钳口伤到试片,可以在钳口垫上布料等软片,然后对试片做90。弯曲,直至试片出现裂纹,注意镀层在脆性较大时,不到90。就会出现裂纹,这时要记下弯曲的角度。如果90。一次没有出现裂纹,则增加次数,并记下开始出现裂纹的次数,这些可以作为镀层脆性程度的相对比较参数。有时需要用放大镜观察裂纹状态。这是需要注意的是不要将镀层脆性与镀层结合力混为一谈。在结合力较差时,经过弯曲试验,会出现镀层脱落情况,这不一定是脆性引起的。因此,制作测试脆性的试片时,要保证镀层与基体有良好的结合力。最好对试片进行化学除油后,再进行超声波除油和电解除油,并进行强效的表面酸蚀和活化,再进行电镀。 还有一种简便的方法是取不同直径的圆棒,在其上用镀了镀层的铁丝或铜丝进行缠绕,通常是缠绕十圈或更多,用放大镜观察其表面镀层开裂的情况,如果某一直径没有出现开裂,就改用直径较小的圆棒来做,通过的直径越小,则镀层的脆性也就越小。 最为简便的方法是将镀了镀层的试片拿在耳朵边进行弯曲,听其发出的变形时的声音,脆性越大,变形脆裂的声音越大。这种方法是很粗略的方法,并且试片要比较薄而又有一定的刚性。
⑦ 金属镀层附着力有哪些检测方法
金属镀层附着力检测方法:
1、弯曲法
将试件或零件反复进行180°的弯曲(向两面各弯90°)直至折断为止,此时折断处的镍层不脱落,不与基体分离,则结合力为合格。
2、划痕法
用尖钢针在被检镍层上划4条~6条彼此间距1mm的平行线,再划4条~6条与之垂直的平行线,划线应按同一方向;在直线交叉处不应有镀层起皮、脱落现象。注:划线的深度应达至基体或下层金属。