(1)配方l镀镍铬合金 ①镀液中各成分作用 a．氯化铬镍铬合金镀液主盐之一，也可使用等物质的量的硫酸铬。铬离子含量以20g／L左右为宜。 b．氯化镍镍铬合金镀液主盐之一，也可使用等物质的量的硫酸镍、镍离子含量在0．5～2.5g／L之间。 c．甲酸钠或甲酸铵为较好的络合剂，含10个碳原子以下的羧酸或羟基羧酸均可作三价铬离子的络合剂。 d．乙酸钠或乙酸铵为较好的辅助络合剂，并能起到稳定剂的作用，可防止电解液长期不产生沉淀。 e．氯化铵为导电盐，也可用氯化钠、氯化钾为导电盐。碱金属或碱土金属的氯化物或硫酸盐都可作为导电盐。 f．溴化钾或溴化钠。溴离子能抑制六价铬的生成和氯气的析出，该镀液中产生六价铬(Cr6+)是极其有害的。 g．硼酸，起缓冲pH的作用。 h．十二烷基硫酸钠为润湿剂，减少镀层针孔。 ②工艺条件的影响 a．电流密度 电流密度对铬镍合金中铬含量的影响见图1[1]。
图1 电流密度对铬镍合金中铬含量的影响 1-[Ni2+]为5.9g／L；2-[Ni2+]为2.9g／L 由图1可见：在Dk为5A／dm2低电流密度区，由于镍的标准电极电位(Ni／Ni2+)=-0．250，铬的标准电极电位(Cr／Cr3+)=0．71，镍比铬沉积标准电极电位正得多，虽然镀液中三价铬的浓度远大于镍离子的浓度，至少大3倍以上，而且甲酸盐络合剂的络合能力很强，镍的析出优先于铬的析出。 在Dk高于5A／dm2，增大到l0A／dm2时合金才开始析出，镀层中铬含量增加，并超过镍含量。 在Dk高于l0A／dm2，随着电流密度的上升，铬含量下降。这是由于高电流密度过程中大量析出氢气，导致表面pH急剧上升，形成氢氧化铬，减少了可供有效沉积的铬离子。例如pH为3.3的镀液中使用10A／dm2的电流密度电镀，l9min后电极表面附近的pH值可达到8以上，此时镀层易出现裂纹或脱落。 因此，在搅拌下电流密度宜采用6～12A／dm2。 b．温度 不同温度得到的镀层中铬含量与电流密度的关系见图2[1]。 由图6-2可见：温度20℃比温度l0℃，可以提高镀层中铬的含量。
图2不同温度得到的镀层中铬含量与电流密度的关系 温度大于30℃，镀层出现裂纹。故一般温度宜在10～30℃。 c．pH值不同pH值时镀层中铬的含量与电流密度的关系见图3[1]。
图3不同pH值时镀层中铬的含量与电流密度的关系 1-pH=1．8；2-pH=2.6；3-pH=3．3 由图3可见：曲线1 pH=1．8镀层铬层含量随着电流密度的增大而上升，Dk升至16A/dm2时出现拐点，Dk再上升铬含量下降。 曲线2 pH=2．6，镀层铬含量随着电流密度增大而上升。拐点在Dkl5A／dm2出现，Dk再上升铬量下降。 曲线3 pH=3.3，Dk升至l0A／dm2铬含量出现拐点、出现拐点随pH值上升而下降。这可以理解为：由于pH值高，H+浓度低，电镀过程中pH值易上升，出现氢氧化铬的时间短，不利于铬的电沉积而出现铬的拐点。 d．搅拌搅拌对镀层中铬含量的影响见图4[1]。 由图4可见，无搅拌的曲线，Dk为5A／dm2时铬含量20％，Dk10A／dm2时铬含量70％，此时为拐点，继续升高Dk则铬含量下降。
图4搅拌对镀层中铬含量的影响 有搅拌的曲线，Dk为5A／dm2时铬含量为70％，Dk为7.5A／dm2时铬含量达到92％，此时为拐点，Dk为10A／dm2时铬含量下降到88％。 实验证明，搅拌能使合金镀层中铬含量增加。搅拌可使电极表面镍、铬离子扩散，减小析氢后氢离子的扩散层厚度，防止pH值急剧变化，有利于铬的电沉积。因此，镀镍铬合金需要搅拌镀液。 ③阴极极化曲线。电沉积铬镍合金阴极极化曲线见图5[1]测试溶液：氯化铬l80～200g／L，氯化镍50～60g／L，溴化铵15～20g／L，硼酸30～40g／L，氯化铵60～80g／L，柠檬酸钠60～100g／L，甲酸40～60mL／g，添加剂60～80mL／L。在铂电极上测得阴极极化曲线。
图5 电沉积铬镍合金阴极极化曲线 由图5可见，极化曲线由三部分组成。 ab段电位0．1～0．7V(相对于甘汞电极电位)得到光亮镍沉积层，不含铬，Ni2++2e→Ni。 bc段电位0．7～1．2V，只能得到黑色沉淀物，是由Cr3+还原为Cr2+，Cr3++e→Cr2+，Cr2+将Ni2+还原生成的物质，即2Cr2++Ni2+→2Cr3++Ni。 cd段 电位负于-l.2V，得到镍铬合金共沉积，Cr3++3e-Cr。 上述镀液组成及工艺条件为哈尔滨工业大学研究成果[1]。 |
