(一)三价铬镀铬的特点 为了取代严重污染的六价铬电镀，电镀工作者进行了大量的研究。目前对三价铬镀铬方面已取得明显的进展，已在装饰电镀方面获得工业应用。 追溯历史镀铬的研究最先是从三价铬盐开始，但由于工艺中的困难，而使铬酸酐镀铬工艺最先获得工业应用。 研究三价铬镀铬的困难在于： (1)三价铬镀液中Cr3+是中间状态，因有Cr2+、Cr6+，都是变价元素，较不稳定。 (2)在电镀过程中，阴极可能还原Cr0、Cr2+，但阳极易使Cr3+氧化成Cr6+，难以控制。 (3)三价铬镀铬也不能用金属铬作阳极，理由是与铬酸酐镀液相同。用不溶性阳极时，在阳极区容易有Cr6+生成(Cr3+→Cr6++3e)。六价铬的存在，对三价铬镀液是极其有害的。 (4)三价铬所获得的铬镀层很难加厚。并且难以达到Cr6+镀液中获取带浅蓝色的银白色铬镀层，镀层近似不锈钢的色泽。 三价铬镀铬工艺，由于能减少对环境的污染，故又称“环保铬”(Envimchrome)。此外它与六价铬镀液比较，具有许多特点： (1)三价铬镀铬溶液中三价铬离子的含量只有六价铬镀铬中铬离子的l／7甚至更少；其毒性仅是六价铬的1／100；污水处理也比较容易，只需将pH值提高至8以上便可产生Cr(OH)3，沉淀；由于浓度低，酸铬雾也大为降低；操作时带出的镀液损失减少。 (2)镀液有较好的分散能力和覆盖能力。可以电镀形状较复杂的零件，电镀简单形状的工件，也可以装挂得更紧密排，从而就提高了每槽、每小时的产量。 (3)使用电流密度范围很宽。可以从0．54A／dm2～100A／dm2，并在高电流下，铬镀层不致“烧焦”。其电流效率最高可达50％～60％。 (4)镀液温度范围宽。一般可控制在15℃～45℃范围内，在20℃～35℃中较佳，而Cr6+镀铬液要加温到50℃以上，因此可节约能源。 (5)电镀过程中可以将工件从镀液中取出检查，然后放回镀液中，仍可继续电镀，不影响镀层结合力。 (6)三价铬镀铬层的耐蚀性比铬酸酐镀液中铬镀层耐蚀性高，因镀层为微不连续铬层，呈微孔，当厚度1μm时，就出现微裂纹结构，因此，耐蚀性高。 (7)容易在钢、铜及铜合金、锌铸件或镍上直接电镀，结合力良好，镀层色泽已可同六价铬镀铬相近。 (8)三价铬镀铬层的退除方法与六价铬镀铬层相同，而且退除过程中的废品降低。 (9)三价铬镀铬的沉积机理没有六价铬镀铬复杂。因为三价铬镀铬是采用铬盐、导电盐及添加剂等，这就与一般电镀过程相似。 (二)．三价铬镀液的组成及操作条件 三价铬镀液的组成中包括主盐(铬的硫酸盐或卤化物等)、络合剂(羧酸或其盐类)、导电盐(碱金属或铵的硫酸盐、卤化物等)以及缓冲剂硼酸和润湿剂等。同样可以加入一些无机或有机的光亮剂。 目前在工业生产上获得应用的，较著名的三价铬工艺为安美特化学有限公司(AtotechAsiaPacificLtd)、美坚化工(MetfinChemical)及Albright&Wilson公司等，并成为专利商品推销，其具体配方由于商业原因不予公开，见表3—5—33。国内对三价铬镀铬也做了大量的研究，其研究的镀液组成及操作条件列于表3—5—34。 表3—5—33国外三价铬镀铬溶液组成和操作条件  表3—5—34国内研究的三价铬镀铬溶液组成及操作条件  近年来国内一些单位研制成功的三价铬镀铬工艺也已投入工业应用，例如广#1--轻研究所的BH-88三价铬镀铬工艺可作为其典型。BH-88三价铬镀铬溶液组成及操作条件列于表3—5—35，其详细技术资料可参阅该产品说明书。 表3—5—35BH-88三价铬镀铬溶液组成及操作条件  根据表3—5—33～表3—5—35中所列，三价铬镀铬溶液的组成大致可分为下列几种： (1)主盐。采用铬盐，可用氯化铬、硫酸铬、碱式硫酸铬、甲酸铬及氟化铬等，其效果大同小异。在镀液中金属铬含量大致在20g／L～40g／L左右。 (2)络合剂。多数采用有机酸盐，原则上小于l0个C的羧酸或羧酸盐都可被采用，如甲酸盐、乙酸盐、草酸盐、丁二酸盐、酒石酸盐、柠檬酸盐和乙醇酸盐等。 (3)导电盐。导电盐是由碱金属和盐酸及硫酸之类的强酸盐构成，常用的有Na+、K+、NH4+；的氯化物和硫酸盐。 (4)抑制剂。其作用是抑制镀液中Cr6+的产生。 (5)缓冲剂。是为保持镀液的pH值稳定，硼酸是优良的缓冲剂。其他缓冲剂还有磷酸盐、柠檬酸盐等。 (6)光亮剂。可提高镀层的光泽性，例如丙三醇等。 (7)表面活性剂。可降低镀液的表面能，更好地润湿镀件表面，从而避免麻孔状的镀层，促使镀层光泽均匀一致。 对于三价铬镀铬中的阳极要特别予以关注，要获得满意的铬镀层，除镀液组成及工艺条件外，如何在阳极氧化过程抑制Cr6+的生成极其重要。目前在三价铬镀铬中所采用的阳极大致有下列几种方式： (1)石墨不溶性阳极。这是一种特别的高纯度、高密度的特制阳极。 (2)铁氧体阳极。 (3)在不溶性阳极表面涂以专门的涂料。 (4)特制的阳极篮。此方法能有效地控制Cr3+的产生，但使用价格昂贵，操作复杂。 相关阅读：镀铬：镀铬的一般特性 镀铬：镀铬层的种类和标记 镀铬：镀铬液的种类和特性 镀铬：镀铬的基本原理 镀铬：镀铬工艺（上） 镀铬：镀铬工艺（下） 镀铬：防护-装饰性镀铬 镀铬：镀硬铬(耐磨铬) 镀铬：镀黑铬 镀铬：不合格镀铬层的退除 |
