摘要：低温、低浓度镀铬具有其独特的优点 ，已推广使用多年。本文根据多年的生产实践 ，总结了低温、低浓度镀铬中铬酐浓度、硫 酸根 浓度、稀土添加剂、温度 、电流密度以及阳极等因素对镀液、镀层性能的影响，并提出了管理措施。 1前言 众所周知，传统的镀铬工艺存在着许多缺点。因此，人们多年来进行了大量的研究，以求改善传统工艺的不足。各种新工艺不断间世，如FIEEF25型(安美特电镀工程技术公司)、CH型(山西大学黄逢春)、Cr一333型(山西大学张杰)、cs型(常熟环保局陈惠国)、YC一1型(青岛综合中专学校谢洪渡、张来祥)等。其中含稀土的镀铬工艺以其低浓度、低温度，高分散能力等优点而得以迅速推广，在众多厂家获得了成功然而，有的厂家却无法成功应用，另外，还有一些厂家虽长期使用，但往往存在镀液不稳定等问题。我们厂是1994年开始使用稀土低浓度镀铬工艺使用之初，各种问题不断出现，由于经验不足，找不到合适的控制方法，走了不少弯路。但幸运的是，我们终于摸出了经验，找到行之有效的控制方法，实践证明，低温、低浓度稀土镀铬有着它独特的优点，如使用管理得当，不失之为一种良好的工艺。为了让稀土镀铬工艺更好的服务于广大的电镀企业，现将我们在长期的生产中摸索出的工艺控制方法奉献业界同仁。不当之处敬请指教。 一般低温，低浓度镀铬工艺规范如下： 铬酐100～150g/L 硫酸/铬酐04～0.7 三价铬0～2g/L 添加剂适量(约2～4g/L) 温度30～50℃ 5～20A/dm2 阴极电流密度 2成分及工艺条件对镀铬的影晌 2.1铬酐浓度的影响 多种稀土添加剂要求c的浓度在100～180g/L之间。铬酐浓度的高低不但关系着废水处理的难易程度，似乎也标志着添加剂先进、优良的程度。因此，许多厂家把c浓度的高低看成了工艺应用是否成功的关键;某些销售商也把添加剂能够使cr浓度控制得如何如何低，作为其宣传推销的热点。这其实是一种片面的认识特别作为找们生产厂家来说，cr的浓度固然重要，但更应该注重的是工艺是否稳定，生产质量是否提高，是否能创造经济效益。我们在对比多种稀土镀铬添加剂的实验中发现，有些添加剂，按照说明书中介绍的工艺范围的下限浓度配比，在新配槽或小实验槽中效果还可以。但若投人生产，很快便故障频频，几乎无法控制。其主要原因是crn浓度较低使镀液对金属杂质(如镀液中不可避免的铁、镍、三价铬等)变得极为敏感。因此，我们厂在实际生产中CrO浓度一般控制在180～200g/L之间。浓度虽然较原工艺规范略高，但大大降低了杂质的影响.并为我们的生产创造了一个稳定环境。 2.2三价铬的浓度与阳极的关系 多种稀土添加剂要求三价铬的浓度应在2g/L以下这是影响稀土镀液稳定性的一个重要因素。稀土镀铬对三价铬下限无要求，可低至零。我们的生产实践也表明.镀液无三价铬时，依然可以获得较好的镀层。但三价铬浓度一旦过高，便会引起分散能力降低、电流范围狭窄等一系列问题然而.生产中我们发现稀土镀液，特别是低铬酐浓度、温度较低的镀液.三价铬浓度存在不断升高的现象起初，认为是阳极面积过低引起的.采取了增加阳极面积等方法，但效果甚微。经过长期观察.并通过理论分析，终于找到了问题的症结所在，即阳极电流密度过低常规装饰镀铬工艺，电流密度一般在20～40A/dm2，以阴极/阳极面积比为1：(2～4)计算，则阳极电流密度约在l0A/dm2左右这种阳极电流密度下，铅阳极表面能生成一层过氧化铅导电层，三价铬可以在阳极上被氧化成六价铬而保持在工艺范围内。由于阳极面积大，可将三价铬保持在合适的范围内。然而.稀土镀铬是以低电流、低温度、低铬酐浓度为特点的。这三个牦点均可在较低的阴极电流密度下析出正常的镀层，电流密度甚至可低至6A/d。这时，如阴极/阳极面积比还是l：(2～4)，阳极电流密度就很小了。这种阳极电流密度下，大部分铅阳极表面会生成一层不导电的黄色铬酸铅钝化膜虽然具有较大的表观阳极面积.但实际导电面积较小，使得三价铬只能在很小的阳极表面被氧化，导致三价铬浓度不断上升。这种现象在小电流镀铬中是常见的，如山东淄博不少电镀厂为造纸企业使用的烘缸镀硬铬，其尺寸为：直径约4米，长l～2米，为了减小变电室及整流器的容量，均选用了一种不含氟的稀土镀铬工艺。电流密度可低至6A/dIrF左右。在这种情况下，三价铬上升问题就更为突出.对于三价铬过高的情况，可以采取如下的处理方法： ①勤刷洗阳极表面; ②在阳极中掺加少量白银; ③使用钛基镀铂阳极; ④采取措施提高电流密度，如提高镀液温度; ⑤使用素烧陶瓷筒电解去除三价铬等 前4种措施都是为了防止阳极钝化。第5条措施使用的素烧陶瓷筒，孔隙一般在0.1～0.2m，长度根据镀槽大小，100～150毫米，长度1米左右;壁厚0.5～1.5毫米。另外，为了降低三价铬，生产前最好采用小阴极、太电流(大于正常生产的电流)电解来加温镀液，这样既起到了加温作用，又可以电解掉部分三价铬，同时还可以去除杂质。 2.3硫酸根浓度的影响 这是稀土镀液中较难控制的一个参数硫酸根浓度过高或过低往往会引起镀层“露黄”、带黄彩膜或蓝彩膜，烧焦，发雾等问题。与常规镀铬相同，低浓度镀铬溶液中硫酸根的浓度是依据其与铬酸浓度的比值来确定的，通常，[crO3/[硫酸根l_1(20/0.4～0.7。而稀土镀液中较低的CtO含量使得硫酸根的允许含量很低，由于活化液的带人和补充铬酐时的带人，使得镀液中硫酸根的浓度成为一个最不稳定的参数。但由于硫酸根的允许含量很低，在工艺维护、调整时必须做到准确无误。应特别注意的是，硫酸根与三价铬之间具有关联性。硫酸根浓度一旦过高，三价铬就会加速上升;反之，三价铬过高，即使降低硫酸根含量也无济于事。而且，低浓度稀土镀铬工艺中，三价铬一旦上升是很难随硫酸根的降低而降低的。如果硫酸根与三价铬都过高的话，镀液将很难调整。因此硫酸根的含量从开始就必须严格控制。根据我们在生产中得出经验，硫酸根的含量控制要注意如下几个原则： ①勤化验硫酸根含量.如每天至少化验一次; ②严格控制其它途径带人的硫酸根如采取稀镀铬液活化等; ③尽量维持硫酸根浓度在中或低限。 2.4稀土添加剂的影响 稀土添加剂是镀液的关键成分，其质量很大程度地决定了镀液的性能，应慎重选择。添加剂的加人可提高镀液深镀能力，并具有微弱的催化作用。由于稀土元素的沉积电位较负，电镀过程中几乎不消耗，主要是工件带出、缸角废弃等损失对于不含氟化物的工艺，含量偏高时一般不会产生不良影响。但含氟的添加剂由于氟化物催化作用太，含量过高可出现类似硫酸根含量高的现象，因此应控制其含量添加剂古量过低易引起漏镀、烧焦等问题。一般与铬酐按照1/100的比例补加。先用热的镀液溶解再补加人槽。因其中有些成份不易溶解，可将不溶物包在塑料窗纱网中、挂在槽壁，让其缓慢溶解。否则溶解不充分，沉淀在槽底，将会影响镀液性能。另外，对于装饰性镀铬，每次生产前应先搅拌镀液。 2.5温度与电流密度 优良的稀土添加剂可提高温度和电流密度的允许范围。一般情况下，温度在25～70℃均可使用但考虑到镀液稳定性，推荐在40～55℃范围内使用。温度过低，会出现镀层彩膜、三价铬上升过快、硫酸根含量不易控制等现象。电流密度则根据温度的高低灵活确定。 3结论 低浓度稀土镀铬工艺成功应用的基础是选择合适的添加剂，关键是工艺维护。我们厂多年的生产经验证明，如果选择了良好添加剂，再加上严格管理，即会带来很好的社会效益和经济效益。 |
