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环保型三价铬电镀实验研究

王巍  
【摘要】: 电镀铬是工业上应用最广泛的电镀技术之一,其产品遍及日常生活与工业生产等诸多领域。传统的镀铬是采用六价铬镀铬工艺进行的。由于六价铬电镀铬工艺存在电流效率低、能耗大、覆盖能力差等缺点,特别是六价铬具有对操作工人身体危害极大与污染环境严重的问题,使得采用新型镀铬技术来取代六价铬电镀成为必然趋势。 本论文采用甲酸铵与草酸铵复合作为配位剂的氯化物体系电镀液进行三价铬电镀。该体系基本上克服了上述六价铬电镀的缺点,具有低毒环保、不受电流中断的影响和可在常温下电镀等优点。采用该体系镀液在金属表面进行电镀,可得到外观光亮,结合力与耐蚀性较好的镀铬层,基本满足装饰性镀铬的需求,具有一定的实用价值。 本文的主要工作包括以下三个部分: (1)金属表面三价铬电镀 采用甲酸铵与草酸铵复合配位剂体系三价铬电镀液,在铜和45钢两种金属材料表面进行三价铬电镀。利用正交试验法进行小槽实验,以镀铬层的厚度作为考核指标,优化选择电镀液中两种配位剂的浓度,阴极电流密度与电镀时间等工艺参数,结合镀液pH值与温度对镀层外观的影响,获得良好的电镀工艺条件。采用优化后的工艺条件,可在金属表面获得外观光亮、分布均匀致密,纯度较高,结合力与耐蚀性较好的镀铬层。 (2)非金属表面化学镀铜 采用甲醛-酒石酸钾钠镀铜体系镀液,在尼龙、酚醛树脂和玻璃三种非金属材料上进行化学镀铜。通过正交设计进行小槽实验,以镀铜速率作为考核指标,对化学镀铜液中硫酸铜、酒石酸钾钠和甲醛的浓度与镀液pH值等参数进行优化。采用优化后的工艺条件,可在非金属材料表面获得分布均匀,颜色红亮,导电性良好,无漏镀现象的铜镀层。其中尼龙和酚醛树脂表面铜镀层结合力较好,玻璃表面铜镀层结合力较差。 (3)非金属镀铜件表面三价铬电镀 在表面化学镀铜的尼龙、酚醛树脂两种非金属材料上,在前文研究的基础上进行三价铬电镀实验,分析了不同阴极电流密度对镀层外观的影响。针对镀层出现的结合力差的缺点,给出了几种增强镀层结合力的改进方案。


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