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硫酸盐体系三价铬镀铬工艺研究

王秋红  
【摘要】:镀铬工艺是工业上应用最广泛的电镀技术之一,传统的镀铬工艺是采用六价铬镀液电镀铬,由于有毒的六价铬离子对操作人员危害和严重环境污染等问题,使得三价铬电镀有了更进一步发展。因此,本文研究的是一种硫酸体系的三价铬电镀工艺。 本文主要研究了TirEAC TCR-3000系列三价铬镀液。通过Hull Cell试验和矩形电解槽试验,讨论了电镀时间、pH值、温度、搅拌方式以及阴极电流密度对镀层的影响。结果表明:镀层厚度增加量随着电镀时间的延长呈现先快后慢的趋势;pH=3.5时可以获得厚度适中、外观光亮的镀层;镀层的光亮程度随着温度的升高而增加,45℃时最佳;搅拌方式宜选用静镀;同时该工艺的可操作电流密度较宽,宜选在4-6A·dm-2。 同时,针对三价铬镀层性能进行了分析,从镀层的结合力、耐腐蚀性、镀层晶态结构,微观形貌可知,三价铬镀层与基体有良好的结合能力,Tafel曲线测试结果表明,三价铬镀层的腐蚀电位高于六价铬镀层,XRD分析三价铬沉积铬为铬-铁镀层,这也是它耐腐蚀性的原因之一,SEM观察镀层表面形态为微型针孔,造成腐蚀电流略大于六价铬镀层。综合分析,三价铬镀层与六价铬镀层性能基本相当。 通过Hull Cell试验,探讨了TCR-3000三价铬电镀液中金属杂质离子对镀层外观的影响,分析了选择性阳离子交换树脂对镀液中金属杂质离子的处理效果。试验发现:当杂质离子Cu2+.Ni2+.Zn2+的浓度分别为10 mg.L-1、50 mg.L-1、60 mg.L-1时,仅工作电流密度的上限可以工作,故确定其浓度为镀液对杂质离子的容忍度。以选择性阳离子交换树脂处理污染后的镀液,杂质离子浓度都显著降低,镀液可恢复使用。 目前,TirEAC TCR-3000系列三价铬镀液已在佛山市昭信金属制品有限公司投入生产,该工艺可广泛应用于灯饰、家具、卫浴、电器及电子技术、通讯技术等行业的产品上。


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