一種三價(jià)鉻電鍍硬鉻的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種三價(jià)鉻電鍍硬鉻的方法，具體涉及一種能形成耐磨厚鍍層的鍍鉻方法，屬于電鍍領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
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[0002]目前，厚鍍層鍍硬鉻(顯微硬度HV大于850，鍍層厚度超過(guò)20μ m)的電鍍方法中，通常使用六價(jià)鉻鹽的電鍍方法，也有采用三價(jià)鉻鹽的電鍍方法。
[0003]采用六價(jià)鉻鹽作為電鍍液的主要成分的電鍍方法，所用鉻鹽為三氧化鉻(鉻酐CrO3),這種電鍍方法可以在零件表面獲得連續(xù)、致密的厚鍍鉻層。這種方法電流效率低(20% )，電鍍過(guò)程需要加熱，三廢排放中存在六價(jià)鉻的重金屬污染問(wèn)題。六價(jià)鉻不經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的環(huán)保處理措施處理，不能自然形成無(wú)毒的物質(zhì)，在自然界的水體和土壤中可以長(zhǎng)期形成有活性的污染源，是國(guó)際醫(yī)學(xué)界確認(rèn)的致癌、致畸變的物質(zhì)，是重金屬污染的重要控制離子。
[0004]采用三價(jià)鉻鹽的電鍍方法，以硫酸鹽或氯化物為主鹽，配合不同的絡(luò)合劑、導(dǎo)電鹽、緩沖劑等添加劑，在酸性條件下進(jìn)行電鍍。但是生成的鍍層較薄，通常在ΙΟμπι以?xún)?nèi)可形成連續(xù)穩(wěn)定的鍍層。當(dāng)鍍層厚度超過(guò)ΙΟμπι時(shí)，鍍層不能形成厚度層，或質(zhì)量不穩(wěn)定產(chǎn)生起皮、脫落、孔隙等缺陷。
[0005]綜上所述目前電鍍鉻硬鉻的方法存在的不足之處是，六價(jià)鉻鹽電鍍存在嚴(yán)重的重金屬環(huán)境污染問(wèn)題。三價(jià)鉻鹽電鍍存在的問(wèn)題是不能形成沒(méi)有缺陷的、穩(wěn)定的、具有可靠厚度的鍍鉻層。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0006]本發(fā)明通過(guò)提供了一種以三價(jià)鉻為主鹽的三價(jià)鉻電鍍硬鉻的方法，解決了目前六價(jià)鉻電鍍重金屬污染問(wèn)題以及三價(jià)鉻電鍍鍍層不能形成厚鍍層，或質(zhì)量不穩(wěn)定產(chǎn)生起皮、脫落、孔隙等缺陷的問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種三價(jià)鉻電鍍硬鉻的方法:
[0009]電極用經(jīng)過(guò)含銥、釕的溶液浸漬和燒結(jié)處理形成表面涂層的金屬鈦板DAS作為電鍍陽(yáng)極；
[0010]電源用直流電源，電流密度1dm2?50A/dm 2；
[0011]電鍍工作溫度，30°C?60°C ;
[0012]三價(jià)鉻電鍍液的組分及含量為:
[0013]主鹽:硫酸鉻和氯化鉻，按鉻離子含量計(jì)算硫酸鉻比氯化鉻為3: 1，溶液中三價(jià)鉻離子的含量是17g/L?33g/L ;
[0014]絡(luò)合劑:酒石酸10g/L?60g/L，二乙烯三胺5g/L?30g/L ；
[0015]催化劑:溴化鉀和氟化鉀，其比例為I: 2，5g/L?10g/L ；
[0016]緩沖劑:硼酸-硼酸鈉體系，120g/L?180g/L ；
[0017]導(dǎo)電鹽:硫酸鈉和氯化鈉，按鈉離子含量計(jì)算硫酸鈉比氯化鈉為3: 1，加入量是30g/L ?90g/L ；
[0018]其它物質(zhì):全氟聚醚羧酸胺鹽Og/L?18g/L，甘油Og/L?8g/L，鹿糖Og/L?20g/L，月桂基二甲基甜菜堿Og/L?12g/L，其余為水；
[0019]控制電鍍液PH值在1.5?2.2之間，用硫酸和碳酸鈉調(diào)節(jié)PH值；
[0020]三價(jià)鉻電鍍液的配制方法:首先將計(jì)量的二分之一的水加入到容器中，依次加入主鹽、絡(luò)合劑、催化劑、緩沖劑、導(dǎo)電鹽，前一種物質(zhì)溶解后再加入后一種物質(zhì)，將三分之一的水加入到另一容器中，依次加入全氟聚醚羧酸胺鹽、甘油、月桂基二甲基甜菜堿、蔗糖，前一種物質(zhì)溶劑后再加入后一種物質(zhì)，將兩種溶液混合，用硫酸和碳酸鈉調(diào)節(jié)PH值在1.5?
2.2之間，用水補(bǔ)充至計(jì)量值，三價(jià)鉻電鍍液配置完成。
[0021]本發(fā)明提供了一種鍍鉻溶液，以三價(jià)鉻為主鹽，有機(jī)酸及其鹽為絡(luò)合劑，鹵化物和有機(jī)氟化物為催化劑，可控制PH值在1.5?2.2之間的緩沖體系做緩沖劑，無(wú)機(jī)鹽為導(dǎo)電鹽，以及其它物質(zhì)為添加劑等組成配方。電鍍陽(yáng)極材料選用經(jīng)過(guò)含銥、釕的溶液浸漬和燒結(jié)處理形成表面涂層的金屬鈦板作為電鍍陽(yáng)極。電源采用直流電鍍電源。鋼鐵工件經(jīng)過(guò)常規(guī)的除油和活化處理，在常溫條件下電鍍，控制電鍍過(guò)程的主要參數(shù)，在鋼鐵工件上獲得連續(xù)、致密、完整、與基體金屬結(jié)合良好的厚鍍鉻層，鍍鉻層厚度達(dá)到40 μπι，顯微硬度(HV 彡 850)。
【具體實(shí)施方式】
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[0022]實(shí)施例1:
[0023]電鍍液的配制方法，首先將計(jì)量的二分之一的水加入到容器中，依次加入主鹽以三價(jià)鉻離子含量計(jì)33g/L、絡(luò)合劑(酒石酸60g/L，二乙烯三胺5g/L)、催化劑5g/L、緩沖劑(硼酸120g/L)、導(dǎo)電鹽90g/L，前一種物質(zhì)溶劑后再加入后一種物質(zhì)。將三分之一的水加入到另一容器中，依次加入全氟聚醚羧酸胺鹽6g/L、甘油4g/L、月桂基二甲基甜菜堿12g/L、蔗糖20g/L，前一種物質(zhì)溶劑后再加入后一種物質(zhì)。將兩種溶液混合，用硫酸和碳酸鈉調(diào)節(jié)PH值1.5?2.2之間，用水補(bǔ)充至計(jì)量值，三價(jià)鉻電鍍液配置完成。
[0024]電極用經(jīng)過(guò)含銥、釕的溶液浸漬和燒結(jié)處理形成表面涂層的金屬鈦板DSA作為電鍍陽(yáng)極。
[0025]電源用直流電源，電流密度20±5A/dm2。
[0026]電鍍工作溫度，45 ±5 °C。
[0027]用Q235鋼板(150 X 100X3)作試樣，經(jīng)過(guò)磨光_除油_水洗_活化_水洗_電鍍-水洗等工序，電鍍30min厚度可達(dá)到50 μ m，硬度達(dá)到HV = 850。
[0028]實(shí)施例2:
[0029]電鍍液的配制方法，首先將計(jì)量的二分之一的水加入到容器中，依次加入主鹽以三價(jià)鉻離子含量計(jì)17g/L、絡(luò)合劑(酒石酸10g/L，二乙烯三胺30g/L)、催化劑10g/L、緩沖劑(硼酸180g/L)、導(dǎo)電鹽30g/L，前一種物質(zhì)溶劑后再加入后一種物質(zhì)。將三分之一的水加入到另一容器中，依次加入全氟聚醚羧酸胺鹽18g/L、甘油6g/L、月桂基二甲基甜菜堿3g/L、蔗糖10g/L，前一種物質(zhì)溶劑后再加入后一種物質(zhì)。將兩種溶液混合，用硫酸和碳酸鈉調(diào)節(jié)PH值1.5?2.2之間，用水補(bǔ)充至計(jì)量值，三價(jià)鉻電鍍液配置完成。
[0030]電極用經(jīng)過(guò)含銥、釕的溶液浸漬和燒結(jié)處理形成表面涂層的金屬鈦板DSA作為電鍍陽(yáng)極。
[0031]電源用直流電源，電流密度40±5A/dm2。
[0032]電鍍工作溫度，40 ±5 °C。
[0033]用2002祖4軸(Φ 100X 150)作試樣，經(jīng)過(guò)磨光_除油_水洗_活化_水洗_電鍍-水洗等工序，電鍍45min厚度可達(dá)到80 μ m，硬度達(dá)到HV = 880。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三價(jià)鉻電鍍硬鉻的方法，其特征是:電極用經(jīng)過(guò)含銥、釕的溶液浸漬和燒結(jié)處理形成表面涂層的金屬鈦板DAS作為電鍍陽(yáng)極； 電源用直流電源，電流密度1dm2?50A/dm2; 電鍍工作溫度，30 °C?60 °C ； 三價(jià)鉻電鍍液的組分及含量為: 主鹽:硫酸鉻和氯化鉻，按鉻離子含量計(jì)算硫酸鉻比氯化鉻為3: 1，溶液中三價(jià)鉻離子的含量是17g/L?33g/L ; 絡(luò)合劑:酒石酸10g/L?60g/L，二乙稀三胺5g/L?30g/L ； 催化劑:溴化鉀和氟化鉀，其比例為I: 2，5g/L?10g/L ; 緩沖劑:硼酸-硼酸鈉體系，120g/L?180g/L ; 導(dǎo)電鹽:硫酸鈉和氯化鈉，按鈉離子含量計(jì)算硫酸鈉比氯化鈉為3: 1，加入量是30g/L ?90g/L ； 其它物質(zhì):全氟聚醚羧酸胺鹽Og/L?18g/L，甘油Og/L?8g/L，鹿糖Og/L?20g/L，月桂基二甲基甜菜堿Og/L?12g/L，其余為水； 控制電鍍液PH值在1.5?2.2之間，用硫酸和碳酸鈉調(diào)節(jié)PH值； 三價(jià)鉻電鍍液的配制方法:首先將計(jì)量的二分之一的水加入到容器中，依次加入主鹽、絡(luò)合劑、催化劑、緩沖劑、導(dǎo)電鹽，前一種物質(zhì)溶解后再加入后一種物質(zhì)，將三分之一的水加入到另一容器中，依次加入全氟聚醚羧酸胺鹽、甘油、月桂基二甲基甜菜堿、蔗糖，前一種物質(zhì)溶劑后再加入后一種物質(zhì)，將兩種溶液混合，用硫酸和碳酸鈉調(diào)節(jié)PH值在1.5?2.2之間，用水補(bǔ)充至計(jì)量值，三價(jià)鉻電鍍液配置完成。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種三價(jià)鉻電鍍硬鉻的方法，解決了目前六價(jià)鉻污染以及三價(jià)鉻電鍍鍍層薄的問(wèn)題。電極用經(jīng)過(guò)含銥、釕的溶液浸漬和燒結(jié)處理形成表面涂層的金屬鈦板電鍍陽(yáng)極；電源用直流電源，三價(jià)鉻電鍍液的組分及含量為：主鹽：硫酸鉻和氯化鉻；絡(luò)合劑：酒石酸，二乙烯三胺；催化劑：溴化鉀和氟化鉀；緩沖劑：硼酸-硼酸鈉體系；導(dǎo)電鹽：硫酸鈉和氯化鈉；其它物質(zhì)：全氟聚醚羧酸胺鹽，甘油，蔗糖，月桂基二甲基甜菜堿，其余為水；控制電鍍液PH值在1.5～2.2之間，用硫酸和碳酸鈉調(diào)節(jié)PH值。本發(fā)明以三價(jià)鉻為主鹽，有機(jī)酸及其鹽為絡(luò)合劑，鹵化物和有機(jī)氟化物為催化劑，可在鋼鐵工件上獲得40μm鍍鉻層厚度，顯微硬度HV≥850。
【IPC分類(lèi)】C25D3/06
【公開(kāi)號(hào)】CN105063676
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510502003
【發(fā)明人】李文剛, 孫寧, 孫宣杰, 李連喜, 趙文軍, 張建強(qiáng), 侯蔚, 郭云鵬
【申請(qǐng)人】?jī)?nèi)蒙古第一機(jī)械集團(tuán)有限公司, 中國(guó)兵器工業(yè)新技術(shù)推廣研究所
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年8月17日