一種三價鉻電鍍硬鉻的方法
【技術領域】
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[0001]本發明涉及一種三價鉻電鍍硬鉻的方法，具體涉及一種能形成耐磨厚鍍層的鍍鉻方法，屬于電鍍領域。
【背景技術】
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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20μ m)的電鍍方法中，通常使用六價鉻鹽的電鍍方法，也有采用三價鉻鹽的電鍍方法。
[0003]采用六價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、致密的厚鍍鉻層。這種方法電流效率低(20% )，電鍍過程需要加熱，三廢排放中存在六價鉻的重金屬污染問題。六價鉻不經過專門的環保處理措施處理，不能自然形成無毒的物質，在自然界的水體和土壤中可以長期形成有活性的污染源，是國際醫學界確認的致癌、致畸變的物質，是重金屬污染的重要控制離子。
[0004]采用三價鉻鹽的電鍍方法，以硫酸鹽或氯化物為主鹽，配合不同的絡合劑、導電鹽、緩沖劑等添加劑，在酸性條件下進行電鍍。但是生成的鍍層較薄，通常在ΙΟμπι以內可形成連續穩定的鍍層。當鍍層厚度超過ΙΟμπι時，鍍層不能形成厚度層，或質量不穩定產生起皮、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，六價鉻鹽電鍍存在嚴重的重金屬環境污染問題。三價鉻鹽電鍍存在的問題是不能形成沒有缺陷的、穩定的、具有可靠厚度的鍍鉻層。
【發明內容】
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[0006]本發明通過提供了一種以三價鉻為主鹽的三價鉻電鍍硬鉻的方法，解決了目前六價鉻電鍍重金屬污染問題以及三價鉻電鍍鍍層不能形成厚鍍層，或質量不穩定產生起皮、脫落、孔隙等缺陷的問題。
[0007]本發明是由以下技術方案實現的:
[0008]一種三價鉻電鍍硬鉻的方法:
[0009]電極用經過含銥、釕的溶液浸漬和燒結處理形成表面涂層的金屬鈦板DAS作為電鍍陽極；
[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，按鉻離子含量計算硫酸鉻比氯化鉻為3: 1，溶液中三價鉻離子的含量是17g/L?33g/L ;
[0014]絡合劑: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]導電鹽:硫酸鈉和氯化鈉，按鈉離子含量計算硫酸鈉比氯化鈉為3: 1，加入量是30g/L ?90g/L ；
[0018]其它物質: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，用硫酸和碳酸鈉調節PH值；
[0020]三價鉻電鍍液的配制方法:首先將計量的二分之一的水加入到容器中，依次加入主鹽、絡合劑、催化劑、緩沖劑、導電鹽，前一種物質溶解后再加入后一種物質，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，前一種物質溶劑后再加入后一種物質，將兩種溶液混合，用硫酸和碳酸鈉調節PH值在1.5?
2.2之間，用水補充至計量值，三價鉻電鍍液配置完成。
[0021]本發明提供了一種鍍鉻溶液，以三價鉻為主鹽，有機酸及其鹽為絡合劑，鹵化物和有機氟化物為催化劑，可控制PH值在1.5?2.2之間的緩沖體系做緩沖劑，無機鹽為導電鹽，以及其它物質為添加劑等組成配方。電鍍陽極材料選用經過含銥、釕的溶液浸漬和燒結處理形成表面涂層的金屬鈦板作為電鍍陽極。電源采用直流電鍍電源。鋼鐵工件經過常規的除油和活化處理，在常溫條件下電鍍，控制電鍍過程的主要參數，在鋼鐵工件上獲得連續、致密、完整、與基體金屬結合良好的厚鍍鉻層，鍍鉻層厚度達到40 μπι，顯微硬度(HV 彡 850)。
【具體實施方式】
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[0022]實施例1:
[0023]電鍍液的配制方法，首先將計量的二分之一的水加入到容器中，依次加入主鹽以三價鉻離子含量計33g/L、絡合劑(酒石酸60g/L，二乙烯三胺5g/L)、催化劑5g/L、緩沖劑(硼酸120g/L)、導電鹽90g/L，前一種物質溶劑后再加入后一種物質。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，前一種物質溶劑后再加入后一種物質。將兩種溶液混合，用硫酸和碳酸鈉調節PH值1.5?2.2之間，用水補充至計量值，三價鉻電鍍液配置完成。
[0024]電極用經過含銥、釕的溶液浸漬和燒結處理形成表面涂層的金屬鈦板DSA作為電鍍陽極。
[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，經過磨光_除油_水洗_活化_水洗_電鍍-水洗等工序，電鍍30min厚度可達到50 μ m，硬度達到HV = 850。
[0028]實施例2:
[0029]電鍍液的配制方法，首先將計量的二分之一的水加入到容器中，依次加入主鹽以三價鉻離子含量計17g/L、絡合劑(酒石酸10g/L，二乙烯三胺30g/L)、催化劑10g/L、緩沖劑(硼酸180g/L)、導電鹽30g/L，前一種物質溶劑后再加入后一種物質。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，前一種物質溶劑后再加入后一種物質。將兩種溶液混合，用硫酸和碳酸鈉調節PH值1.5?2.2之間，用水補充至計量值，三價鉻電鍍液配置完成。
[0030]電極用經過含銥、釕的溶液浸漬和燒結處理形成表面涂層的金屬鈦板DSA作為電鍍陽極。
[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，經過磨光_除油_水洗_活化_水洗_電鍍-水洗等工序，電鍍45min厚度可達到80 μ m，硬度達到HV = 880。
【主權項】
1.一種三價鉻電鍍硬鉻的方法，其特征是:電極用經過含銥、釕的溶液浸漬和燒結處理形成表面涂層的金屬鈦板DAS作為電鍍陽極； 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，按鉻離子含量計算硫酸鉻比氯化鉻為3: 1，溶液中三價鉻離子的含量是17g/L?33g/L ; 絡合劑: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 ; 導電鹽:硫酸鈉和氯化鈉，按鈉離子含量計算硫酸鈉比氯化鈉為3: 1，加入量是30g/L ?90g/L ； 其它物質: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，用硫酸和碳酸鈉調節PH值； 三價鉻電鍍液的配制方法:首先將計量的二分之一的水加入到容器中，依次加入主鹽、絡合劑、催化劑、緩沖劑、導電鹽，前一種物質溶解后再加入后一種物質，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，前一種物質溶劑后再加入后一種物質，將兩種溶液混合，用硫酸和碳酸鈉調節PH值在1.5?2.2之間，用水補充至計量值，三價鉻電鍍液配置完成。
【專利摘要】本發明涉及一種三價鉻電鍍硬鉻的方法，解決了目前六價鉻污染以及三價鉻電鍍鍍層薄的問題。電極用經過含銥、釕的溶液浸漬和燒結處理形成表面涂層的金屬鈦板電鍍陽極；電源用直流電源，三價鉻電鍍液的組分及含量為：主鹽：硫酸鉻和氯化鉻；絡合劑：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；導電鹽：硫酸鈉和氯化鈉；其它物質：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，用硫酸和碳酸鈉調節PH值。本發明以三價鉻為主鹽，有機酸及其鹽為絡合劑，鹵化物和有機氟化物為催化劑，可在鋼鐵工件上獲得40μm鍍鉻層厚度，顯微硬度HV≥850。
【IPC分類】C25D3/06
【公開號】CN105063676
【申請號】CN201510502003
【發明人】李文剛, 孫寧, 孫宣杰, 李連喜, 趙文軍, 張建強, 侯蔚, 郭云鵬
【申請人】內蒙古第一機械集團有限公司, 中國兵器工業新技術推廣研究所
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月17日