在现代制造行业中,电镀技术发挥着至关重要的作用,尤其是普通电镀。它不仅为产品提供了基本的防护和装饰效果,也为更复杂的电镀工艺奠定了基础。本文将深入探讨镀铬的分类及其广泛应用,揭示其在各个领域的独特价值。
普通电镀主要包括镀铜、镍、铬、锡、锌、镉等金属。这些单金属电镀各具特点,虽然它们的基本理论相近,但应用领域和工艺却各有不同。镀铬作为电镀中的重要一环,其分类主要分为防护装饰性镀铬和耐磨镀铬两类,前者主要用于防止金属生锈并美化外观,后者则用于提升机械零件的硬度和耐用性。
铬是一种略带蓝色的银白色金属,具有强烈的钝化能力,使其在大气中能长时间保持光泽。镀铬层的硬度极高,通常达到HV1000,且具备良好的耐磨性与耐热性。在高达500℃的条件下,镀层的外观与硬度依然保持稳定,反光能力则仅次于银。
镀铬层的厚度影响其性能,当厚度达到0.25μm时,层面会呈现微孔性,超过0.5μm时则可能出现网状微裂纹。通常,镀层厚度达到20μm以上时,才能有效保护基体。
防护装饰性镀铬的应用范围广泛,涵盖汽车、摩托车、自行车等多个领域。其主要特点包括镀层薄,仅需0.25~0.3μm,同时对于钢铁基体而言,铬层是阴极性镀层,因此需中间层以达到更好的防腐效果。铬层表面光滑且外观亮丽。
防护装饰性镀铬又分为一般和高耐蚀性两种。一般镀铬适用于室内环境,而高耐蚀性镀铬则能在更严酷的条件下使用,采用特殊工艺以增强其耐蚀性。
对于镀铬的不同基材,如钢铁、铝合金及铜合金,防护装饰性镀铬需要使用多层镀层体系以确保有效防护。例如,铜合金在镀铬前可先镀光亮镍以提高耐腐蚀性。在国内,铜/镍/铬的镀层体系普遍采用,常用的铬酸酐浓度约为300g/L,确保镀层质量。
高耐蚀性镀铬自20世纪50年代起逐渐发展,镍/铬镀层的耐蚀性与镍层的质量和厚度息息相关。镀层的微观结构也极为重要。使用特殊的镀铬工艺,可以显著降低裂纹对镀件外观和防护性能的影响。通过不断的技术创新,微孔铬和微裂纹铬的新工艺逐渐被开发出来,以增强其耐蚀性。
耐磨铬作为一种功能性电镀,主要通过铬的特性提高机械零件的物理化学性能,包括硬度和耐磨性。其应用领域十分广泛,涵盖机械模具、发动机零件、印刷和纺织工具等,能够显著延长使用寿命。耐磨铬还可用于修复磨损零件,提升其重复使用的价值。
在镀耐磨铬的过程中,基体材料如碳钢、铝合金和高合金钢需根据特性进行合适的前处理。通常,耐磨铬层的厚度在2~50μm之间,而对于修复零件,镀层厚度可达800~1000μm,确保其在使用中的可靠性。
当前,国内对耐磨铬的镀制普遍采用普通镀铬溶液,其配方与工艺条件已逐渐标准化,铬酸酐浓度设定在225~250g/L之间,硫酸为2.25~2.50g/L,温度保持在50~60°C,以适应不同零件的需求。
针对高压和高速工作条件下的零件,镀铬层的润滑性较差,容易出现干摩擦,影响使用寿命。为了改善这一问题,采用镀松孔铬的技术,通过机械法、化学法和电化学法等多种方式,提高铬层的润湿性能,使其能够更好地存储润滑油。
黑铬镀层则是另一种独特的表面处理方式,其不仅具备美观效果,更兼具耐磨、耐蚀和耐高温等特性。黑铬层由金属铬及其氧化物Cr2O3构成,其硬度可达到HV130~150,耐蚀性与普通镀铬相似,主要取决于中间层的厚度。
镀铬技术在各个行业中都有着不可替代的地位,随着技术的不断进步,其应用将更加广泛,效果也愈加显著,成为提高产品质量和使用寿命的重要手段。