不銹鋼電鍍鉻的溶液維護及操作明細如下:
1. 鉻酐濃度
其濃度在230~270g/L,維持較高的濃度,以保持較高的導(dǎo)電率,可通過較高的電流密度,以維持鍍液的穩(wěn)定,有較高的抗雜質(zhì)能力。
2. 硫酸濃度
硫酸濃度應(yīng)保持與鉻酐的濃度比值為100:1.當(dāng)硫酸濃度的比值小于1時,會引起鍍層在鍍不上鉻層處輕者呈現(xiàn)黃彩膜,即俗稱“漏黃”,重者呈藍膜,無鉻層與未鍍鉻的交界處模糊。有鉻層表面鍍鉻較厚處有微小圓形顆粒,鍍層光亮度較差,比值進一步減少時,如0.5以下,分散能力惡化,鍍不上鉻的面積擴大,電流大些,面積甚至呈烏黑色燒焦?fàn)钽t層。
而硫酸的比值大于1至1.2以上時,鍍層分散力也會惡化,但不出現(xiàn)“露黃”現(xiàn)象,此時,有鉻層鍍上處與未鍍上處的交界線很明顯。比值超過越大,則未鍍上區(qū)域相應(yīng)擴大,最終甚至完全鍍不上鉻,此時比值在大于2以上。為了降低硫酸濃度,要向鍍層中加入碳酸鋇,使形成硫酸鋇沉淀,此時需要計算碳酸鋇的用量,理論上碳酸鋇2g可沉降硫酸1g.處理后還要攪拌一定時間,保溫2h,使硫酸鋇由分散細粒聚集成較大顆粒沉降,使副反應(yīng)鉻酸鋇轉(zhuǎn)變成硫酸鋇粒子沉淀。利用虹吸法將沉降至槽底的硫酸鋇吸出槽外,再經(jīng)澄清后將吸出的鉻液回流至鍍鉻槽內(nèi)。在生產(chǎn)過程中,硫酸不要無根據(jù)地任意添加入鉻槽中。因為在整個鍍鉻過程中只消耗鉻酸,而硫酸僅作為鍍鉻的催化劑,一般不會消耗掉。僅隨著鉻酐在出槽時而附帶出來少量硫酸,而當(dāng)補充鉻槽中的鉻酐時,在鉻酐中一般可能要有百分之零點幾的硫酸作為雜質(zhì)隨之進人鉻槽,可彌補硫酸的不足,數(shù)量上達到自動的平衡。一般補充至正常范圍的鉻酐可以不必刻意地補加硫酸。鉻酸根離子(CrO2-4)是負離子,它不可能在負極上放電析出鉻金屬層。當(dāng)在SO2-4 與三價鉻(Cr3+)生成[Cr4O(SO4)4 · (H2O)4]2+,陽離子團到陰極表面,當(dāng)離子放電后,硫酸根離子(SO2-4 )又回到陰極。
3. 三價鉻Cr3+的作用和影響
在新配的鉻酸溶液中,在開始時沒有Cr3+,不能生成前述的陽離子團,在鍍鉻溶液中當(dāng)存在適量的硫酸時,使鍍鉻液的酸度為pH=3時,有堿式鉻酸鉻[Cr(OH)3·Cr(OH)CrO4]薄膜包在陰極表面上。當(dāng)有三價鉻化合物所組成的帶正電荷的陽離子團,才能在陰極上放電,析出金屬鉻層。如果溶液中沒有三價鉻,形不成陽離子團來促使堿式鉻酸鉻的薄膜溶解,就鍍不上鉻。故三價鉻的數(shù)量雖少,但作用很大。故在配好鍍鉻槽后,需要用電解的方法,在陰極上產(chǎn)生少量的三價鉻,一般使Cr3+=3~5g/L,已足夠起作用。過多反而有害。在鍍鉻過程中,Cr3+和H2SO4重回溶液中。
4. 電流密度
在不銹鋼拋光表面上,總是存在一層肉眼看不見的極薄的鉻的氧化膜,在其上沉積的鉻層會產(chǎn)生結(jié)合力不牢的現(xiàn)象。故在開始鍍鉻時,應(yīng)先用小電流陰極活化,此時只產(chǎn)生氫氣氣泡,不在鉻的析出電位之上,使不銹鋼表面得到還原凈化,存在的鉻氧化膜被電解除去,電流密度應(yīng)小于3A/d㎡,時間為1~2min.在此過程中,鍍件在鍍液中也受到預(yù)熱,然后每1~2min內(nèi)提升電流密度至5A/d㎡,在5~10min內(nèi),階梯式提升電流5次,最后以高于正常電流,大約在50~60A/d㎡2之內(nèi)沖擊鍍鉻,時間為2~3min,使凹入部位都能鍍上鉻層,然后恢復(fù)至正常電流密度25~30A/d㎡,也可采取較大電流密度,但為防止邊角燒焦,要采取輔助陰極加以保護。
5. 溫度
溫度和電流密度之間有密切的關(guān)系,溫度在60℃時,陰極電流密度為60A/d㎡,鉻層硬度最好,約為維氏990HV.因此,在50~60℃之間,硬度變化不大。但溫度大于65℃時,硬度開始下降至900HV.當(dāng)溫度高達70~75℃時,鉻層失去光澤,呈乳白色,硬度也降低至600~700HV.所以溫度宜保持在55~60℃.鉻鍍層由于硬度高,摩擦因數(shù)小,有良好的耐磨性,適應(yīng)于模具板的要求。當(dāng)電流密度為30~40A/d㎡2時,其維氏硬度也在1000HV左右。