影响镀铬层硬度的因素

                      影响镀铬层硬度的因素

关键词：

镀铬层硬度   CA-2000硬铬催化剂   镀铬硬度影响因素  硬铬电镀工艺

1．  CA—2000新型硬铬电镀工艺是高新技术和创造性思维的结晶，是跟踪国外最新技术研制而成的开拓性工艺，具有以下特点：

  • 高电流效率，可达23-25%

  • 高沉积速度，是普通镀硬铬的2-3倍

  • 高电流密度，可达90ASD

  • 高微裂纹数，可达400-600条/厘米

  • 高硬度，可达HV900-1150

  • 无阳极腐蚀，无阴极低电流区腐蚀

2．  CA—2000硬铬电镀工艺

成分和物理参数                 范围                  标准

铬酸（克/升）                  210-280                250

硫酸（克/升）                  2 .4-3 .5                2 .7

温度 (℃)                       55-60                  57

阴极电流密度(安培/平方分米)     30-75                  60

阳极电流密度(安培/平方分米)     15-35                  30

3．  对CA—2000硬铬电镀工艺所镀镀层硬度的影响因数主要如下：

（1） CA—2000硬铬催化剂

CA—2000工艺完全不同于普通镀铬工艺，采用以有机化合物为主的混合物为催化剂，在电镀过程中，催化剂会以某种成分与铬同时沉积而夹杂到镀层中，形成碳化铬，该物质可显著提高铬层的硬度。CA—2000硬铬催化剂的含量会影响碳化铬在镀层中的含量，因而影响镀层的硬度。在工艺范围内，催化剂含量高，硬度高。对镀层硬度要求比较高的，可适当提高催化剂的含量，但不许超过工艺上限的40%，因为催化剂过高，从某种意义来说，也是一种杂质。CA—2000工艺由于催化剂的作用，其镀层微观结晶是层状结构和柱状结构的混合结构，无催化剂的镀液得到的是柱状结构。因而CA—2000镀层具有更高的硬度和耐磨性能。

（2） 三价铬

在镀硬铬过程中，三价铬的作用是很大的。它的有无和含量的高低直接影响

镀层的表面质量。三价铬的含量对镀层硬度亦有较大的影响。三价铬以三氧化二铬的形式夹杂在镀层中，显著提高镀层的硬度。在CA—2000工艺中，三价铬要求控制在2-6克，在此范围内，三价铬高，硬度高。为提高镀层的硬度可适当采用上限，即5-6克/升。

（3） 硫酸

在CA—2000工艺中，硫酸根的含量对硬度的影响不很明显，但必

须控制在工艺范围内，硫酸根过高过低会影响镀层的结晶结构，

影响其光亮程度因而影响镀层的硬度。

（4） 温度和电流密度

在电流密度与温度匹配情况下，温度高，电流密度低，镀层的硬度较低；温度低，电流密度高，镀层硬度较高。如温度过低，电流密度过高，镀层会出现烧焦。在CA—2000工艺条件下，温度为55-60℃，电流密度为45-60安培/平方分米，可获得较高的镀层硬度。

（5） 镀层厚度

硬铬镀层硬度常采用维氏硬度仪进行检测，其原理为金刚石压头负载砝码对镀层进行压痕。理论上，检测的是显微硬度，但如果镀层厚度过薄，会由于基体的变形，从而使检测读数低于实际镀层显微硬度。所以为保证较好的硬铬镀层硬度，必须有一定的镀层厚度。

（6） 前后处理

磨光基体和镀层有利于加强镀层硬度。对于普通镀铬层，其硬度通常随热处理温度升高明显下降。有资料报道热处理温度升高使镀层晶粒长大，内应力释放以及镀层中的氧化铬颗粒凝聚所致。但在CA—2000工艺中，镀层硬度在200-300℃范围内硬度有明显提高，和普通镀铬相比，CA—2000工艺所得镀层的结晶晶粒更小，因为CA—2000催化剂增大阴极极化度，减少析氢量，镀层晶粒半径减小。