工程機(jī)械活塞桿里的鍍鉻是什么?
由于鍍鉻層具有優(yōu)良的性能,廣泛用作防護(hù)一裝飾性鍍層體系的外表層和功能鍍層,在電鍍工業(yè)中一直占重要的地位。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們對環(huán)境保護(hù)的日趨重視,在傳統(tǒng)鍍鉻的基礎(chǔ)上相繼發(fā)展了微裂紋和微孔鉻、黑鉻、松孔鉻、低濃度鍍鉻、高效率鍍硬鉻、三價鉻鍍鉻、稀土鍍鉻等新工藝,使鍍鉻層的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。
根據(jù)鍍鉻液的組成和性能不同,可將鍍鉻液分為如下幾類。
① 普通鍍鉻液以硫酸根作為催化劑的鍍鉻溶液。鍍液中僅含有鉻酐和硫酸,成分簡單,使用方便,是目前應(yīng)用廣泛的鍍鉻液。鉻酐和硫酸的比例一般控制在100:1,鉻酐的濃度在150~450g/L之間變化。根據(jù)鉻酐濃度的不同,可分為高濃度(350~500g/L)、中濃度(150~250g/L)和低濃度(50~150g/L)鍍鉻液。低濃度的鍍鉻液電流效率高,鉻層的硬度也高,但覆蓋能力較差,主要用于功能性電鍍,如鍍硬鉻、耐磨鉻等;高濃度鍍液穩(wěn)定,導(dǎo)電性好,電解時只需較低的電壓,覆蓋能力較稀溶液好,但電流效率較低,主要用于裝飾性鍍鉻及復(fù)雜件鍍鉻。
② 復(fù)合鍍鉻液以硫酸和氟硅酸作催化劑的鍍鉻液。氟硅酸的添加,使鍍液的電流效率、覆蓋能力和光亮范圍均比普通鍍鉻液有所改善,如陰極的電流效率可達(dá)到20%以上。然而,氟硅酸對陽極和陰極零件鍍不上鉻的部位及鍍槽的鉛襯均有較強(qiáng)的腐蝕作用,必須采取一定的防護(hù)措施,其襯里和陽極應(yīng)采用鉛一錫合金。此鍍液主要用于滾鍍鉻。
③ 自動調(diào)節(jié)鍍鉻液以硫酸鍶和氟硅酸鉀為催化劑的鍍鉻液。在一定溫度及一定濃度的鉻酸溶液中,硫酸鍶和氟硅酸鉀各自存在著沉淀溶解平衡,并分別有一溶度積常數(shù)Ksp,即當(dāng)溶液中[SO42-]或[SiF62-]濃度增大時,相應(yīng)的離子濃度乘積將大于溶度積常數(shù),過量的SO42-或SiF62-便生成SrSO4或K2SiF6沉淀而析出;相反,當(dāng)溶液中[SO42-]或[SiF62-]濃度不足時,槽內(nèi)的SrSO4或K2SiF6沉淀溶解,直至相應(yīng)的離子濃度乘積等于其溶度積時為止。所以,當(dāng)鍍液的溫度和鉻酐的濃度一定時,鍍液中[SO42-]或[SiF62-]濃度可通過溶解沉淀平衡而自動的調(diào)節(jié),并不隨電鍍過程的持續(xù)而變化。
這類鍍液具有電流效率高(270A),允許電流密度范圍大(高達(dá)80~100A/dm2),鍍液的分散能力和覆蓋能力好,沉積速度快等優(yōu)點(diǎn),故又稱“高速自動調(diào)節(jié)鍍鉻”。但鍍液的腐蝕性強(qiáng)。
④ 快速鍍鉻液在普通鍍鉻液基礎(chǔ)上,加入硼酸和氧化鎂,允許使用較高的電流密度,從而提高了沉積速度,所得鍍層的內(nèi)應(yīng)力小,與基體的結(jié)合力好。
⑤ 四鉻酸鹽鍍鉻液這類鍍液的鉻酐濃度較高,鍍液中除含有鉻酐和硫酸外,還含有氫氧化鈉和氟化鈉,以提高陰極極化作用。添加檸檬酸鈉以掩蔽鐵離子。這類鍍液的主要優(yōu)點(diǎn)是電流效率高(35%以上),沉積速度快、鍍液的分散能力好,但鍍液只在室溫下穩(wěn)定,操作溫度不宜超過24℃,采用高電流密度時需冷卻鍍液;鍍層的光亮性差,硬度較低,鍍后需經(jīng)拋光才能滿足裝飾鉻的要求。
⑥ 常溫鍍鉻鍍液由鉻酐和氟化物(NH4F或NaF)組成,也可加入少量的硫酸。這種鍍液的工作溫度(15~25℃)和電流密度(8~12A/dm2)低,沉積速度慢,適用于薄層電鍍。其電流效率和分散能力較高,可用于掛鍍和滾鍍。
⑦ 低濃度鉻酸鍍鉻鍍液中鉻酐濃度較標(biāo)準(zhǔn)鍍鉻液低5倍,可降低對環(huán)境的污染。電流效率及鍍層的硬度介于標(biāo)準(zhǔn)鍍鉻液和復(fù)合鍍鉻液之間,其覆蓋能力和耐蝕性與高濃度鍍鉻相當(dāng)。但鍍液的電阻大,槽電壓高,對整流設(shè)備要求嚴(yán)格,同時鍍液的覆蓋能力有待提高。
⑧ 三價鉻鍍鉻鍍液中以Cr3+化合物為主鹽,添加絡(luò)合劑、導(dǎo)電鹽及添加劑。該工藝消除或降低了環(huán)境污染,鍍液的分散能力和覆蓋能力較鉻酸鍍液高,陰極電流效率有所改善;可常溫施鍍;槽壓低;電鍍不受電流中斷的影響。但鍍液對雜質(zhì)敏感,鍍層的光澤較暗,鍍層厚度為幾微米,并不能隨意增厚;鍍層的硬度低,鍍液成分復(fù)雜不利于維護(hù)。
⑨ 稀土鍍鉻液在傳統(tǒng)鍍鉻液的基礎(chǔ)上加入一定量的稀土元素及氟離子。采用稀土元素可降低鉻酐的濃度、拓寬施鍍溫度范圍(10~50℃)及陰極電流密度范圍(5~30A/dm2),降低槽壓,改善鍍層的光亮度及硬度。使鍍鉻生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)低溫度、低能耗、低污染和高效率,即所謂的“三低一高”鍍鉻工藝。但對于鍍液的穩(wěn)定性和可靠性,目前尚有不同的看法,尤其是對其機(jī)理的研究還有待深入。