CN1042753C - 一种三价铬镀液 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电化学技术领域。发明人在现有Wastson镀液基础上，通过提交其中Cr浓度，同时降低pH值可显著增加镀铬厚度。提高镀层硬度。加入0.01～0.5g/L的La、Pr、Nd、Sm混合稀土氯化物，可增强镀层结合力。加入8～16g/LCr2(SO)3可使Wastson镀液镀出的银灰色镀层变为暗黑色。

Description

一种三价铬镀液
本发明属电化学技术领域。
目前国内外镀三价铬主要分为镀装饰铬即镀薄铬(厚度为5μm左右)和镀硬铬即镀厚铬(厚度为25μm以上)两种。
现有技术镀装饰铬镀液一般多采用甲酸(或甲酸铵)-乙酸(或乙酸铵)体系，其组分为：0.3～0.4mol/L(莫尔/升)CrCl3·6H2O、0.6～0.8mol/L HCOONH4、0.15～0.25mol/L CH3COONH4、0.1～0.2mol/L NaBr、0.8～1.0mol/L Kcl或NaCl、2.0～2.5mol/L NH4Cl、0.6～0.8mol/L H3BO3及0.05～0.1g/L(克/升)CH3(CH2)11SO4·Na所配制(见曾华梁等编电镀工艺手册，1989年机械出版社出版)。用此种镀液镀装饰铬，其阴极电流密度光亮区(即保持光亮镀铬电流密度变化范围)较小，操作不便，而且在显微镜观察下其微裂纹密度较大(见图1)。
本发明的目的是：①增大电流密度光亮区，②降低镀层微裂纹密度，③改善镀层光亮度。
在上述镀液中分别掺入0.01～0.1g/L单一稀土氯化物RECl3如LaCl3、EuCl3、YCl3等或者分别掺入混合稀土氯化物(RE)混Cl3如(La、Pr、Nd)Cl3或(La、Pr、Nd、Sm)Cl3可使原有的光亮区1.1～32A/dm2(安/分米2)(变化范围为30.09A/dm2)增大到0.25～40.60A/dm2以上，最大可达3.0～63.10A/dm2。此外，由于稀土氯化物的掺入，提高了镀铬层结合力，增强了耐蚀性，明显降低了镀层中的微裂纹密度(见图2)。
发明人以0.15～0.25mol/L草酸H2C2O4替代上述镀液中的乙酸(或乙酸铵)组成甲酸(或甲酸铵)-草酸体系镀液(其中不含稀土)镀铬可获得接近六价装饰铬的光亮度。(镀六价铬虽表层光亮，但因其工艺对人体危害严重，现已弃之不用)。
镀装饰铬实施例：阳极：石墨，基体：钢或铜，温度：室温，时间：10～15分钟。
序号 掺入稀土类别 浓度(g/L) 电流密度光亮区(A/dm2)
1  LaCl3  0.01  0.25～40.60
2  LaCl3  0.10  0.40～41.80
 3  EuCl3  0.01  1.25～41.30
4  EuCl3  0.10  1.15～41.20
 5  YCl3  0.01  2.10～42.10
 6  YCl3  0.10  2.15～42.10
 7 (La、Pr、Nd)Cl3  0.01  0.35～56.30
 8 (La、Pr、Nd)Cl3  0.10  0.25～54.40
 9 (La、Pr、Nd、Sm)Cl3  0.01  6.4～65.10
10 (La、Pr、Nd、Sm)Cl3  0.10  3.00～63.10
其他组分均在现有技术给定范围。
常用镀硬铬镀液有Wastson等人提出的配方，其组分为：0.8mol/L CrCl3·6H2O、0.5mol/L NH4Cl、0.5mol/LKCl或NaCl、0.15mol/L H3BO3、2mol/L(NH2)2CO、0.2mol/L HCOOH(见Trans、Inst、Met、Fin 1986。64(4),P149和1991.69(1),P26)。用此种镀液镀铬可获非晶态镀层厚50～70μm。因为此种镀液Cr卅浓度较低，PH值较高(PH为2)，使镀层厚度难以超过70μm，镀层硬度难以提高。
本发明的目的是：①提高镀层厚度，改善镀层硬度，②提高镀层结合力，③变换镀层色彩。
为提高镀层厚度从而提高其硬度，发明人采用高Cr卅浓度、低PH值方法，使镀层厚度达到70～100μm，其硬度在未经热处理时达到HV 650～800，经400～600℃热处理后，硬度可达HV1400～1600。具体实施方案是将Wastson等人提出的镀液中的CrCl3·6H2O的浓度提高到1.0～1.6mol/L，与此相应同时将NH4Cl浓度提高到0.6～1.0mol/L、将HCOOH提高到0.6～1.0mol/L、将(NH2)2CO提高到2.5～3.5mol/L。仅仅提高Cr卅浓度而不同时降低PH值，因镀铬过程中大量产生Cr(OH)3沉淀面妨碍镀层增厚，降低PH值可减小Cr(OH)3沉淀，增大镀层厚度.发明人在提高Cr卅浓度的同时，使PH值调至0.1～0.5。
为提高镀硬铬层结合力，可在镀液中加入0.01～0.5g/LLa、Pr、Nd、Sm混合稀土氯化物。
加入8～16g/L Cr2(SO3)3可使Wastson镀液所镀出的银灰色镀层变为暗黑。
镀硬铬实施例：阳极：石墨，基体：钢或铜，温度：室温，电流密度20～60A/dm2，时间：20～40分钟，热处理温度400～600℃。
(表见下页)
序号     镀液组分 PH值 层厚μm 未热处理硬度HV 热处理后硬度HV
CrCl3·6H2Om/L  NH4Clm/L  HCOOHm/L (NH2)2COm/L  Cr2(SO4)3g/L (La、Pr、Nd、Sm)Cl3g/L
 1  1.0  0.6     1.0     2.5  0.1  80  690 1460
 2  1.6  0.8     0.6     3.0  0.3  75  680 1430
 3  0.9  1.0     0.7     3.5  0.5  70  650 1400
 4  0.8  1.0     0.8     3.1     0.01  0.4  90  750 1550
 5  1.5  0.8     0.6     3.0     0.50  0.2  85  700 1500
 6  1.4  0.9     0.9     2.7  8.0     0.10  0.4  75  680 1440
 7  1.2  1.0     0.8     2.5  16.0     0.30  0.3  80  700 1470
 8  1.0  0.6     1.0     3.5  13.0     0.40  0.1  100  800 1600
实施例中其他组分与现有镀三价硬铬技术相同，即KCl或NaCl为0.4～0.6mol/L、H3BO3为0.1～0.2mol/L、NaBr为0.05～0.15mol/L。

Claims (3)

1．一种具有一定PH值的镀三价硬铬镀液它包括CrCl3.6H2O、NH4Cl、HCOOH、(NH2)2CO及0.4～0.5mol/L Kcl或Nacl、0.1～0.2mol/LH3BO3和0.05～0.15mol/LNaBr组分，其特征在于所说的CrCl3.6H2O浓度为1.0～1.6mol/L、NH4Cl为0.6～1.0mol/L、HCOOH为0.6～1.0mol/L、(NH2)2CO为2.5～3.5mol/L，所说的PH值为0.1～0.5。
2．如权利要求1所述的镀液，特征在于可加入0.01～0.5g/L的La、Pr、Nd、Sm混合稀土氯化物。
3．如权利要求1或2所述的镀液，其特征在于可加入8～16g/LCr2(SO)2。
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