CN104694985A - 一种基于硫酸盐体系三价铬脉冲镀铬的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于硫酸盐体系三价铬镀厚铬的脉冲电镀高效环保冶金方法，其特征是，所述方法包括将稀土氧化物溶于酸中，配置成稀土盐溶液；用水溶解硫酸铬盐、硫酸铝、硼酸、络合剂、甲醇后，加入上述稀土盐溶液，配置成硫酸铬盐-硫酸铝-硼酸-络合剂-甲醇-稀土盐镀液；将待镀的镀件放入电镀液中电镀；控制电镀的工艺条件为：脉冲电镀电源与镀槽的间距2至3m，导线选择多股芯线，阳极选择钦基涂层电极板；连接线电流密度为28至90A/dm2需远远大于平均电流，电镀液PH值为2至4，温度为25至60摄氏度，搅拌速度为100至600rpm，施镀时间为30至90min，脉冲频率100至500Hz，占空比为5至100%，电镀完毕后的镀件用水冲洗，风干。采用本发明的优势在于：这种方法具有镀层平整致密、附着性好，电流效率高、环保性能好等优点。

Description

一种基于硫酸盐体系三价铬脉冲镀铬的方法
技术领域[0001] 本发明涉及电化学技术领域，特别涉及一种基于硫酸盐体系三价铬镀厚铬的脉冲电镀高效环保冶金方法。     
背景技术
传统工艺直流电镀：直流电镀时，镀液中被镀出的金属离子在阴极表面附近溶液中逐渐被消耗，造成了该处被镀金属离子与溶液中该离子的浓度出现差别。这种差别随着使用的电流密度增高而加大。当阴极附近液层中的该离子的浓度降到0时，就达到了所谓的极限电流密度，传质过程完全受扩散控制。
 
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：不仅使镀层平整致密、附着性好、电流效率高且环保性能好。
（二）技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于硫酸盐体系三价铬镀厚铬的脉冲电镀高效环保冶金方法，所述方法包括：稀土氧化物溶于酸中，配置成稀土盐溶液；用水溶解硫酸铬盐、硫酸铝、硼酸、络合剂、甲醇后，加入所述稀土盐溶液，配置成硫酸铬盐-硫酸铝-硼酸-络合剂-甲醇-稀土盐镀液；将待镀的镀件放入电镀液中电镀；工艺条件为：脉冲电镀电源与镀槽的间距2至3m，导线选择多股芯线，阳极选择钦基涂层电极板；连接线电流密度为28至90A/dm2需远远大于平均电流，电镀液PH值为2至4，温度为25至60摄氏度，搅拌速度为100至600rpm，施镀时间为30至90min，脉冲频率100至500Hz，占空比为5至100%。
优选的，所述稀土氧化物为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的一种或几种的混合物；
优选的，所述酸为浓硝酸。
优选的，所述硫酸铬盐为硫酸铬迦。
优选的，所述络合剂为甲酸、乙酸盐、氨基乙酸、草酸及其盐、柠檬酸及其盐，硫氰酸盐、酒石酸盐的一种或几种。
（三）有益效果
本发明在脉冲电镀时，由于有关断时间的存在，被消耗的金属离子利用这段时间扩散、补充到阴极附近，当下一个导通时间到来时，阴极附近的金属离子浓度得以恢复．故可以使用较高的电流密度。因此，脉冲电镀时的传质过程与直流电镀时的传质过程的差异，造成了峰值电流可以高于平均电流，促使晶种形成的速度远远高于晶体长大的速度，使镀层结晶细化，排列紧密，孔隙减小，电阻率低。
脉冲电镀是使电镀回路周期性地接通和断开，或者在固定直流上再叠加某一波形脉冲的电镀方法。与普通电镀相比，这种方法，所得的铬镀层的硬度、耐磨性都明显提高，硬度≥960HV，磨损质量≤0.03mg。比一般三价铬镀铬的铬镀层的硬度提高35%，耐磨性分别提高了，阴极电流效率可达24～26%。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
采用销-盘式摩擦磨损试验机(TRB 01-02539型)测定镀件的镀层的磨损性能。
测试条件：室温干摩擦，摩擦副为直径6mm的小球，材质100Cr6，载荷5N，速度0. 12m/s，磨痕半径5mm，转数5000。
称取3.9258g氧化镨于100mL小烧杯中，在搅拌下加15mL浓硝酸，加热，使其溶解，待其冷却后，移至50mL的容量瓶中，用水稀释至刻度，该溶液中镨浓度为50g/L。
在1L的烧杯中加入300g硫酸铬、250g硫酸铝、30g硼酸、30g甲醇、30g络合剂、加985mL水溶解，pH值为2，移入1L容量瓶中，用水稀释至刻度，制得电镀液。
将上述电镀液转入1L的烧杯中，将80mm×80mm×0.5mm的待镀钢板放入电镀液中并为阴极，阳极为150mm×100mm×2mm的钦基涂层电极板，磁力搅拌，搅拌转速为100rpm，电流密度为28A/dm2，电镀液pH值为2，温度为35℃，施镀时间为90min，占空比为50%，脉冲频率为5000Hz。
取出镀件，用水冲洗净，风干。
铬镀层的硬度为970HV。
采用销-盘式摩擦磨损试验机测定镀层的磨损性能，磨损质量0.02mg。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (2)

1.一种基于硫酸盐体系三价铬镀厚铬的脉冲电镀高效环保冶金方法，其特征是，所述方法包括：
稀土氧化物溶于酸中，配置成稀土盐溶液；
用水溶解硫酸铬盐、硫酸铝、硼酸、络合剂、甲醇后，加入所述稀土盐溶液，配置成硫酸铬盐-硫酸铝-硼酸-络合剂-甲醇-稀土盐镀液；   
将待镀的镀件放入电镀液中电镀；
工艺条件为：脉冲电镀电源与镀槽的间距2至3m，导线选择多股芯线，阳极选择钦基涂层电极板；连接线电流密度为28至90A/dm2需远远大于平均电流，电镀液PH值为2至4，温度为25至60摄氏度，搅拌速度为100至600rpm，施镀时间为30至90min，脉冲频率100至500Hz，占空比为5至100%；
电镀完毕后的镀件用水冲洗，风干。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述稀土氧化物为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的一种或几种的混合物；
所述酸为浓硝酸；
所述硫酸铬盐为硫酸铬迦；
所述络合剂为甲酸、乙酸盐、氨基乙酸、草酸及其盐、柠檬酸及其盐，硫氰酸盐、酒石酸盐的一种或几种。
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