CN1113968A - 一种镀三价铬镀液 - Google Patents

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Abstract

本发明属电化学技术领域。发明人通过在镀三 价装饰铬镀液中分别加入La、Eu、Y等氯化稀土及 La、Pr、Nd、Sm混合氯化稀土，使电流密度光亮区显 著增大，同时大大降低了镀层中微裂纹密度。发明人还通过提高镀三价硬铬镀液中CrCl3、NH4Cl、HCOOH和(NH2)2CO浓度及显著降低现有镀液的pH值，加入混合稀土氯化物使镀硬铬的镀层增厚，并呈优质非晶态，从而达到了提高镀层硬度的目的。

Description

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：0.3～0.4%mol/L（莫尔/升）CrCl3·6H2O、0.6～0.8mol/LHCOONH4、0.15～0.25mol/LCH3COONH4、0.1～0.2mol/LNaBr、0.8～1.0mol/LKcl或NaCl、2.0～2.5mol/LNH4Cl、0.6～0.8mol/LH3BO3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0.15～0.25moe/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。
Figure 941059030_IMG1
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/LCrCl3·6H2O、0.5mol/LNH4Cl、0.5mol/LKCl或NaCl、0.15mol/LH3BO3、2mol/L（NH2）2CO、0.2mol/LHCOOH（见Trans、Inst、Met、Fin1986。64（4），Pl49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
Figure 941059030_IMG2
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，改善镀厚硬度，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
Figure 941059030_IMG3
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HV650～800，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
Figure 941059030_IMG4
浓度而不同时降低PH值，因镀铬过程中大量产生Cr（OH）3沉淀而妨碍镀层增厚，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 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等混合稀土氯化物。
加入8～16g/LCr2（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）
Figure 941059030_IMG6

Claims (5)

1、一种镀三价装饰铬的甲酸(或甲酸铵)-乙酸(或乙酸铵)体系镀液，它由0.3～0.4mol/LCrCl3·6H2O、0.6～0.8mol/LHCOOH或HCOONH4、0.15～0.25mol/LCH3COOH或CH3COONH4、0.1～0.2mol/LNaBr、0.8～1.0mol/LKCl或NaCl、2.0～2.5NH4Cl、0.6～0.8mol/LH3BO3及0.05～0.1g/LCH3(CH2)11SO4·Na所组成，其特征在于可分别掺入0.01～0.1g/L单一稀土氯化物如LaCl3、EuCl3、YCl3等或者分别加入混合稀土氯化物如(La、Pr、Nd)Cl3或(La、Pr、NNd、Sm)Cl3。
2、一种镀三价装饰铬镀液，它由0.3～0.4mol/LCrCl3·6H2O、0.6～0.8mol/L HCOOH或HCOONH4、0.1～0.2mol/LNaBr、0.8～1.0mol/LKCl或NaCl、2.0～2.5mol/LNH4Cl、0.6～0.8mol/LH3BO3及0.05～0.1g/LCH3（CH2）11SO4·Na所组成，其特征在于可加入0.15～0.25mol/L草酸H2C2O4形成甲酸（或甲酸铵）-草酸体系镀液。
3、一种具有一定PH值的镀三价硬铬镀液，它由CrCl3·6H2O、NH4Cl、HCOOH、（NH2）2CO及0.4～0.6mol/LKCl或NaCl、0.1～0.2mol/LH3BO3和0.05～0.15mol/LNaBr所组成，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。
4、如权利要求3所述的镀液，其特征在于可加入0.1～0.5g/L  La、Pr、Nd、Sm等混合稀土氯化物。
5、如权利要求3、4所述的镀液，其特征在于可加入8～16g/L Cr2（SO4）3。
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