[发明专利]一种用三价铬脉冲镀铬的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用三价铬脉冲镀铬的方法，即属于电化学技术领域。

背景技术

镀铬层具有良好的硬度、耐磨性、耐蚀性和装饰性外观，不仅用于装饰性镀层，还大量用于功能性镀层，故被列为三大镀种之一。传统的六价铬溶液中铬酸毒性大，是强致癌物质，对环境污染大。为取代六价铬电镀工艺，人们对三价铬电镀进行了大量研究。当前三价铬镀铬体系主要有硫酸盐溶液体系、氯化物溶液体系和硫酸盐-氯化物混合溶液体系。采用氯化物溶液体系和硫酸盐-氯化物混合溶液体系镀铬，其阳极因产生氯气而影响环境，不利于电镀行业的清洁生产。硫酸盐体系三价铬电镀过程中阳极没有氯气产生，清洁无污染，不腐蚀设备。在硫酸盐体系三价铬镀铬的镀液中添加稀土元素，可提高镀层的耐磨、耐蚀、硬度等。脉冲电镀技术因其电流效率高、镀层致密裂纹少，晶粒细小，可提高镀层的耐磨、耐蚀、硬度等。

发明内容

本发明的目的是为了提高铬镀层的耐磨、硬度等性能，而提出了一种用三价铬脉冲镀铬的方法。

技术方案

一种用三价铬脉冲镀铬的方法，包括如下步骤：

(1)、将稀土氧化物溶于酸中，配制成稀土盐溶液；

其中稀土氧化物为镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、

钬、铒、铥、镱、镥、钇、钪稀土氧化物中的一种或几种的混合物；

其中的酸为浓硝酸；

其中配制成的稀土盐为稀土硝酸盐，稀土盐溶液中稀土的浓度为：10～80g/L。

(2)、用水溶解硫酸铬盐、硫酸铝、氟化钠、尿素、络合剂，加上述步骤(1)所得的稀土盐溶液，用碳酸氢钠溶液调节溶液pH值，制成硫酸铬盐-硫酸铝-氟化钠-尿素-络合剂-稀土盐电镀液；

其中硫酸铬盐为硫酸铬钾、硫酸铬中的一种或两者的混合物；

其中络合剂为甲酸、乙酸、苹果酸、柠檬酸、草酸、酒石酸、乳酸、氨基乙酸、羟基乙酸、丁二酸中的一种或几种的混合物；

其中硫酸铬盐、硫酸铝、氟化钠、尿素、络合剂、稀土盐的浓度分别为：200～400g/L、150～300g/L、30～50g/L、30～300g/L、30～100g/L、0.05～6g/L；

所用的碳酸氢钠溶液的浓度为20g/L；

所述的硫酸铬盐-硫酸铝-氟化钠-尿素-络合剂-稀土盐电镀液pH值为1～4；

(3)、将待镀的镀件放入电镀液中电镀；

将待镀的镀件放入步骤(2)所得的硫酸铬盐-硫酸铝-氟化钠-尿素-络合剂-稀土盐电镀液中，控制脉冲电镀的工艺条件为：电流密度为28～90A/dm²，电镀液pH值为1～4，温度为25～60℃，搅拌转速为100～600rpm，施镀时间为30～90min，占空比为5～100％，脉冲频率为100～5000Hz；

(4)、将步骤(3)脉冲电镀完毕后的镀件，用水冲洗，风干，即完成将待镀的镀件用三价铬脉冲镀铬。

本发明的有益效果

本发明的用三价铬脉冲镀铬的方法将待镀的镀件脉冲镀铬后，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7倍。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进一步进行阐述，但并不限制本发明。

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。

实施例1

称取2.9258g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200g硫酸铬、150g硫酸铝、30g氟化钠、30g尿素、30g苹果酸，加985mL水溶解，加上述镨浓度为50g/L的溶液3mL，搅拌均匀，用碳酸氢钠溶液调节溶液pH值为1，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Ir-Ta氧化涂层Ti板，磁力搅拌，搅拌转速为100rpm，电流密度为28A/dm²，电镀液pH值为1，温度为35℃，施镀时间为90min，占空比为50％，脉冲频率为5000Hz。