[发明专利]一种超高硬度镀铬添加剂及其应用

说明书

本发明涉及一种超高硬度镀铬添加剂，所述添加剂组分包括如下成分：所述添加剂由含单个碳原子的有机化合物，稀土铈盐和VI B族含氧酸盐组成，按质量比计，所述单个碳原子的有机化合物：稀土铈盐：VI B族含氧酸盐为1‑5:0.002‑0.1:0.02‑0.4。将所述添加剂加于标准镀铬溶液中使用，所获得的镀层具有1150～1250HV高硬度，同时兼具镀层光亮度好，可省去后续的机械抛光的特点。所述添加剂中不含氟等卤族元素，含有添加剂镀液的均镀能力及电流效率高，镀液对阳极腐蚀性极小，操作工艺简单，成本低。

技术领域

本发明属于电镀铬技术领域，涉及一种超高硬度镀铬添加剂及其应用。

背景技术

早在1856年,德国人就发明了从铬的溶液中沉积铬金属,直到1926年,美国C.G.Fh教授等人发明了从含硫酸的铬酸液中沉积出光亮铬的专利，镀铬工艺才真正在工业生产中得到广泛应用；1925年Fink和Eldridge提出了电镀铬工艺，指出了工艺中CrO₃和SO₄^2-比值关系为100:1时，使商业性镀铬技术得到了发展，并逐步形成了后来所称的标准镀铬工艺。但标准镀铬工艺存在电流效率低(8％-15％),深镀能力、分散能力差等缺点。随后,又发现了氟化物或氟络合物对电镀铬过程的强催化作用，使电流效率得到了明显的提高。因此在50年代初出现了含SO₄^2-、F^-的复合催化和自调节镀铬工艺，弥补了标准铬在电流效率、深镀能力和分散能力等方面的不足。然而,复合催化或自调节镀铬液中均存在F-,对工件低电流密度区、阳极板和设备等均有很强的侵蚀性,大大限制了该工艺在工业生产中的推广应用。自70年代末以来,国内外学者在镀铬技术方面做了大量的研究工作，不断探讨和试验提高镀层质量的基本性能的电镀液或者电镀液添加剂，而镀层质量的基本性能主要取决于镀铬层的塑性、孔隙率、硬度、耐磨性和疲劳强度。

铬镀层因具有硬度高、耐磨性好、耐腐蚀性强以及美好的装饰性外观等特点，被广泛应用于工程机械、汽车、摩托车、光学仪器等领域，但镀铬的电流效率在所有电镀工种中是最低的，常规标准镀铬只有13％左右。传统镀硬铬是从标准镀铬液中获得的，标准铬的特点为硬度不够高(600～750HV左右)，不能达到一些工件对硬度的要求，需要经过后续的热处理。再者标准铬镀层的光亮细致程度不好，一般需要经过机械抛光处理，这无疑使得工艺繁琐，增加了工人的劳动强度，大大降低生产效率。虽然在标准镀铬液中加入氟离子或氟硅酸等，可提高电流效率，光亮区可向高温高电流区扩展，但对氟离子对阳极和镀层基体都有较大的腐蚀性，这样溶液中杂质积累速度快，工艺难以控制，同时也使镀槽容易老化报废。为此寻找某些化合物能在镀铬溶液中稳定存在，且可活化镀件的基体，使镀液的覆盖能力得到改善，成为研发的方向。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种沉积速度快，且极大的提高镀层硬度的镀铬添加剂及其应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1.一种超高硬度镀铬添加剂，所述添加剂由含单个碳原子的有机化合物，稀土铈盐和VI B族含氧酸盐组成。

进一步，所述含单个碳原子的有机化合物为甲酸、甲基磺酸、甲基磺酸钠、亚甲基二磺酸、亚甲基二磺酸钠中的一种或多种。

进一步，所述稀土铈盐为硫酸铈、硫酸高铈中的一种或多种。

进一步，所述VI B族含氧酸盐为钼酸钠、钨酸钠中的一种或几种。

进一步，按质量比计，所述单个碳原子的有机化合物：稀土铈盐：VI B族含氧酸盐为1-5:0.002-0.1:0.02-0.4。

进一步，按质量比计，所述单个碳原子的有机化合物：稀土铈盐：VI B族含氧酸盐为1:0.005:0.1。

进一步，所述含单个碳原子的有机化合物在镀铬液中质量浓度为5～25g/L。