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根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，就如何了解和掌握稀土添加劑的特性、作用以及鍍鉻工藝過程中的一些問題進(jìn)行討論。
1 稀土添加劑的特性、作用
1．1稀土元素
稀土是一種很活潑的金屬。共有17種，但是，能夠在鍍鉻中起作用的只有4種。它們是鑭、鈰、鐠、釹(La、Ce、Pr、Nd)。由于這些金屬的電阻率、電阻熱系數(shù)都比較低，所以該體系的稀土添加劑加入鍍鉻液中能起降低溫度、電流等作用。
現(xiàn)在使用的稀土添加劑是多稀土的混合物，并與其它物質(zhì)如主要是含氟化合物及氟的絡(luò)合物組成稀上鍍鉻添加劑。此外，也有鍶、鎂、硼的化合物或有機(jī)化合物作為輔助添加劑。
對(duì)于含F—添加劑而言，實(shí)際上，是20年代發(fā)明的氟硅酸鍍鉻液(復(fù)合鍍鉻)的改良，所不同加入稀土元素，大大降低了F—離子的含量，同樣要求與H2SO4并用。所以稀土鍍鉻液中就存在著三種催化劑，如第一是SO42—主催化劑，第二為F—離子，第三是稀土陽離子輔助催化劑。它們相互依賴、相互制約。所以維護(hù)稀上添加劑的成分是工藝穩(wěn)定的關(guān)鍵，也是難點(diǎn)。
1．2添加劑的作用
鍍鉻液中加入稀土添加劑，它能顯著地影響鍍鉻的電化學(xué)行為，使陰極極化作用增強(qiáng)，提高鍍液的分散能力和深鍍能力。使對(duì)鍍鉻過程有較大影響的溶液導(dǎo)電率提高，造成致鈍電流降低、析氫過電位變大、抑制Cr3+生成和減少析氫等副反應(yīng)的生成，利于CrO42—放電沉積金屬鉻。
正因?yàn)樘砑觿┑淖饔茫源龠M(jìn)了金屬鉻的沉積過程：首先是電活性物質(zhì)粒子遷移至陰極附近進(jìn)行吸附，然后，陰極電荷傳遞至電極上吸附部分溶劑化離子或簡單離子，形成吸附原子，最后，吸附原子在電極表面上遷移，直接并人晶格。上述的第一過程都產(chǎn)生一定的遷
移、活化、結(jié)晶過電位。因此，金屬的電沉積過程才具有足夠高的晶粒成核速率、中等電荷遷移速率及提供足夠高的結(jié)晶過電位。從而保證鍍層平整致密、光亮，與基體結(jié)合牢固，為電流效率成倍提高及鍍層質(zhì)量提供有力保障。
2 問題與討論
2．1添加劑的選擇
現(xiàn)在商品化稀上鍍鉻添加劑推向市場的類型很多，除含氟和不含氟以外，還有溶液成份含量上的不同需要結(jié)合產(chǎn)品和廠情分析選用，一般原則是：
(1)工藝范圍寬，能滿足較高質(zhì)量的產(chǎn)品要求。
(2)使用含量少，加0．5—
(3)基液濃度低，—般為110～
(4)雜質(zhì)允許量高，即Cr3+與其它雜質(zhì)總量在8～
總之，選擇—個(gè)質(zhì)量好的稀土添加劑至關(guān)重要。請(qǐng)見參考文獻(xiàn)。
2．2關(guān)于陽極腐蝕
由于稀土添加劑中含有F—離子的成分(除注明不含F—外)，所以有些廠家就擔(dān)心腐蝕陽極；其實(shí)，稀土添加劑中的含氟量甚微，它的腐蝕作用并非想象那樣歷害。筆者不僅采用含F—稀土添加劑鍍硬鉻，而且直接將3—
土添加劑是以混合物量
2．3 SO42—與Cr3+
稀土添加劑鍍鉻液中的SO42—依然是主陰離子催化劑，只是控制比值不同而異，如普通鍍鉻液中的CrO3:SO42—=100:1為最佳比值,而稀土鍍鉻液中的CrO3:SO42—=100:0.6為最佳比值，只有在—定的SO42—(F—)作用下，稀土鍍鉻才具有“三低一高”的效果，為獲得良好鍍
層質(zhì)量提供有力保證。如果SO42—過低，得到的鍍鉻層發(fā)灰或發(fā)藍(lán)及粗糙無光澤，過高則鍍層不均勻，深凹處鍍不上或產(chǎn)生發(fā)花、露黃現(xiàn)象。
由于稀土陽離子的加入，取代了鍍鉻液所需Cr3+,因此，新配制鍍液不必電解產(chǎn)生Cr3+也能獲得滿意的鍍鉻質(zhì)量。但是，經(jīng)過電極反應(yīng)必然會(huì)產(chǎn)生Cr3+，以至積累升高，影響鍍層質(zhì)量：所以問題是如何控制鍍液中的Cr3+不能太高，而不是低，且故障處理也不必考
慮Cr3+含量低的原因。
2．4溫度與電流
稀土鍍鉻不可采用工藝規(guī)范的最低溫度，否則鍍層質(zhì)量得不到保證。應(yīng)使用工藝參數(shù)的中限溫度，鍍硬鉻還應(yīng)略高一些或取上限溫度為佳。然而，溫度與鍍液的CrO3濃度及鍍件的技術(shù)要求都有關(guān)系。就鍍硬鉻為例，一般：[件形狀比較簡單或鍍層表面另用磨削加工的鍍件，其操作溫度可低一些；對(duì)于技術(shù)條件高的如小件，模件、平板和內(nèi)孔件，以及尺寸鍍的工件，只有采用工藝參數(shù)的上限溫度，鍍鉻層才會(huì)結(jié)晶均勻致密光亮。裝飾鍍鉻也是如此，當(dāng)溫度低時(shí)，套鉻容易出現(xiàn)藍(lán)色霧狀或條紋棕黃色膜。
上述情況與電流密度的匹配有關(guān)，在一定的溫度下，如果電流過大，則鍍層發(fā)灰、粗糙或燒焦，過低鍍層發(fā)白、無光澤。此外，電流密度與鉻沉積速率成正比，即電流效率隨電流的增大而提高。但要注意的是，在提高電流的同時(shí)，必須提高溫度，才能得到良好的鉻鍍層。
3 槽液維護(hù)管理的方法
3.1老鍍液的轉(zhuǎn)化
(1)為了保證稀土鍍鉻的工藝質(zhì)量，將老鍍液從槽中取一半，最好用泵抽取，并把泵的皮管吸口端沒人槽底部，手—正移動(dòng)至槽底吸取雜質(zhì)沉淀物稠液于事先備好的容器內(nèi)，待處理后再用來補(bǔ)充鍍液。
(2)將留下的一半槽液用清潔水稀釋至：工作面，攪拌取樣分析鍍液的CrO3，、SO42—，Cr3+所含濃度，根據(jù)分析數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)至所采用稀土添加劑鍍鉻工藝范圍，另加入稀土添加劑。
(3)轉(zhuǎn)化后的稀土鍍鉻液，在工作濃度消耗降低的1～2個(gè)月內(nèi)，用新鉻酐添加，以改善鍍液，其后再用節(jié)余的老鍍液，并交替添加。
3．2添加劑的加法
(1)向槽液加入稀土添加劑量，應(yīng)根據(jù)CrO3添加量的工藝比例來加。對(duì)老鍍液。應(yīng)根據(jù)其分析每升溶液中實(shí)際CrO3含量比例加。
(2)當(dāng)CrO3濃度正常，SO42—偏低時(shí)，添加劑應(yīng)根據(jù)工藝規(guī)范的H2SO4加入量的比例來加。
(3)計(jì)量H2SO4注入粉狀添加劑中，再用鉻酸液一并溶解添加劑，利于溶解度的提高。
(4)總之，一是根據(jù)CrO3量，二是根據(jù)H2SO4量，平時(shí)不要單獨(dú)加入稀土添加劑，避免其成分含量失控，造成工藝不穩(wěn)定。
3．3定期分析槽液
對(duì)于二班或三班制生產(chǎn)鍍鉻液，應(yīng)每天常規(guī)分析CrO3、SO42—、Cr3+；每月或季度分析Fe3+等金屬雜質(zhì)，前者為調(diào)節(jié)槽液提供加料數(shù)據(jù)，后者為故障處理分析原因提供參考；保持稀土添加劑鍍鉻液經(jīng)常處于良好的穩(wěn)定狀態(tài)。
3．4雜質(zhì)積累的控制
由于稀土鍍鉻液中C產(chǎn)等其它金屬雜質(zhì)的積累總量過8～10 g／L。時(shí)，鍍液就不穩(wěn)定，以至無法工作，所以必須嚴(yán)格控制槽液中雜質(zhì)的積累。主要措施是：
(1)保持一定的陽極面積(如S陰：S陽=1：2．5～3．0)，具有良好導(dǎo)電性。
(2)經(jīng)常用小陰極電解，可在電鍍之前或根據(jù)分析化驗(yàn)情況處理，S陰：S陽=1：2．5～3．0，一般電解1h可降低Cr3+0．
(3)注意鍍件掉落槽底及時(shí)撈取，不可幾槽鍍后或過夜再取。
(4)鍍件的掛夾具應(yīng)嚴(yán)格加以絕緣，避免裸露基體被鉻酸液腐蝕。
(5)鍍硬鉻的陽極處理時(shí)間可比普通鍍鉻的陽極處理時(shí)間減少40％，處理時(shí)人不要離開現(xiàn)場，以防刻蝕過度。
(6)電極銅棒不要用砂布在槽上擦光，防止銅屑落入槽液中。
(7)經(jīng)常對(duì)槽底部的沉淀物用耙子撈取出來，減少金屬雜質(zhì)的污染。
(8)如果鍍液中金屬雜質(zhì)的總量超過允許范圍，可添加H2SO4：，將CrO3與SO42—比值提高至100：1，使槽液恢復(fù)正常工作。
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