裝飾性鍍鉻故障及其處理方法：深鍍能力差，工件的深凹處鍍不上鉻層

    可能原因

    原因分析及處理方法

  (1)毛坯粗糙

  若工件的毛坯粗糙的話，由于電鍍屬“負(fù)填平”，經(jīng)過預(yù)鍍和中間層電鍍后，鍍層表面的粗糙度會更大，一方面由于氫在粗糙表面上的過電勢較小，容易析氫而影響鉻的沉積，另一方面粗糙表面的比表面積較大，導(dǎo)致鍍鉻時低電流密度處的電流密度太小而不能沉積鉻  處理方法：增加研磨或拋光工序，降低毛坯的粗糙度，提高待鍍工件的表面質(zhì)量

  (2)底鍍層粗糙

  鍍鎳以前，用氰化鍍銅或焦磷酸鹽鍍銅作為底鍍層的工件，表面鍍層色澤較暗，通過酸銅和鎳加厚鍍層之后，底鍍層的缺陷較為明顯，呈現(xiàn)粗糙的鍍層。該鍍層在鍍鉻時，一方面由于氫在粗糙表面上的過電勢較小，容易析氫而影響鉻的沉積；另一方面由于粗糙表面的比表面積較大，導(dǎo)致鍍鉻時低電流密度處的電流密度太小而不能沉積鉻

  處理方法：

 a．底鍍層粗糙的工件，增加拋光工序，提高底鍍層的光潔度；

  b．加強(qiáng)技術(shù)管理，改善底鍍層的質(zhì)量，嚴(yán)格按《標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書》操作

  (3)光亮鍍鎳液的溫度太高

  詳見第四章故障現(xiàn)象1(11)的原因分析及處理方法

  (4)光亮鍍鎳液的pH值太高

  詳見第四章故障現(xiàn)象1(8)的原因分析及處理方法

  (5)鍍鎳液中有未除盡的保險(xiǎn)粉

  用保險(xiǎn)粉處理鍍鎳液中的六價鉻雜質(zhì)，若多余的保險(xiǎn)粉未被除盡，將會黏附在鎳鍍層表面，后工序的水洗又洗不干凈，在鍍鉻時，保險(xiǎn)粉把六價鉻還原成三價鉻，形成灰色鉻的沉積層  處理方法：加0.3～0．5mL／L 30％的雙氧水，破壞多余的保險(xiǎn)粉(氧化成硫酸鹽)，然后再加熱趕走多余的雙氧水

  (6)鎳層在空氣或水中存放時間過長

  詳見故障現(xiàn)象l(3)的原因分析及處理方法

  (7)鍍鉻的陽極導(dǎo)電不良

  鍍鉻與一般電鍍不同，采用不溶性陽極，主要采用的是鉛或鉛合金(鉛一銻合金陽極；鉛一錫合金陽極；鉛一銀合金陽極)，近年來也有鈦鍍鉑或鈮陽極

  在鉻酸電解液中，金屬鉻鍍層是由六價鉻直接還原的，而

    可能原因

    原因分析及處理方法

  (7)鍍鉻的陽極導(dǎo)電不良

金屬鉻陽極溶解時，卻以不同價態(tài)的離子形式存在，主要是以三價鉻的離子形式進(jìn)入溶液，而陽極的電流效率接近100％，這將導(dǎo)致三價鉻的含量迅速增加，而陰極電流效率只有10％～25％，使得三價鉻離子不斷升高，鉻鍍液不穩(wěn)定。另外，金屬鉻硬而脆，不易加工成型。在正常生產(chǎn)中，鉛或鉛合金陽極的表面上生成一層暗褐色的二氧化鉛膜

    Pb+2H₂0一4e^一一PbO₂+4H⁺

  這層膜不影響導(dǎo)電，陽極反應(yīng)仍可正常進(jìn)行，其電極反應(yīng)為

    2Cr³⁺+7H₂0一6e^一一Cr₂0₇^2-+14H⁺

    2H₂0一4e^一一0₂↑+4H⁺

  由上述反應(yīng)可以看出，在陰極生成的三價鉻離子，在陽極上又重新氧化成Cr₂0₇^2-，從而使電解液中Cr³⁺濃度維持在一定的水平，以保證鍍鉻生產(chǎn)的正常進(jìn)行。當(dāng)鍍液中的三價鉻離子含量過高時，可采用大面積陽極和小面積陰極的方法進(jìn)行電解處理，以降低鍍液中三價鉻的含量。在生產(chǎn)中一般控制陽極面積：陰極面積一(2：1)或(3：2)，即可保持三價鉻的穩(wěn)定(在工藝允許的范圍內(nèi))。陽極的選擇第一考慮的是導(dǎo)電，由于鍍鉻溶液的分散能力和覆蓋能力較差，陰陽極問的幾何因素對電鍍質(zhì)量影響大，所以鍍鉻陰陽極的形狀是鍍層厚度均勻與否的決定因素，在生產(chǎn)中特別是在鍍硬鉻上，大量采用象形陽極來保證厚度均勻。就是在裝飾性電鍍生產(chǎn)中，也盡量采用合理的陽極擺放，并采用輔助陽極、陰極屏蔽的辦法來輔助，使陽極到陰極的電力線盡可能分布均勻，來提高產(chǎn)品的質(zhì)量

  在不通電時，懸掛于鍍液中的鉛或鉛合金陽極，由于遭受鉻酸浸蝕而在其表面形成導(dǎo)電性很差的黃色鉻酸鉛膜，使槽電壓升高，嚴(yán)重時造成陽極不導(dǎo)電，因此，在不生產(chǎn)時，應(yīng)將陽極從鍍槽中取出，浸在清水中，使用前用鋼絲刷洗刷去黃色的鉻酸鉛后，在通電的情況下重新掛入鍍槽，防止再生成鉻酸鉛黃色膜。若黃色膜堅(jiān)固難以刷去，可在堿液(5％NaOH)中浸幾天，待膜軟化后，再刷洗除去。如果陽極表面為褐色膜，該膜是二氧化鉛，那么陽極導(dǎo)電良好

  鉻酸及某些催化劑(如F一)對陽極的浸蝕機(jī)理。在斷電時，對鉛陽極及二氧化鉛膜均有浸蝕作用，形成大量的鉻

    可能原因

    原因分析及處理方法

(7)鍍鉻的陽極導(dǎo)電不良

酸鉛沉積在陽極表面，使已形成的二氧化鉛與陽極的基體剝離，而影響導(dǎo)電。為了減輕陽極的腐蝕，在普通鍍鉻中使用含銻6％～8％的鉛一銻合金陽極，它比純鉛陽極的抗腐蝕性能好，并且由于銻的加入，陽極不易變形。對于含氟的鍍鉻溶液常使用含錫60／4～12％的鉛一錫合金陽極。若使用含銀1％～2％的鉛一銀合金陽極，其抗腐蝕性較為顯著，尤其是對于含氟的鍍鉻陽極，其抗腐蝕性更加顯著，并且由于銀的加入，陽極不易變形

  處理方法：據(jù)鍍鉻工藝和陰極幾何形狀，合理選擇和設(shè)計(jì)陽極的材質(zhì)、幾何形狀和陽極面積，并加強(qiáng)陽極的維護(hù)保養(yǎng)

  (8)掛具接觸

不好

  由于鍍鉻電鍍液的分散能力差，陰極電流效率低，操作時的陰極電流密度較高，通常比底鍍層的陰極電流密度大5～10倍，因此，掛具的設(shè)計(jì)、材料的選用、上架操作和掛具的維護(hù)保養(yǎng)都有較嚴(yán)格的要求

  在設(shè)計(jì)掛具時，應(yīng)以鍍鉻的電流作為選材的依據(jù)，特別是掛具的掛鉤、主桿和支桿的截面積均應(yīng)能通過鍍鉻所需電流(紫銅基材可以通過3A／mm2的電流值，黃銅基材可以通過2.5A／mm²的電流值；鋼鐵底材可以通過2.0A／mm²的電流值)。掛具掛鉤上設(shè)置堅(jiān)固螺釘，使掛具在通電時與陰極銅排接觸牢固。零件裝掛時盡量采用彈性掛鉤(或稱繃鉤)，零件上掛后接觸緊，不晃動。零件裝掛點(diǎn)不宜選在主要表面上，零件裝掛時，應(yīng)以零件主要表面面向陽極，在零件人槽和出槽時，不產(chǎn)生氣袋和帶出槽液(積液)。另外，由于鍍鉻的陰極電流效率低，電鍍時有大量氣體析出，所設(shè)計(jì)的掛具和零件裝掛位置應(yīng)有利于氣體逸出，防止因氣體的滯留產(chǎn)生鍍層不連續(xù)、麻坑或條紋等異常

  在此需要特別強(qiáng)調(diào)的是，鍍鉻零件采用綁絲掛具時，需要注意的幾個問題

  ①合理選擇綁絲的材質(zhì)和規(guī)格。在材質(zhì)的選擇方面，一般選用細(xì)銅絲而不使用細(xì)鐵絲。選擇銅絲的規(guī)格，以直徑為聲l～2mm為宜，若直徑較大的話，在綁絲處的表面因被遮蓋而阻礙鉻的正常沉積，也不可以使用雙絲綁扎，那樣被遮蓋的面積更大，若工件的受鍍面積較大，必要時可采取不同部位多處分別綁絲，以解決因銅絲的截面過小、導(dǎo)線的電阻過大而出現(xiàn)的電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量問題

  ②綁絲的松緊要適當(dāng)。綁絲過緊，該處表面被遮蓋，從而影響鉻的沉積；綁絲過松，引起導(dǎo)電不良，鍍鉻時電流有可能會時斷時續(xù)，產(chǎn)生灰色鉻鍍層，在底鍍層還可能會產(chǎn)生綁絲痕跡，影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量

  ③綁絲位置的選擇要適當(dāng)。綁絲的位置選擇在工件的非裝飾部位、直徑較小的部位，并且盲孔的氣體易于排放以及保證工件的電力線分布均勻，以防止產(chǎn)生綁絲痕跡象、盲孔部位產(chǎn)生氣袋和尖端、邊緣部位出現(xiàn)燒焦等品質(zhì)異常

  ④綁絲用的銅絲需經(jīng)過處理。鍍鉻工件用的綁絲，事先須經(jīng)過酸洗，最好鍍上薄層鎳，否則綁絲處的鍍件表面難以沉上鉻層

  ⑤同一串鍍件的外形相似，受鍍面積基本一致。不同外形的工件，沉積鉻的難易有別，所以在電流的設(shè)定、受鍍時間的控制等方面都有所區(qū)別，若工件的外形和受鍍面積相關(guān)較大的工件在同一串中施鍍的話，小的工件因電流過大而出現(xiàn)燒焦，大的工件卻因電流過小而不能全部沉上鉻層

  ⑥每串綁絲的長度要適當(dāng)。一串工件的長度以與陽極板在液面以下的長度相等為宜，上部工件低于液面5cm，下部工件低于陽極板的下邊緣5cm。若因工件的數(shù)量不足而不能綁至上述要求的長度時，可在尾部留一段銅絲，引走部分電流，以避免末端工件被燒焦

  ⑦鍍鉻工件不宜使用舊銅絲。因舊銅表面粗糙且彎曲不直，易產(chǎn)生綁絲印痕

  ⑧控制工件之間的間距。工件與工件之間的間距以大于工件本身的橫截面尺寸的l．5倍為宜，若兩者之間的間距過小，那么截面的中心部位就難以沉上鉻層，若間距過大，則會影響產(chǎn)能

  ⑨重量輕的小件采取防晃動措施。工件是靠自身的重量來導(dǎo)電的，對于重量輕的小件，易受工件表面的氣體析出而隨波飄動，從而影響銅絲與鍍件之間的正常電流通過，導(dǎo)致電流時斷時續(xù)，影響電鍍的質(zhì)量。可以采取下部固定或墜非電鍍件的措施，防止該類異常的發(fā)生

  掛具不需要導(dǎo)電的部分要全部絕緣，另外，掛具要經(jīng)常修理，特別是掛鉤上的鍍層應(yīng)退除，如掛鉤上的結(jié)瘤、支狀疏松的結(jié)晶會損耗大部分電流，導(dǎo)致掛鉤處實(shí)際分布的電流密度下降，甚至無鍍層沉積

    可能原因

    原因分析及處理方法

(9)鉻酸含量太低或硫酸含量太高

  鉻酐的水溶液是鉻酸，是鉻鍍層的唯一來源。實(shí)踐證明，鉻酐的濃度可以在很寬的范圍內(nèi)變化。例如，當(dāng)溫度在45～50℃，Dk=10A／dm²時，鉻酐濃度在50～500g／L范圍內(nèi)變化，甚至高達(dá)800g／L，均可獲得光亮鍍鉻層。一般生產(chǎn)中采用的鉻酐濃度為150～400g／L之間。鉻酐的濃度對鍍液的電導(dǎo)率起決定性作用，鍍液溫度升高，電導(dǎo)率隨鉻酐濃度增加向稍高的方向移動。因此，單就電導(dǎo)率而言，宜采用鉻酐濃度較高的鍍鉻液。但采用高濃度鉻酸電解液時，由于隨工件帶出損失嚴(yán)重，不僅造成材料的浪費(fèi)，更主要的是會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。而低濃度鍍液對雜質(zhì)金屬離子比較敏感，覆蓋能力較差。鉻酐濃度過高或過低都將使獲得光亮鍍層的溫度和電流密度的范圍變窄。鉻酐濃度低的鍍液陰極電流效率較高，多用于鍍硬鉻。較濃的鍍液主要用于裝飾電鍍，鍍液的性能雖然與鉻酐含量有關(guān)，最主要的取決于鉻酐和硫酸的比值。一般控制Cr03：SO₄^2-=(80～100)：1，最佳值為100：1。當(dāng)SO₄^2-含量過高時，對膠體膜的溶解作用強(qiáng)，基體露出的面積大，真實(shí)電流密度小，陰極極化小，得到的鍍層不均勻、發(fā)花，特別是工件凹處還可能露出基體金屬。當(dāng)SO₄^2-含量過低時，陰極表面只有很少部位的膜被溶解，即成膜的速度大于溶解的速度，鉻的析出受阻或在局部地區(qū)放電長大，所以，鍍層發(fā)灰粗糙，光澤性差。

  處理方法：分析調(diào)整鍍液成分，并控制Cr0₃：SO₄^2-=l00：1，若SO₄^2-的含量過高；加入計(jì)算量的BaCO₃，過濾鍍液

  (10)三價鉻離

子過多

  鍍鉻液中的三價鉻離子是鉻電沉積過程中Cr⁶⁺在陰極上還原產(chǎn)生的，與此同時，Cr³⁺在陽極上又將重新被氧化成Cr⁶⁺，

    可能原因

    原因分析及處理方法

  (10)三價鉻離子過多

所以，Cr⁶⁺在鍍鉻液中的含量在一定條件下可達(dá)到平衡，平衡時的濃度取決于陰、陽極面積之比，一般為S_A：S_k=2：1。Cr³⁺是陰極膠體膜骨架，是陰極膠體膜的主要成分，只有當(dāng)鍍鉻液中含有一定的Cr³⁺時，鉻的沉積過程才能正常進(jìn)行。普通鍍鉻液中三價鉻的最佳含量取決于鍍液的組成、工藝條件及雜質(zhì)的含量，一般為2～4g／L(有資料報(bào)道：Cr³⁺含量大約為鉻酸含量的l％～2％)，不允許超過8g／L。當(dāng)Cr³⁺過低時，相當(dāng)于SO₄^2-含量偏高時出現(xiàn)的現(xiàn)象，使陰極膜不連續(xù)，鍍液的分散能力差，而且硬度低、光澤性差、電流效率也較低，而且只有在較高的電流密度下才產(chǎn)生鉻的沉積。當(dāng)Cr³⁺過高時，相當(dāng)于SO₄^2-含量不足，陰極膜增厚，不僅顯著降低鍍液的導(dǎo)電性，使槽電壓升高，而且鍍鉻層的光亮度范圍縮小，工件的尖端或邊緣會出現(xiàn)燒焦，如果陰極電流密度較低時，會使工件深凹處鍍不上鉻，還會引起鍍層產(chǎn)生暗色、脆性及斑點(diǎn)等。嚴(yán)重時，只能產(chǎn)生粗糙、灰色鍍層。

  新配制鍍液Cr³⁺的產(chǎn)生方法

  ①采用大面積陰極電解。電解的條件是陰極面積必須大于陽極面積，鍍液中必須含有足夠量的硫酸。在電解時，陰極反應(yīng)式為

    Cr₂0₇^2-+14H⁺+6e^一一2Cr³⁺+7H₂O

  即陰極上發(fā)生Cr⁶⁺的還原，此反應(yīng)若無硫酸存在，反應(yīng)即刻停止。陽極反應(yīng)式為

    2Cr³++7H₂0一6e^一一Cr₂0₇^2-+14H⁺

  即陽極上發(fā)生Cr⁶⁺的氧化。在陰極面積大于陽極面積的情況下，六價鉻的還原趨勢大于三價鉻的氧化趨勢，總的結(jié)果使三價鉻含量升高。相反，若在陰極面積小于陽極面積的情況下電解，則使三價鉻的含量逐漸降低

  ②用還原劑將Cr⁶⁺還原產(chǎn)生三價鉻。還原六價鉻的還原劑有酒精、草酸和冰糖等，較為常用的是酒精(98％)，用量為0.5ml／L。在加入酒精時，由于反應(yīng)放熱，應(yīng)邊攪拌邊加入，否則反應(yīng)劇烈，使鉻液濺出。加入酒精后，稍作電解，即可投入使用

  ③添加部分舊的鍍鉻液。在鍍鉻過程中，必須防止鍍鉻液的Cr3+升高，除了要有足夠大的陽極面積外，還要防止銅、鐵工件落人和有機(jī)物的帶入，因?yàn)檫@些物質(zhì)都能促使六價鉻的還原，使三價鉻含量增加  降低三價鉻離子常用的方法有強(qiáng)氧化法、離子交換法、電滲析法和稀釋法，但最常用的是電解法

  處理方法：電解法在陽極面積大于陰極面積10～30倍、鍍液溫度為50～60℃、陰極電流密度為1.8～2.0A／dm²的條件下進(jìn)行電解，處理時間視Cr³⁺的含量而定，一般在上述情況下．通電處理1h，約氧化三價鉻0.3g/L左右。

    可能原因

    原因分析及處理方法

(11)鐵雜質(zhì)過多

  鍍鉻液中Fe³⁺的含量在3g／L以下，對鍍鉻層無明顯的影響，但其含量大于5g／L時，鉻層光澤差，光亮鍍鉻層的陰極電流密度縮小，鍍液的電阻增大，工作電流不穩(wěn)定；當(dāng)其含量大于l0g／L時，鍍液顏色變深，呈棕褐色，鍍層上出現(xiàn)黃色斑點(diǎn)

  鐵雜質(zhì)的來源：鍍鐵工件落入槽內(nèi)、鐵件深凹處未鍍覆鍍層部位的化學(xué)溶解以及鉻陽極的溶解和化學(xué)材料的帶入等

  處理方法一：稀釋法把鐵雜質(zhì)含量高的鍍鉻液抽出計(jì)算量的部分，作為塑料電鍍的粗化液或鍍鋅的鈍化液，然后再補(bǔ)充部分新鍍鉻液，使鐵雜質(zhì)的含量降低至允許范圍內(nèi)

  處理方法二：陽離子交換法

  a．將鍍鉻液稀釋至Cr0₃<130g／L；

  b．用732#強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂(或其他樹脂)交換處理，除去Fe³⁺、Cr³⁺和其他陽離子；

  C．蒸發(fā)濃縮處理液，至Cr0₃含量至工藝范圍內(nèi)；

  d．向處理液中加入0.5mL／L 98％的酒精，再電解一段時

間，產(chǎn)生適量的三價鉻，即可電鍍

  處理方法三：隔膜電解法  將含有金屬雜質(zhì)離子的鍍鉻液注入陰極室中進(jìn)行電解，Cr⁶⁺還原成Cr³⁺，同時鍍液的pH值升高，金屬雜質(zhì)形成氫氧化物沉淀，再經(jīng)過濾后，將有害的金屬雜質(zhì)除去。含Cr³⁺的鍍液通過電滲析進(jìn)入陽極室外，再進(jìn)行電解，Cr³⁺在陽極被氧化成Cr⁶⁺，與此同時，pH值降低，這樣可使鍍鉻液再生。值得注意的是，此法隔膜的質(zhì)量是關(guān)鍵，為了延長隔膜的使用壽命，鍍鉻液需經(jīng)稀釋至100～150g

  處理方法四：CS型鍍鉻凈化劑法  此法可除去異金屬雜質(zhì)，經(jīng)濟(jì)、方便、迅速

    可能原因

    原因分析及處理方法

  (12)銅、鋅、鉛、鎳雜質(zhì)過多

  鍍鉻液銅、鋅、鉛雜質(zhì)含量過高時，會明顯降低鍍鉻層的覆蓋能力，銅雜質(zhì)最高允許含量5g／L，鋅雜質(zhì)最高允許含量3g／L

  銅、鋅、鉛雜質(zhì)的來源：工件落入鍍鉻槽內(nèi)、工件深凹處未鍍覆鍍層部位的化學(xué)溶解以及鉻陽極的溶解和化學(xué)材料的帶入等

  現(xiàn)象判定：若鍍鉻液的色澤變深、電壓比剛建浴時要大，就說明鍍鉻液中可能受到異金屬雜質(zhì)的污染 

  處理方法一：同故障現(xiàn)象2(11)的處理方法一～處理方法四

  處理方法二：采用低電流密度電解處理(0.2～0.5A／dm²)

  (13)硝酸根雜質(zhì)過多

  在鍍鉻液中，硝酸根離子最有害，當(dāng)鍍鉻液中NO₃^->0.1g／L時，鉻層灰暗，失去光澤；鍍液的深鍍能力和陰極電流效率降低；工作電流密度范圍縮小；對鉛陽極及其他鉛材設(shè)施腐蝕性增大。當(dāng)NO₃^->1g／L時，在正常的電流密度下，陰極上難以得到鉻層，即使升高電流密度，也只能得到

灰黑色的鍍層

  處理方法一：電解法(NOa的雜質(zhì)含量低)以每升電鍍液1A電解處理

  處理方法二：電解法(NOa的雜質(zhì)含量較多)

  a．加入計(jì)算量的BaC0₃，除去鍍液中SO₄^2-，使鉻不能在陰極上沉積，有利于NO₃^-在陰極上還原；

  b．將鍍鉻液加熱至65～80℃；

  C．設(shè)定陰極電流密度在10～20A／dm²之間，進(jìn)行大電流

    可能原因

    原因分析及處理方法

(13)硝酸根雜質(zhì)過多

電解，使NOf在陰極上還原為NH3除去，直至鍍鉻液正常，陰極反應(yīng)為

    NO₃^-+9H⁺+9e^一一NH₃↑+3H₂0

  d．分析調(diào)整鍍液成分后，試鍍