電鍍黑鉻工藝要點

姜貴田

（丹東市元寶區(qū)寶山新城5號樓303,遼寧丹東 118001）

電鍍黑鉻工藝要點

姜貴田

（丹東市元寶區(qū)寶山新城5號樓303,遼寧丹東 118001）

0 前言

黑鉻鍍層的主要功能除防護(hù)外還能吸收光線、防止反光,所以大多應(yīng)用于儀器儀表,尤其是光學(xué)設(shè)備。就外觀而言,黑色鍍層純正又有金屬的質(zhì)感,極富裝飾性。

鍍黑鉻的工藝配方多且繁雜,如硝酸鈉-氟硅酸型、冰醋酸型、氨基磺酸鹽型、硝酸鉀-四硼酸鈉-偏礬酸銨-硅氟酸型、硝酸鉀-氟鋁酸鈉型等。輔助添加劑有硼酸、蔗糖、草酸亞鐵、亞鐵氰化鉀等。

工藝配方應(yīng)當(dāng)在保證質(zhì)量效果的前提下越簡單越好。成分過于復(fù)雜會給故障的分析與處理造成更多的麻煩,所以要找出鍍黑鉻的要點。

1 除硫酸根

鍍黑鉻無論采用哪種配方,幾乎都要除去溶液中的硫酸根。最簡單有效的方法是加過量（理論量的3～5倍）的碳酸鋇,形成硫酸鋇沉淀。有的資料認(rèn)為要過濾除去沉淀物,這大可不必。因為沉淀物對電鍍沒有任何影響。實際上當(dāng)碳酸鋇加入后,除了生成硫酸鋇外,其余全都生成了鉻酸鋇沉淀。一旦混入硫酸根,其會自動生成硫酸鋇,因為硫酸鋇的容度積小于鉻酸鋇的容度積。

2 加硝酸根

黑鉻鍍層是由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的氧化鉻與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%的金屬鉻共生而成的。氧化鉻的生成主要依靠硝酸根的作用。硝酸根是發(fā)黑劑,消耗比較緩慢。特別值得注意的是,不要因為鍍層不夠黑而頻繁地調(diào)整硝酸根的質(zhì)量濃度。鍍層的黑度是一個十分復(fù)雜的光學(xué)現(xiàn)象,后面還要提到影響黑度的其它因素。

3 還原劑

鍍黑鉻的輔助添加劑有蔗糖、草酸亞鐵、亞鐵氰化鉀等,其實都是還原劑,目的是在電解液中產(chǎn)生三價鉻,這對鍍黑鉻是有益處的。實踐證明,獲得三價鉻更簡單有效的方法是電解。使S陰∶S陽=（3～5）∶1,正常電流密度電解2 h左右所產(chǎn)生的三價鉻已經(jīng)足夠。這樣做可以避免鍍槽中引入其它成分,力求鍍液組成簡單化。

4 催化劑

鍍黑鉻配方中的氟硅酸、氟硅酸鹽、氟化鉀、氟化鈉、氟鋁酸鈉等都是作為催化劑,不難看出其中真正有效的成分是氟離子。以哪種形式加入并不重要,重要的是掌握適當(dāng)?shù)牧?因為鍍黑鉻對催化劑十分敏感,過高或過低都會非常明顯地影響產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)氟離子的質(zhì)量濃度低時,電流效率低,鍍層呈棕褐色,光澤較暗,分散能力很差;當(dāng)氟離子的質(zhì)量濃度較高時,分散能力、黑度、亮度、硬度均提高;當(dāng)氟離子的質(zhì)量濃度過高時,脆性增大,會“爆皮”,嚴(yán)重時會在鍍后幾小時內(nèi)自動爆裂。調(diào)整的方法十分簡單,就是通過電解消耗,另外,氟離子還會在陽極揮發(fā)一部分,鍍層逐漸趨于正常,出現(xiàn)最佳狀態(tài)。保持和補(bǔ)充的原則是少加勤加,并注意觀察,使鍍液始終處在良好狀態(tài)。

鍍層的黑度還與基體的狀態(tài)有關(guān),基體粗糙,黑度較差。經(jīng)過拋光或鍍光亮鎳后再套黑鉻,鍍層又黑又亮。

氟離子作為催化劑還有活化的功能,所以不銹鋼可以直接鍍黑鉻。

5 典型工藝

5.1 工藝流程

5.2 工藝規(guī)范

6 陽極

鍍黑鉻的陽極十分重要,不可忽視。和普通鍍鉻一樣,陽極面積應(yīng)大于陰極面積。至于陽極材料選擇哪種為好,筆者做了3個實驗,結(jié)果如下:

（1）陽極采用純鉛,使用2個月后,大部分變成一堆泥;

（2）陽極采用錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鉛-錫合金,使用2個月后,腐蝕非常嚴(yán)重;

（3）陽極采用銻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%的鉛-銻合金,使用2個月后,只有輕微腐蝕。

TQ 153

B

1000-4742（2011）04-0049-02

2010-08-03