三价铬镀铬工艺
发布日期:[2018-03-14]   浏览:437

长期以来,电镀铬 通常采用六价铬电镀液。近年来,由于六 价铬对环境等方面带来污染影响,于是加 紧了对三价铬电镀的研究。实际上 提出用三价铬代替六价铬的研究已经有很长时间。用三价 铬镀装饰铬与六价铬电镀相比,具有很多优异特性,但在实 际应用中也存在一些问题,其可镀 性受到一定限制。因此,用三价 铬电镀功能性铬还没有被实际广泛应用。还介绍 了三价铬电镀的机理及展望,并提出 了有待深入研究的问题。

六价铬的毒性大,对环境污染严重。镀铬溶 液大量使用铬酐,是电镀 行业含铬废水的主要污染源。这一问 题已经引起人们普遍的关注,各国政 府也加强了立法管理,如美国 对六价铬的排放标准已从0.05mg/L降到0.01mg/L,并从1997年起开始执行。六价铬 镀铬液的电流效率低和覆盖能力差也是一个问题。为了从 根本上减轻污染和提高电流效率及覆盖能力,三价铬 镀铬工艺越来越受到人们的青睐。

三价铬镀铬自1854年Bunsen发表第一篇论文以来,迄今已有100余年历史,由于有 些技术问题难以突破,因此进展比较缓慢。至20世纪70年代,随着科 学技术的发展和化学原料的增多,以及人 们对环保意识的进一步增强,三价铬 镀铬研究又提到电镀工作者议事日程上来了。1974年英国发表了 Alecra-3的三价铬镀铬工艺,并于1975年申请 了一份用三氯化铬作主盐的三价铬镀铬专利,即Alecra-3000。1981年,英国开 发了硫酸盐的环保铬(Envir0-chome)的三价铬镀铬工艺。该工艺 采用选择性离子隔膜将阴极区域和阳极区域分开,这样可 避免阳极板上氧化成的六价铬对三价铬镀液带来的危害:几乎同时,美国Harsha0公司也开发了Tri-chrome三价铬镀铬工艺。

 

镀液组成
目前研 究和使用的三价铬电镀液主要成分如下:
(1)主盐:当前三 价铬镀铬体系主要有氯化物体系,硫酸盐体系和硫酸盐-氯化物混合体系。
氯化物镀液导电好,电压低,镀液分散能力、覆盖能 力和电流效率较高,但阳极会析出有毒的Cl2,且对设备腐蚀较重;硫酸铬 电镀时阳极析出无毒的氧气,无污染,但镀液 导电性不如氯化物,镀液分散能力、覆盖能 力和电流效率较低。
(2)络合剂:通常为 羟基羧酸及其盐,如甲酸和乙酸盐、氨基乙酸、草酸及其盐,柠檬酸及其盐,硫氰算 眼和酒石酸盐等。
(3)导电盐:减少电能的消耗。多为钠、钾、铵的氯化物和硫酸盐。
(4)缓冲剂:维持镀液PH值稳定。多为硼酸、醋酸盐、铝盐以及柠檬酸盐等。
(5)稳定剂:复合型还原剂,抑制和 降低六价铬的产生。多为甲醇、亚硫酸钠、卤化物等。

工艺条件
(1)温度:最好在室温下进行,工作温度一般控制在15~55℃。温度升 高会降低浓差极化,并使Cr3+的析出点位正移,同时析氢严重,不利于铬的沉积。
(2)PH值为1~4。PH值低时析氢严重,阴极电流效率降低,PH值高时 易发生羟桥化反应,镀层发暗。
(3)电流密度为3~100A/dm2。阴极电 流密度范围较宽,但较低 时会影响铬沉积速度,阴极电 流密度过高会影响到镀层性能。
(4)电流效率为10%~25%。可以进行轻微搅拌。
另外,三价铬 镀铬有单槽方式和双槽方式,单槽方 式中的阳极材料是石墨棒,与其他普通电镀一样;双槽方 式使用了阳极内槽,可以使 用铅锡合金阳极罩,另外作 为阳极基础液使用了稀硫酸。

三价铬镀铬优点
三价铬 电镀具有下列优点:
(1)毒性低,污染小。镀液清 洗水中不含六价铬,废水稍 加处理即可排放,且电镀 过程不产生有毒的铬酸雾;
(2)镀液浓度低,只有六价铬镀铬的1/10,分散能 力和覆盖能力好,成品率提高;
(3)电镀过 程不受电流中断的影响,无需退镀;
(4)阴极电流效率可达21~25%,高于六价铬电镀,提高了生产率。

总结与展望
环保型 三价铬电镀取代六价铬电镀已是必然趋势。近年来,三价铬电镀发展迅速,已在装 饰性镀铬上有所应用,并在很 多国家用于工业化生产,但在功 能性镀铬方面还未工业化。
当前我 们国家也在研究三价铬镀铬的应用方面取得了不少成绩,但还得 加强工艺性能和理论基础方面的研究,其中需注意以下方面:
(1)镀层外观,厚度改善提高,加强功 能性镀层的应用研究。
(2)研究稳 定的三价铬电镀液。
(3)目前三 价铬电镀液的造价高于六价铬电镀液,需要减少成本。

 

【文章摘自互联网

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