一，鍍鉻層生銹
鉻在電化序中雖比鐵負(fù)，但有很強(qiáng)的鈍化性能，在大氣中鉻層表面容易形成鈍化膜，鈍化后鈍化膜的表面電位立即變正，電極行為相當(dāng)于銀，故鐵上鍍鉻層屬陰極性鍍層。與其他陰極性鍍層一樣，只有當(dāng)鍍層致密無孔隙時(shí)才能對(duì)基體有保護(hù)作用。而鉻鍍層的致命弱點(diǎn)便是存在孔隙和裂紋，且鉻層的脆性又較大，當(dāng)局部處受到壓縮或沖擊時(shí)，鍍層極容易發(fā)生裂紋。在這種情況下，鋼鐵基體遇到潮濕天氣中的水分即會(huì)通過鉻層孔隙，滲到基體金屬表面，使鉻、鐵電偶形成一個(gè)微電池，這時(shí)鉻、鐵電偶中的鐵實(shí)際電位比鉻負(fù)，從而作為陽極腐蝕，腐蝕產(chǎn)物即是鐵銹，并通過鉻的孔隙溢出表面，形成泛點(diǎn)，隨著時(shí)間的延續(xù)，泛點(diǎn)不斷擴(kuò)大、增多，結(jié)果遍及整個(gè)工件表面。
這一現(xiàn)象更多見于鈑金件、沖壓件的邊緣，因這些部位經(jīng)過剪切，組織疏松，無氧化皮，酸液浸蝕時(shí)易引起過度腐蝕，且飛邊的遮蓋、鉻層相對(duì)較薄，孔隙相對(duì)較多，因而更易出現(xiàn)紅棕色銹跡。
為減少上述現(xiàn)象的發(fā)生可采取下列措施：
(1)改善基體表面的粗糙度；
(2)加強(qiáng)鍍前處理工藝；
(3)在可能條件下增加鍍鉻層厚度；
(4)除必要之外不采用單層鉻；
(5)在工藝條件允許下適當(dāng)提高溶液濃度；
(6)鍍成后用熱水燙洗并迅速干燥；
(7)采取油封防腐。
(8)硬鉻是屬于微裂紋鉻，它本身有很多微小的裂紋，直達(dá)基體，時(shí)間長了，如果不做防護(hù)的話，它就會(huì)生銹。解決的辦法是，在布輪上打上拋光皂拋光封閉，就可以了。
二，鑄鐵件鍍鉻的困難
鑄鐵導(dǎo)電性差，大面積件若按常規(guī)只有一、二點(diǎn)接觸，則很難滿足要求，故工件與掛具的導(dǎo)電接觸點(diǎn)宜多設(shè)幾處。其次，鑄鐵件含有大量的碳和較多的縮孔、氣孔和砂眼，這些都是鑄鐵件鍍鉻的困難因素，但若能采取相應(yīng)的措施，也能獲得理想的鉻層質(zhì)量。
(1)用鹽酸清洗鉛板引起。甲廠用的陽極由純鉛板代替，純鉛板在鍍鉻過程中容易產(chǎn)生氧化鉛，氧化鉛在鍍鉻溶液中又極易轉(zhuǎn)化為鉻酸鉛，由于這一弊端的存在，影響了鍍鉻時(shí)電流的正常通過，使陽極面積相對(duì)減小，進(jìn)而又促使溶液中三價(jià)鉻積累。為此，該廠操作者每天下班時(shí)把鉛板提出來，第二天上班前再把鉛板移至鹽酸中浸泡，而事后卻不進(jìn)行徹底洗刷。
(2)掌握好工藝條件。鑄件的孔隙多，其真實(shí)的表面積比測得的表面積大，配送電流時(shí)若未能考慮到這一點(diǎn)，也難以獲得理想的鉻層，同時(shí)還要考慮到足夠的沖擊電流，以增強(qiáng)陰極極化作用，沖擊電流應(yīng)不小于正常鍍硬鉻時(shí)的2～3倍，以便讓其在短時(shí)間內(nèi)獲得一層鉻，這是由于采用了高電流密度沖擊之后，大大提高了氫的濃差極化程度，顯著降低了析氫量。此時(shí)金屬的陰極極化程度也相應(yīng)提高，這樣在瞬間鑄件表面即會(huì)形成更多的晶核，從而可以得到細(xì)致的、結(jié)合力良好的鍍層質(zhì)量。 不銹鋼鍍鉻的前處理
三，不銹鋼表面想要獲得牢固的鉻層質(zhì)量，首先要徹底除盡表面的氧化膜，這層結(jié)合牢固且致密的氧化膜較難除去，且工藝繁雜。
經(jīng)友人介紹采取下列預(yù)處理的工藝方法即能獲得滿意的．鉻層質(zhì)量，多年來的生產(chǎn)質(zhì)量一直很好，也未曾發(fā)生過起皮脫殼等質(zhì)量故障，試驗(yàn)也很方便，直接在鍍鉻溶液中即可試驗(yàn)。
已經(jīng)除盡油污的工件掛入鍍鉻槽的陰極杠上，以5～6A／dm2的低電流密度進(jìn)行活化處理，這時(shí)不銹鋼表面不會(huì)沉上鉻，只有氫原子析出，這些氫原子與不銹鋼表面的氧化膜作用，使其表面獲得充分活化，活化處理時(shí)間需視不銹鋼表面的膜層情況而定，一般在5min左右即可，膜層過厚的需8～10min，然后施以正常的電流進(jìn)行鍍鉻，不要反鍍，否則不利于鍍鉻層的結(jié)合強(qiáng)度。鍍鉻件下半部位出現(xiàn)毛刺、針孔。
某電鍍廠鍍出硬鉻層下半部嚴(yán)重起毛刺，稍加擦抹即能脫落，毛刺脫落后即出現(xiàn)針孔。
這二現(xiàn)象據(jù)說過去未曾發(fā)生過，經(jīng)進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)問題在槽底，因工件的上半部分少且多為細(xì)毛刺、小針孔，下部分則相反。與因鍍液中硫酸與鉻酐之比含量過低或被氯離子污染而引起的針孔情況完全不一樣，且多在工件的朝上面。
為了解鍍鉻槽溶液中的槽底部位情況，筆者找來一根化驗(yàn)溶液時(shí)吸取溶液的長型玻璃管，吸出一管從液面到槽底的溶液，從溶液看上部清澈，中部渾濁，底部呈泥漿狀。這是第一次發(fā)現(xiàn)這一癥狀，因過去一直鍍小件，小件離槽底泥漿部分還有一定間距，工件進(jìn)、出槽時(shí)不會(huì)擾動(dòng)泥漿，互不干涉，故相安無事。
最后清理去沉淀物之后，鍍出工件平整光滑，無毛刺、針孔，質(zhì)量問題徹底得到解決。
為徹底除盡污物，可用活性炭吸附法，但不能用氧化劑氧化。
處理時(shí)可加入3～4g／L粉末活性炭，并同時(shí)將溶液的溫度調(diào)至60～70℃，處理過程中要多攪拌，以提高吸附效果。
有些工件鍍鉻層結(jié)合力不好是什么原因?如何克服?
通常來說，表面處理欠佳是結(jié)合力不好的原因，加強(qiáng)去油及去膜處理是提高結(jié)合力的有效辦法。但制件材質(zhì)對(duì)鉻層結(jié)合力影響也是不可忽視的，如含有鉻、錳、鉬、釩等的合金鋼制件表面容易鈍化，因此鍍前或浸稀鹽酸或硫酸，以增強(qiáng)鉻層結(jié)合力。
陽極(反電)處理采用大電流沖擊也是提高鉻層結(jié)合力的好辦法。反電處理能除去零件表面的氧化物。處理時(shí)陽極的電流密度應(yīng)為30～35A／dm2，溫度與正鍍時(shí)相同，時(shí)間視零件大小而定，通常是0．5～2min。鍍層越厚，則反電處理時(shí)間越長(合金鋼比普通碳鋼反電處理時(shí)間要長)。
沖擊電流及零件預(yù)熱也能提高鉻層結(jié)合力。沖擊電流為正常電流的兩倍左右，時(shí)間一般在0．5～2min內(nèi)。另外，還可采用陰極活化，直接在陰極上通以小電流處理(4～6A／dm2，時(shí)間2～3min)。這時(shí)陰極上只析出氫氣，可以達(dá)到活化零件表面的目的，從而提高鉻層的結(jié)合力。
鍍鉻后的工件進(jìn)行除氫處理可減小鉻層脆性，提高結(jié)合力。處理時(shí)，應(yīng)視基體金屬材料的不同來確定溫度，一般為200～350℃。鉻層厚度對(duì)結(jié)合力也有影響。試驗(yàn)表明，鉻層厚度測試超過0．3mm時(shí)，金屬材料的疲勞強(qiáng)度及鍍層結(jié)合力均顯著下降。
四，鍍鉻有哪些工藝特點(diǎn)?
鍍鉻層的用途雖然很廣，但是與其他鍍種相比，鍍鉻卻是相當(dāng)復(fù)雜的，而且具有許多工藝特點(diǎn)。
(1)鉻在很多介質(zhì)中都很穩(wěn)定，這是由于鉻很容易鈍化所造成的，從本質(zhì)上說，鉻是一個(gè)很活潑的金屬，鉻的原子結(jié)構(gòu)也有一些與其他金屬不同的特點(diǎn)，所以在鉻酸溶液中進(jìn)行鍍鉻時(shí)，要在很負(fù)的電位下才可以獲得連續(xù)的鍍層。與其他金屬電鍍過程相比較，鍍鉻的陰極反應(yīng)比較復(fù)雜，它有金屬鉻的沉積，也有三價(jià)鉻的生成，但大量的還是氫的析出，并因此而造成陰極電流效率特別低。從鉻酸根離子還原到金屬鉻的電極反應(yīng)很復(fù)雜，直至目前為止，它的中間過程還一直是一個(gè)爭論不休的問題。此外，鍍鉻電解液中還必須添加一定的陰離子如S04 2+一并維持電解液中有一定量的Cr 3十，鍍鉻過程才能實(shí)現(xiàn)。
(2)鍍鉻所采用的電流密度很高，比一般鍍種的電流密度高幾十倍；鍍鉻過程的槽電壓也很高，常常需要采用直流輸出電壓l5V的電源。
(3)鍍鉻所用的陽極不是金屬鉻，而是使用鉛一銻或鉛一錫合金作不溶性陽極。這是因?yàn)殂t金屬脆而易斷裂，很難制成鉻板材。加之金屬鉻溶解時(shí)將以不同價(jià)態(tài)進(jìn)入溶液，會(huì)使溶液變化大，給鍍液維護(hù)帶來困難。
(4)鍍鉻過程中，欲獲得光亮鉻層的范圍是很狹小的。這需要在生產(chǎn)操作中嚴(yán)格掌握工藝規(guī)范，正確地控制鍍液與電流密度兩者間的變化關(guān)系才可獲得較寬而滿意的光亮鉻層。
(5)鍍鉻電解液的分散能力極低。對(duì)于形狀復(fù)雜的制件，要想鍍?nèi)∪烤鶆蛞恢碌你t層或者加厚鉻層都是比較困難的。生產(chǎn)中常采用防護(hù)陰極和輔助陽極等措施，來獲得質(zhì)量良好的鍍層。
(6)目前，有許多人對(duì)鉻鹽鍍鉻取代鉻酸鍍鉻的工藝進(jìn)行了研究，企圖克服鉻酸鍍鉻的許多缺點(diǎn)。如采用三價(jià)鉻鹽鍍鉻工藝能獲得類似于拋光不銹鋼色澤的鍍層。在對(duì)鉻酸污染管制越來越嚴(yán)的情況下，三價(jià)鉻鍍鉻不失為一種過渡性技術(shù)措施。
鍍鉻層為什么常作為其他鍍層的外層?
鉻是一種略帶藍(lán)色的銀白色金屬，在空氣中，鉻很容易氧化而生成一層很薄的致密氧化膜。這層膜有很好的機(jī)械強(qiáng)度，并且透明，使金屬鉻能長時(shí)間保持光澤。鉻的化學(xué)穩(wěn)定性較好，很多酸對(duì)它不起作用，且具有硬度高、耐磨、反光性能好的特征，這是許多金屬不能與之相比的，因此常作為其他鍍層的前沿哨兵，抵抗著各種腐蝕介質(zhì)的侵襲，被廣泛地應(yīng)用在工業(yè)產(chǎn)品和日用產(chǎn)品的各個(gè)方面。如改變潤滑條件而鍍微孔鉻層；用于制造反光鏡而鍍光亮鉻；用于消光而鍍黑鉻；用于增加硬度或修復(fù)零件尺寸而鍍硬鉻；還可利用鉻鎳層具有低的摩擦系數(shù)而鍍耐磨鉻層等。其中以用作防護(hù)裝飾目的裝飾鍍鉻尤為最廣。
由于鉻在空氣中很容易鈍化，使其電極電位變得比鐵還正，因此，鐵上直接鍍鉻屬于陰極性鍍層，對(duì)鐵只能起到機(jī)械保護(hù)作用。只有當(dāng)鉻層無孔隙時(shí)，鍍層才具有較高的防蝕能力。為了提高鉻層的防蝕能力，目前普遍采用多層電鍍：如銅一鎳一鉻；銅錫合金一鉻；鋅銅合金一鉻或鍍無孔隙的乳白鉻等，在大多數(shù)情況下，只有單純用于耐磨目的的鋼鐵制件才直接鍍鉻，但這時(shí)的鉻鍍層則比較厚。
有些零件的凹入及孔眼等處鍍不上鉻層怎么辦?
對(duì)于鍍鉻來說，有孔眼或凹入部位的制品不容易鍍上鉻層，出現(xiàn)類似魚眼的眼圈處無鍍層現(xiàn)象。這是因?yàn)榘既胩庪娏髅芏忍』蛞蛉芤褐辛蛩岷窟^高之故。操作中可采用高電流沖擊處理或?qū)⒀劭锥氯_擊處理的方法是增大電流1／3左右沖擊電鍍l～2min后回復(fù)到正常電流密度，應(yīng)注意不得中途斷電。
酸洗
酸洗除銹、除氧化皮的方法是工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的方法。利用酸對(duì)氧化物溶解以及腐蝕產(chǎn)生氫氣的機(jī)械剝離作用達(dá)到除銹和除氧化皮的目的。酸洗中使用最為常見的是鹽酸、硫酸、磷酸。硝酸由于在酸洗時(shí)產(chǎn)生有毒的二氧化氮?dú)怏w，一般很少應(yīng)用。鹽酸酸洗適合在低溫下使用，不宜超過45℃，使用濃度10%～45%，還應(yīng)加入適量的酸霧抑制劑為宜。硫酸在低溫下的酸洗速度很慢，宜在中溫使用，溫度50～80℃，使用濃度10%～25%。磷酸酸洗的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)產(chǎn)生腐蝕性殘留物（鹽酸、硫酸酸洗后或多或少會(huì)有少會(huì)有Cl-、SO42-殘留），比較安全，但磷酸的缺點(diǎn)是成本較高，酸洗速度較慢，一般使用濃度10%～40%，處理溫度可常溫到80℃。在酸洗工藝中，采用混合酸也是非常有效的方法，如鹽酸-硫酸混合酸，磷酸-檸檬酸混合酸。
在酸洗除銹除氧化皮槽液中，必須加入適量的緩蝕劑。緩蝕劑的種類很多，選用也比較容易，它的作用是抑制金屬腐蝕和防止“氫脆”。但酸洗“氫脆”敏感的工件時(shí)，緩蝕劑的選擇應(yīng)特別小心，因?yàn)槟承┚徫g劑抑制二個(gè)氫原子變?yōu)闅浞肿拥姆磻?yīng)，即：2[H]→H2↑，使金屬表面氫原子的濃度提高，增強(qiáng)了“氫脆”傾向。因此必須查閱有關(guān)腐蝕數(shù)據(jù)手冊(cè)，或做“氫脆”試驗(yàn)，避免選用危險(xiǎn)的緩蝕劑。
發(fā)黑和鍍鉻時(shí)都要進(jìn)行去油-清洗-酸洗-清洗,甚至事先還要打磨等預(yù)處理工序.,其中一個(gè)目的就是要去除氧化皮和銹蝕,從這個(gè)意義上說,表面生銹和氧化對(duì)鍍鉻和發(fā)黑影響不大.當(dāng)然,有些鐵銹混有油脂和有些氧化皮比較致密且比較厚,也是比較難清除的.尤其是高溫形成的四氧化三鐵,(也稱氧化皮),就比較難清除.
