在電鍍硬鉻工藝中,三價鉻是不可或缺的成分,沒有三價鉻的存在就沒有鉻層的沉積,且三價鉻對鍍層綜合質(zhì)量的影響至關重要,原來行業(yè)標準為3-5g/L,但后期隨著對鍍層檢測手段的不斷完善,發(fā)現(xiàn)三價鉻高了,會造成鍍層粗糙、鍍層裂紋過多、鍍層內(nèi)硬度過大,不但降低防腐蝕能力,還會使鍍層的機械性能惡化,同時還會造成槽電壓升高,浪費能耗,增加鍍液冷卻成本?,F(xiàn)在行業(yè)已經(jīng)越來越重視三價鉻含量的控制,逐步把三價鉻的含量標準控制在2-3g/L。
下面就分析三價鉻含量過高的原因:
1、陰陽極面積比例:電鍍過程中三價鉻在陰極上還原產(chǎn)生,又在陽極上氧化變成六價鉻,根據(jù)實際施鍍面積和電鍍工藝的影響,最終達到平衡。要想讓三價鉻維持在較低的水平,最有效的方法是增大陽極面積;在這里需要說明一個誤區(qū),使用鉛陽極時,并不是把陽極緊密排列就可以實現(xiàn)最大的陽極面積,當陽極之間有縫隙時,背面的陽極也是導電的,緊密排列反而阻礙了背面陽極電流的通過,實際陽極導電面積減小了;因此,鉛陽極兩片之間要間隔3-5cm,同時可以將陽極表面做成瓦楞型,并做成“象形結構”,可以擴大有效面積。另外使用鉑金陽極,因是網(wǎng)型結構,其表面積一般是實體面積的1.2-1.6倍,同時網(wǎng)型結構有助于背面陽極的電流通過,其有效面積遠大于鉛板。
2、陽極材料的影響:陽極材料目前常用的有純鉛陽極、鉛錫合金陽極、鉑金陽極、銥鉭陽極等,根據(jù)在鍍鉻溶液中的吸氧電位可知,上述陽極材料在溶液中的氧化能力是逐步降低的,也就是說相同面積的陽極,不同的陽極材料,使用后者陽極三價鉻含量就比前者要高,所以使用鉑金陽極、銥鉭陽極的鍍槽需要加輔助鉛板或三價鉻抑制劑,在電鍍過程中提高其氧化能力,控制三價鉻的升高。
3、工藝參數(shù)的影響:在電鍍過程中,凡是能夠降低電流效率的工藝因素,都會造成三價鉻含量升高,比如:提高溫度、提高鉻酐含量、不當?shù)你t酐硫酸比、降低電流密度、提高溶液攪拌(過大的上液泵流量)、提高工件旋轉速度等,都會讓三價鉻含量升高。
4、有機物的帶入:日常生產(chǎn)過程中所接觸有機物,比如潤滑油脂、工件表面的防銹油、清洗劑(表面活性劑)等,帶入鍍鉻槽內(nèi),都會讓三價鉻升高;另外,如果鍍鉻車間內(nèi)有機溶劑濃度比較高(比如靠近凹印車間),鉻霧回收箱內(nèi)回收的鉻霧溶液,里面的三價鉻濃度是比較高的,如果流入鍍槽回用,也會造成三價鉻濃度過高。
5、鐵離子的影響:鐵離子溶液中含量過高,會使三價鉻濃度升高,主要是因為鐵離子在鉻液里面都是以三價的形式存在的,三價鐵離子在陰極表面會還原成二價鐵離子,但離開陰極表面后,就會把六價鉻還原成三價鉻,所以鐵離子雜質(zhì)含量影響溶液中三價鉻含量。
6、鍍液流速:三價鉻需要跟隨鍍液的流動到達陽極表面,被陽極氧化成六價鉻,但鍍液流動過慢(上液泵流量?。┚蜁p少鍍液中三價鉻與陽極的接觸機率,減少被氧化的可能,時間久了就會造成鍍液中的三價鉻含量偏高。
7、其它因素:如果鍍鉻生產(chǎn)線上有硫酸退鉻槽,且與鍍鉻槽使用一個廢氣管道,需要避免排放管內(nèi)的溶液回流到鉻槽,因為硫酸退鉻工藝產(chǎn)生的鉻離子都是三價的,回流到鉻槽,三價鉻肯定會高,當然這種情況一般伴隨著硫酸根也會升高。
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