1、 性能和用途

因為鉻表面易于鈍化，有很強的耐蝕性，所以用于裝飾電鍍的最外層，其厚度一般只有0.5-1微米，通常稱之為裝飾鉻。

鉻的另一個特點是具有極高的硬度，HV=750-1000，因而又經(jīng)常用于有耐磨要求的場合，通常稱之為硬鉻。

2. 鍍鉻基本原理

2.1 鍍鉻的陰極過程

圖1是鍍鉻的陰極極化曲線，描述了鍍鉻的陰極過程。

鍍鉻的陰極過程分3個階段。

第一階段，隨著電極電位上升，電流密度上升。電極反應(yīng)為

2H⁺　---> H₂

第二階段，隨著電極電位繼續(xù)上升，電流密度轉(zhuǎn)為下降。這是一個形成陰極膜的過程。

第三階段，隨著電極電位繼續(xù)上升，電流密度又轉(zhuǎn)為上升。電極反應(yīng)為

Cr⁶⁺ ---> Cr

2H⁺　---> H₂

Cr⁶⁺ ---> Cr³⁺　(H₂的還原作用)

2.2 陰極膜的形成

在鍍鉻層沉積之前，陰極上先生成一層薄膜。觀察薄膜的試驗如圖2所示。陰極為針狀。停電后1秒可以觀察到陰極膜(厚度約0.1微米)，停電3-4秒后陰極膜就消失了，如圖3所示。

2.3 硫酸的作用和影響

鍍液中硫酸含量的增加，陰極膜的厚度也隨之增加。電極周圍的成分與其它部分的成分差別較大，為

Cr⁶⁺  65-67%

Cr³⁺  22-23%

SO₄^2-10-12%

若鍍液中沒有硫酸，則不能形成陰極膜，只析出氫氣，見圖1的曲線1。

CrO₃與H₂SO₄形成[(CrO_n^2-)_m·(SO₄^2-)n]復(fù)雜的絡(luò)合物。從圖4可以看出，隨鍍液中硫酸濃度增加，電流效率形成有峰值的情況。圖4中線段1，電流效率隨硫酸含量上升而上升，是因為絡(luò)合物含量上升的緣故;繼續(xù)增加硫酸的含量，則陰極膜厚度增加，阻礙鉻層的沉積，故圖4線段2，電流效率隨硫酸含量上升而下降。

2.4 Cr³⁺的影響

當(dāng)鍍液中Cr³⁺的含量上升時，圖4中的曲線向右上方向移動。當(dāng)H₂SO₄=10-12g/l，Cr³⁺=20g/l，電流密度60-100A/dm²時，電流效率高于25%。可獲得鏡面光亮的鍍鉻層。缺點是分散能力差，只適合旋轉(zhuǎn)體。

2.5 H₂的析出影響

常規(guī)鍍鉻中，只有12-15%的電流用于沉積鉻層，80-85%的電流用于析出氫氣。氫氣會滲入鉻層，也會滲入基體達(dá)幾十微米。氫氣的滲入，使得鋼的疲勞強度下降約30-40%。有趣的是，高強度零件鍍鉻后，疲勞強度下降，而強度低的零件，鍍鉻后疲勞強度反而提高。

3 鍍鉻工藝

3.1 常規(guī)鍍鉻工藝

目前使用較為廣泛的仍是常規(guī)鍍鉻工藝。經(jīng)典的常規(guī)鍍鉻溶液配方為

CrO₃　 250 g/l

H₂SO₄　2.5 g/l

Cr³⁺　 3g /l

3.2 含F(xiàn)-鍍鉻工藝

F-作催化劑的電解液可在室溫工作，也可用于滾鍍(但小零件不太可靠)。

配方一∶

CrO₃　　 　 250 g/l

KF　　　　　3.5 g/l

溫度　　　　20℃

電流密度　　3-5 A/dm²

配方二∶

CrO₃　　 　 250 g/l

H₂SiF₆　　　5-10 g/l

溫度　　　　18-25℃

電流密度　　5-10 A/dm²