范君武

摘 要：21世纪是经济高速发展的时代，且人类在这一发展时期的环保意识也明显增强。因此，研发环保无害化电镀尤其必要，具体以无铬钝化和三价铬电镀在电镀工业的应用最为广泛，其中三价铬电镀分为硫酸盐体系和氯化物体系。在本案，作者以三价铬电镀为例，浅析环保无害化电镀的若干问题。

关键词：三价铬电镀；镀液；镀铬速度

引言

电镀是运用电解原理将一层薄性的合金或其他金属镀在一些金属表面上，以使金属的表面附上一层金属膜，从而起到美化、防腐及提高反光性、导电性、耐磨性的作用。目前，三价铬电镀在电镀工业中的应用非常广泛，常用在装饰性镀铬期。其中，氰化物三价铬镀液的开缸成本低及镀层腐蚀性差，则常用在中低端产品装饰电镀中；硫酸盐三价铬镀液的开缸成本高及镀层腐蚀性好， 则适合用在中高端产品装饰电镀中。在本案，作者分别介绍硫酸盐和氰化物三价铬镀的若干问题。

1 Trich-9551三价铬镀

1.1 镀液的配制

Trich-9551三价铬镀的镀层色泽蓝白亮丽，颜色与六价铬镀层接近及镀层厚度>0.3m，其具体耐磨性好和硬度大的特点。表1所示为Trich-9551三价铬镀的工艺参数。

结合表1，按如下步骤配制镀液：第一，在镀槽中注入3/5的纯水；第二，在不断搅拌的同时，按顺序缓慢添加CS导电盐、B补充剂和2g/L的活性炭粉；第三，在48-55℃的条件下保温约6h后，过滤镀液；第四，先将镀液的pH值调至3.4-3.8后，再用小电流电解超过2h，以使JK为0.5-2A/dm2；第五，按顺序添加M开缸剂、WA润湿剂后，将镀液的pH值调至3.6，然后再试镀。

1.2 添加剂的使用

在配制Trich-9551三价铬镀中，将会用到诸多添加剂，其中添加剂的合理使用将会影响到三价铬镀的镀层性能，则应高度重视。

1.2.1 A添加剂。A添加剂的作用是维护镀层的电流效率和颜色，其添加量与其沉积速度成正比，但过量添加会引起镀层发雾及降低覆盖能力。对此，建议A添加剂的补加量取100-140ml/kAh，其中以120ml/kAh为最佳取值。

1.2.2 B补充剂。B补充剂的作用是为镀液提供络合剂和三价铬盐，其中三价铬离子的质量浓度应取12-18g/L，具体以15g/L为最佳取值，建议按数据补充。研究发现，通过在镀液中加入19.2ml/L的B补充剂，可获得1g/L的金属铬；B补充剂的消耗量约为1.2-1.8L/kAh。

1.2.3 CS导电盐。CS导电盐包含硼酸和硫酸盐组份及其作用是增强镀液的导电性和pH值的稳定性。其中，硼酸的质量浓度取65-75g/L。研究发现，通过在镀液中加入5g/L的导电盐，可获得1g/L的硼酸。

1.3 镀铬速度

通过在杜霍尔槽试片上，取Trich-9551三价铬镀约250ml，并在53-55℃的温度条件下，用5A电流施镀约0.5h，然后再用ZD-B智能电解测厚仪量测镀铬层的厚度，这便可得到镀铬速度。试验表明，在Trich-9551三价铬镀工艺中，镀铬速度可稳定在0.057-0.073μm/min。

2 Trich-6861三价铬镀

2.1 镀液的配制

Trich-6861三价铬镀镀层的颜色为蓝白色及其厚度为0.4μm。镀液具有耐腐蚀性优、沉积速率快、污染轻及废水处理工艺简单等优点。表2所示为Trich-6861三价铬镀的工艺参数。

结合表2，镀液的配制步骤如下：第一，在渡槽中先注入2/3的纯水，再添加Trich-6863配位剂；第二，在不断搅拌的同时，缓慢添加Trich-6861开缸盐；第三，加热镀液至55℃后，保温超过3h至三价铬离子与配位剂反应生成配合物；第四，按顺序添加Trich-6864稳定剂、Trich-6865湿润剂；第五，通过添加25%的氨水或30-36%的盐酸来将镀液的pH值调至2.7；第六，注入纯水，并使镀液温度降至35℃；第七，在10A/dm2的条件下，电解镀液约1h后，试镀。

2.2 添加剂的使用

与Trich-9551三价铬镀相比，Trich-6861三价铬镀所用的添加剂更为复杂，具体如下：

2.2.1 Trich-6863配位剂。Trich-6863配位剂的作用是与三价铬离子配位。其中，过量添加配位剂会降低镀铬速率及镀液的覆盖能力，反之却会使镀层在赫尔槽试片的低电流密度区发雾或出现条纹。

2.2.2 Trich-6864稳定剂。Trich-6864稳定剂的足量添加对金属铬晶核的形成及镀铬速率的提高具有重要作用。但若过量添加，会加剧阴极的极化作用及降低镀铬速率，而若添加量过少，又会降低镀铬速率及使镀层在赫尔槽试片的低电流密度区出现条纹。

2.2.3 Trich-6865湿润剂。Trich-6865湿润剂若能按工艺补加，则可起到控制镀液表面的张力及加速铬沉积等作用。但若补加量不够，将会降低沉积速率及使镀层在赫尔槽试片的低电流密度区出现条纹，而若过量补加，又会降低镀液的覆盖能力。另外，当Trich-6865濕润剂分解的产物累积至一定量后，会影响镀液的覆盖能力，则需先用1g/L的活性炭来进行处理，再过滤镀液、清洗滤芯及补加2ml/L的湿润剂和0.5ml/L的稳定剂，最后再试镀。

2.2.4 Trich-6862补充盐。在Trich-6862补充盐中，三价铬盐的存在要求严格控制补充盐的添加量。其中，若补充盐的补加量为6.7g/L，可增加1g/L的三价铬离子，则需补加2.8ml/L的配位剂；若补充盐的添加量不足，则会降低镀铬速率。

2.3 镀铬速度

开展赫尔槽试验，即：第一，取267mL镀液，并用5.4A电流施镀3min，此时镀液的温度从32℃升至38℃；第二，注入冷水，以使镀液回温至32℃后，再镀另一试片，直至连续镀完30个试片为止；第三，用DJH-D电解测厚仪量测镀铬层的厚度，并取均值及算得镀铬速度。试验表明，在Trich-6861三价铬镀工艺中，阴极电流的密度达6-16A/dm2，则仅需按工艺维护，便可将镀铬速度控制到0.077-0.181μm/min。

3 结束语

综上，发展环保无害化电镀是符合时代发展及促进电镀工业良性发展的必然选择。其中，Trich-9551与Trich-6861三价铬电镀工艺具有镀层性能优、镀液稳定、镀铬速度快、操作简单及维护方便等优点，则既可满足客户的使用要求，又具有客观的环保价值。

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