淺談裝飾鍍鉻中黃膜及彩虹色問題

【簡介】

淺談裝飾鍍鉻中黃膜及彩虹色問題

奚兵

（常州市荊川里小區(qū)12丙201，江蘇常州213015）

中圖分類號：TQ 153    文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B    文章編號：1000-4742(2011)02-0049-02

 0前言

鍍件低電流密度區(qū)的黃膜和彩虹色現(xiàn)象在裝飾性鍍鉻生產(chǎn)中雖說不是最常見的故障，但也時有發(fā)生，如某企業(yè)亮鎳套鉻工件凹處出現(xiàn)彩虹色，電流開大有好轉(zhuǎn)，但高電流密度區(qū)燒焦，且孔眼處露鎳（泛眼），經(jīng)更換總體積的40%的溶液后，即：相對稀釋了槽中金屬雜質(zhì)的質(zhì)量濃度，才將故障排除。，黃膜是Cr(III)與Cr( VI)膠結(jié)在一起的產(chǎn)物，彩虹色是鎳層的鈍化膜。其兩者所產(chǎn)生的原因是鍍鉻液的深鍍能力差。影響深鍍能力韻因素有很多，除金屬雜質(zhì)外，還與Cr( III)，SO₄^2-有關(guān)。現(xiàn)敘述如下，僅供同仁參考。

1 SO₄^2-的影響

鍍鉻是由CrO₄^2-在陰極上放電而得到鍍層的。但生產(chǎn)實(shí)踐表明：如果鍍液中沒有SO₄^2-，鍍件上將只冒氫氣泡而無鉻析出；另外，如果沒有一定質(zhì)量濃度的Cr(III)存在，也不可能得到好的鍍鉻層。所以在鍍鉻過程中，SO₄^2-是不可或缺的一種陰離子，它主要是與Cr(III)生成復(fù)雜的硫酸鉻陽離子。這種硫酸鉻陽離子遷移到陰極后，可促使陰極鍍件上的堿式鉻酸鉻（鹽）膠狀薄膜溶解。這樣陰極膜不斷地生成、不斷地溶解，才能使Cr0₄^2-在陰極上放電，從而獲得良好的鍍層。但關(guān)鍵在Cr0₃與SO₄^2-的最佳質(zhì)量濃度比是100：1。

當(dāng)SO₄^2-與Cr0₃的質(zhì)量濃度的比值過高時，雖然可以提高鍍層的光亮度，但會降低鉻層的沉積速率和鍍液的深鍍能力，降低陰極電流效率，增大鍍層裂紋導(dǎo)取簿層不均勻，有的地方特別是凹洼處可能露鎳，易出現(xiàn)鎳層鈍化的彩虹色現(xiàn)象。這主要是因?yàn)?SPAN lang=EN-US>SO₄^2-的質(zhì)量濃度過高，吸附在陰極膜上的SO₄^2-也多了，致使陰極膜溶解機(jī)會大于成膜機(jī)會，也就是黏膜大面積地被溶解，使生成的膜不連續(xù)。在露出鎳的地方電流密度比較小，陰極極化也比較小，所以沒有鉻的沉積。只有在電極電位比較負(fù)的區(qū)域才能得到鍍層，因而出現(xiàn)了上述弊病。

當(dāng)SO₄^2-與CrO₃的質(zhì)量濃度比值過低時，鍍層灰白且粗糙，光澤牲差。這時只有很小的的陰極膜被溶解，CrO₄^2一只能在局部區(qū)域體長大。因此，高電流密度區(qū)易燒焦，低電流密度區(qū)露鎳，易鈍化，呈現(xiàn)彩虹色。正因?yàn)殄円褐械?SPAN lang=EN-US>SO₄^2- 的質(zhì)量濃度過低，吸附在陰極膜上的SO₄^2- 也少了，所以使陰極膜的溶解機(jī)會小于成膜機(jī)會。這時鉻層雖然能在陰極鍍件上層積，但層積的很少，而析出的大部分是氫氣，所以低電流密度區(qū)就可能鍍不上鉻層，因而出現(xiàn)了上述弊病。

2  Cr（Ⅲ）的影響

鍍鉻液中Cr（Ⅲ）是生成膠體（陰極）膜的主要成分。它可以與SO₄^2-生成促使陰極表面堿式鉻酸鉻溶液的硫酸鉻陽離子，從而起到在低電流密度下促進(jìn)CrO₂^4-在陰極上放電的作用。但是Cr（Ⅲ）的質(zhì)量濃度也必須適當(dāng)，一般應(yīng)控制在2～7g/L的范圍內(nèi)。

若Cr（Ⅲ）的質(zhì)量濃度過高，將會降低鍍液的導(dǎo)電能力和深鍍能力，增大溶液電阻，致使電流不穩(wěn)定。由于Cr（Ⅲ）的質(zhì)量濃度過高，生成的陰極膜就比較厚，并有可能夾雜Cr( VI)，所以膜的溶解機(jī)會少，Cr(VI)難于穿透陰極膜在鍍件上沉積，氫氣析出增多。這時鍍件低電流密度區(qū)易出現(xiàn)黃膜、彩虹色，有鉻層的地方光澤性差、灰白、粗糙，與SO₄^2-的質(zhì)量濃度過低時的現(xiàn)象一樣。

若CCr（Ⅲ）的質(zhì)量濃度過低時，不但生成的陰極膜不連續(xù)，而且不利于生成硫酸鉻陽離子去溶解陰極膜，使鉻的沉積條件變得惡劣，導(dǎo)致鍍液深鍍能力差，鍍層不嚴(yán)密，有的地方特別是低電流密度區(qū)甚至無鍍層；并會出現(xiàn)黃膜、褐色斑點(diǎn)或彩虹色，與SO₄^2-的質(zhì)量濃度過高時的現(xiàn)象一樣。

3金屬雜質(zhì)的影響

一般雜質(zhì)的影響大多表現(xiàn)在低電流密度區(qū)。由于鍍鉻液長時間使用，會積累大量的金屬雜質(zhì)。而被金屬雜質(zhì)污染了的鍍鉻液，在電鍍過程中，陰極表面的膠體膜組成會有所改變，如膜的厚度增加，陰極膜的溶解比較困難；并且導(dǎo)致溶液的電阻增大，槽電壓上升，電流不穩(wěn)定，鍍液深鍍能力變差，在低電流密度區(qū)實(shí)際電流密度變小，致使鍍不上鉻層而露鎳，呈現(xiàn)彩虹色。雖然開大電流能使低電流密度區(qū)有鉻的沉積，但高電流密度區(qū)的陰極膜還沒有來得及溶解，就有了鉻的還原，使黏膜夾附在鍍層中，生成了疏松、暗黑的燒焦鍍層。

4結(jié)語

本文只粗略分析介紹了引起裝飾性鍍鉻生產(chǎn)中出現(xiàn)黃膜及彩虹色現(xiàn)象的一些原因。當(dāng)出現(xiàn)故障時，要考慮一個問題的多個方面，應(yīng)先做試驗(yàn)（最好分析鍍液各成分，包括鐵雜質(zhì)），在確定故障原因后，再按其常規(guī)處理方法解決。關(guān)鍵在加強(qiáng)鍍液維護(hù)，保持良好的鍍液性能，才可避免此類故障的發(fā)生。