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正交試驗(yàn)因素水平表水平CrO3含量，g/LA稀土含量，g/LB硫酸含量，g/LC15010.328030.7316052.01.4鍍層性能測(cè)試?yán)肵T-16A型光學(xué)顯微鏡測(cè)定鍍層厚度。采用日本產(chǎn)的MVK-H3硬度測(cè)試儀觀察鍍層表面和截面的組織形貌，并測(cè)定鍍層的硬度。采用熱震試驗(yàn)對(duì)鍍層的附著力進(jìn)行檢驗(yàn)，將試樣放在S2-8-10箱式電阻爐進(jìn)行加熱到300，保溫20min，取出后迅速投入冷水中驟冷，反復(fù)10次，如果第1次加熱驟冷就出現(xiàn)起泡、起皮、自然剝落等現(xiàn)象記為0分，第2次加熱驟冷后起泡起皮等記為10分，以此類推，能通過10次熱震而不出現(xiàn)缺陷者記為100分。
鍍液成分對(duì)鍍層質(zhì)量的影響以鍍層外觀、鍍層厚度、硬度、與基體結(jié)合力作為考察指標(biāo)，正交試驗(yàn)方案與結(jié)果如所示。將正交試驗(yàn)的四個(gè)指標(biāo)(鍍層外觀、與基體結(jié)合力、鍍層厚度、硬度)轉(zhuǎn)換成它們的隸屬度，隸屬度x的計(jì)算方法如式(1)：x=m0-mamb-ma(1)式中：m0、ma、mb分別為指標(biāo)值、指標(biāo)最小值和指標(biāo)最大值。
由于每項(xiàng)指標(biāo)的重要性不一樣，根據(jù)實(shí)際要求，對(duì)每項(xiàng)指標(biāo)分配權(quán)重，設(shè)滿分為100，其中鍍層外觀的權(quán)重取25，結(jié)合力權(quán)重取25，鍍層厚度取30，硬度取20，于是每號(hào)試驗(yàn)的綜合分?jǐn)?shù)Y為：Y=x125+x225+x330+x420(2)式中：x1、x2、x3、x4分別為鍍層外觀隸屬度、結(jié)合力隸屬度、鍍層厚度隸屬度和硬度隸屬度。
正交表中獲得的最優(yōu)方案為A2B2C2，即鉻酐含量為80g/L，稀土含量為3g/L，H2SO4濃度為0.7g/L;因素主次為A>B>C，其中鉻酐含量對(duì)鍍層質(zhì)量影響最大，H2SO4濃度影響最小。
電流密度對(duì)鍍層質(zhì)量的影響向正交試驗(yàn)法獲得的優(yōu)化配方(80g/L鉻酐，3g/L稀土，0.7g/LH2SO4)中加入3g/LCr3+，在溫度為60，電鍍時(shí)間60min，電流密度分別為20A/dm2、25A/dm2、30A/dm2、35A/dm2的條件下正交試驗(yàn)方案與結(jié)果試驗(yàn)號(hào)CrO3含量，g/LA稀土含量，g/LB硫酸含量，g/LC鍍層外觀結(jié)合力膜厚度m硬度(HV)綜合進(jìn)行電鍍，獲得的鍍層的綜合性能如示。
不同的電流密度對(duì)鍍層質(zhì)量的影響電流密度A/dm2鍍層外觀結(jié)合力厚度m硬度(HV)20灰暗不合格4.670725灰暗合格5.072430光亮合格26.691435燒焦不合格10.3624由可知，電流密度為30A/dm2時(shí)鍍層外觀光亮，綜合性能也較好。
鍍液溫度對(duì)鍍層質(zhì)量的影響含稀土添加劑的鍍液在30A/dm2的電流密度下電鍍60min，鍍液溫度分別為室溫、30、40、50、60，結(jié)果如所示。電鍍溫度對(duì)鍍層質(zhì)量的影響溫度鍍層外觀結(jié)合力厚度m硬度(HV)室溫灰暗不合格3.335630灰暗合格4.242240光亮合格28.4114850光亮合格26.3105260光亮合格21.5894由可知，當(dāng)電鍍溫度達(dá)40以上時(shí)，均可獲得高硬度光亮鍍層，但從節(jié)約能源角度來看，40可獲得厚度、硬度和耐蝕性能較高的鍍層。
電鍍時(shí)間對(duì)鍍層質(zhì)量的影響在40下，采用電流密度為30A/dm2，不同時(shí)間沉積的鍍層的性能如所示。時(shí)間對(duì)鍍層質(zhì)量的影響時(shí)間min鍍層外觀結(jié)合力厚度m硬度(HV)30灰暗合格5.162260光亮合格16.572890光亮合格28.2942120光亮合格35.51056180光亮合格39.21082從中可以看出，隨著電鍍時(shí)間的增加，鉻層沉積的厚度越來越大，硬度也隨之增大。但從電鍍效率考慮，電鍍時(shí)間為120min也能滿足鍍硬鉻層的要求。
鍍層的顯微形貌分析上述試驗(yàn)結(jié)果獲得最佳的工藝為：80g/L鉻酐，3g/L稀土1，0.7g/LH2SO4，3g/LCr3+，在40溫度下，電流密度為30A/dm2，電鍍時(shí)間120min.采用此工藝的鍍層厚度大，硬度高，光澤性好，結(jié)合力合格，鍍層表面和截面形貌如所示。(a)表面(b)截面采用優(yōu)化方案的鍍層的微觀形貌400可看出，采用優(yōu)化方案獲得的鍍層表面平整光滑。無裂紋，晶粒細(xì)小而均勻。
結(jié)論(1)在鋁硅合金上電鍍鉻層，為保證鍍層具有良好的結(jié)合力，必須進(jìn)行預(yù)鍍鎳處理。(2)電鍍鉻優(yōu)化的工藝配方為：80g/L鉻酐，3g/L稀土氧化鈰，0.7g/LH2SO4，3g/LCr3+，在40溫度下，電流密度為30A/dm2，電鍍時(shí)間120min時(shí)，可獲得致密光亮的高硬度鍍層。(3)傳統(tǒng)鍍鉻工藝中加入微量的稀土氧化鈰，可降低鍍液中六價(jià)鉻的含量。本配方不含氟化物或氟化絡(luò)合物，避免了低電流區(qū)的腐蝕，有推廣價(jià)值。
