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最早關(guān)于鍍鉻的報(bào)導(dǎo)就是以三價(jià)鉻形式出現(xiàn)的。1854年Mr.Bunsen 采用以氯化鉻形式進(jìn)行的鍍鉻。兩年以后，Mr.Geuther采用重鉻酸鉀進(jìn)行了六價(jià)鉻鍍鉻。在二十世紀(jì)二十年代， Mr.Sargent和 Dr.Fink開發(fā)了以鉻酸鹽為主體的鍍鉻技術(shù)，經(jīng)過(guò)眾多開發(fā)研究人員的努力，形成了今天以標(biāo)準(zhǔn)液加氟化物添加劑的鍍鉻體系。 也就是現(xiàn)行的以鉻酸為主，加上硫酸、硅氟化物等催化劑的鍍鉻液。但是，六價(jià)鉻鍍鉻因?yàn)樵陉帢O有大量的氫和陽(yáng)極有大量的氧析出而使鉻霧飛濺而造成生產(chǎn)環(huán)境污染。而其大量排放的廢水中的六價(jià)鉻則對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染。
三價(jià)鉻鍍鉻的研究始于二十世紀(jì)三十年代。到六十年代出現(xiàn)過(guò)在硫酸液中加尿素的方法。八十年代則開發(fā)出了甲酸做絡(luò)合劑的三價(jià)鉻鍍鉻技術(shù)。現(xiàn)在較通行的是在Canning公司開發(fā)的技術(shù)基礎(chǔ)上改良的三價(jià)鉻鍍鉻技術(shù)。我國(guó)在八十年代曾報(bào)導(dǎo)過(guò)Albright & Wilson公司推出的Alecra-3的三價(jià)鍍鉻技術(shù)。國(guó)內(nèi)也開展過(guò)相關(guān)的研究，但尚沒有工業(yè)化的產(chǎn)品推出。
三價(jià)鉻鍍鉻有單槽方式和雙槽方式，單槽方式中的陽(yáng)極材料是石墨棒，其它與普通電鍍一樣。雙槽方式是使用了陽(yáng)極內(nèi)槽，可以使用鉛錫合金陽(yáng)極置，另外作為陽(yáng)極基礎(chǔ)液使用了稀硫酸。
三價(jià)鉻鍍鉻相對(duì)六價(jià)鉻鍍鉻，容易操作，使用安全，無(wú)環(huán)境問題。但是存在一次設(shè)備投入較大和成本較高的不足。還有就是由于用戶習(xí)慣了六價(jià)鉻的色澤，在色度上有一個(gè)適應(yīng)過(guò)程。但是，三價(jià)鉻鍍鉻除了無(wú)環(huán)境污染問題，還有分散能力好和低電流區(qū)的耐腐蝕性較高等顯著優(yōu)點(diǎn)。三價(jià)鉻鍍鉻與六價(jià)鉻鍍鉻的比性能比較見表1，三價(jià)鉻鍍鉻的典型工藝見表2。
表1 三價(jià)鉻鍍鉻和六價(jià)鉻鍍鉻的比較
三價(jià)鉻鍍鉻 六價(jià)鉻鍍鉻
單槽 雙槽
鉻鹽濃度g/L 20-24 5-10 75-150
PH值 2.3-3.9 3.3-3.9 1以下
陰極電流A/dm2 5-20 4-15 10-30
溫度’C 21-49 21-54 35-50
陽(yáng)極 石墨 鉛錫合金 鉛錫合金
攪拌 空氣攪拌 空氣攪拌 無(wú)
鍍速μm/min 0.2 0.1 0.1
最大厚度μm 25以上 0.25 100以上
均鍍能力 好 好 差
分散能力 好 好 差
鍍層構(gòu)造 微孔隙 微孔隙 非微孔隙
色調(diào) 深金屬色 深金屬色 藍(lán)白金屬色
后處理 需要 需要 不需要
廢水處理 容易 容易 較難
安全性 與鍍鎳相同 與鍍鎳相同 危險(xiǎn)
鉻霧 幾乎沒有 幾乎沒有 大量
污染 幾乎沒有 幾乎沒有 強(qiáng)烈
雜質(zhì)去除 容易 容易 困難
表2三價(jià)鉻鍍鉻的組成和工藝條件
鍍液組成
成分 標(biāo)準(zhǔn) 范圍
絡(luò)合劑 400g/L 380-460g/L
穩(wěn)定劑 65ml/L 55-75 ml/L
添加劑 2 ml/L 1-4ml/L
添加劑 1 ml/L 0.5-3ml/L
硼酸 63g/L 60-65g/L
三價(jià)鉻 22g/L 20-23 g/L
操作條件
PH 2.5-2.7 2.0-3.9
溫度 29-32 20-50
比重 1.22 1.20-1.24
陰極電流密度 9-12A/dm2 5-20A/dm2
析出速度(10A/dm2) 0.2μm/min 0.15-0.25μm/min
陽(yáng)極與陰極比 1.5-2.0:1
電源 最好是脈沖率在10%以下
電壓 6-12V
過(guò)濾 采用離子交換樹脂
攪拌 空氣攪拌
3 三價(jià)鉻鍍鉻的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用情況
綜合起來(lái)，三價(jià)鉻鍍鉻有如下優(yōu)點(diǎn)：
（1）生產(chǎn)效率提高 掛具裝載量增加，鍍速提高，均鍍能力好；
（2）電鍍故障減少 燒焦、乳白色鍍層、分散性能不好等故障很少，不會(huì)出現(xiàn)彩色鉻膜；
（3）電流利用率提高 電流電阻小，電流效率高使電流利用率有較大提高；
（4）退鍍、再鍍成本下降；
（5）廢水處理費(fèi)用下降 無(wú)需還原六價(jià)鉻的費(fèi)用，由于鉻的濃度低而使處理費(fèi)用減少；
（6）改善了勞動(dòng)環(huán)境 不使用鉻酸，不發(fā)生鉻霧，避免了操作者中毒的問題。
雖然三價(jià)鉻鍍鉻的化學(xué)原料成本有所上升，設(shè)備一次投入增加，但從以上優(yōu)點(diǎn)來(lái)看，有利因素完全可以沖抵增加的費(fèi)用。
三價(jià)鉻鍍鉻與六價(jià)鉻鍍鉻不同的是容易受少量的銅、鋅、鎳等金屬雜質(zhì)的影響，因此進(jìn)行適當(dāng)?shù)腻円汗芾硎潜匾摹Ｈ齼r(jià)鉻電鍍系統(tǒng)配置了小型離子交換器系統(tǒng)，可以對(duì)金屬雜質(zhì)選擇性地有效地去除，以期可以穩(wěn)定的作業(yè)。
現(xiàn)在已經(jīng)工業(yè)化的三價(jià)鉻鍍鉻還只能用于取代裝飾性六價(jià)鉻鍍鉻，因?yàn)槠溆捕冗€不能與六價(jià)鉻工程鍍鉻相比。美國(guó)的加利佛利亞州等地區(qū)因?yàn)檩^先執(zhí)行EPA （Environmental Protection Agency）而管制很嚴(yán)，大多數(shù)以三價(jià)鉻鍍鉻取代了六價(jià)鉻鍍鉻。從上世紀(jì)九十年代開始，美國(guó)實(shí)際上已經(jīng)有120多家公司在采用三價(jià)鉻鍍鉻技術(shù)，其它如挪威、英國(guó)、法國(guó)、西班牙、意大利等國(guó)都有若干公司在采用。由于挪威的環(huán)境保護(hù)法規(guī)極嚴(yán)，對(duì)三價(jià)鉻鍍鉻也有很高的期待。日本則在1996年就對(duì)單槽三價(jià)鉻鍍鉻安排電鍍企業(yè)進(jìn)行了實(shí)施。
可以采用三價(jià)裝飾鍍鉻的產(chǎn)品有汽車的拉手、鎖具、內(nèi)外裝飾品；摩托車、自行車另件；罩殼、蓋板，取暖設(shè)備配件；照明、水暖器件；園藝、農(nóng)家用品；五金工具；家具、商店貨架等。
4 今后的動(dòng)向
對(duì)于三價(jià)鉻鍍鉻來(lái)說(shuō)，由于仍然是采用了金屬鉻，還是存在一定問題。因此，只能是一個(gè)過(guò)渡性的技術(shù)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，在合金代鉻方面應(yīng)該是大有可為的，比如錫鈷、錫鎳、鎳鎢、鈷鎢合金以及三元合金等。這在我國(guó)已經(jīng)有不少成熟的工藝在工業(yè)用應(yīng)用。在鍍硬鉻的取代技術(shù)領(lǐng)域，這方面的工作還相對(duì)是滯后的。可行的方案之一將是各種復(fù)合鍍層，也可能開發(fā)出物理性能良好的鐵合金鍍層，用于取代鍍硬鉻。
