普通電鍍主要是指常規(guī)單金屬電鍍，諸如鍍Cu、Ni、Cr、Sn、Zn、Cd等，它是復(fù)合電鍍、非金屬電鍍、電鍍合金、刷鍍及電鍍稀貴金屬等特殊電鍍加工的基礎(chǔ)。不同的單金屬電鍍覆層具有不同的性質(zhì)用途，采用的工藝也各有其特點(diǎn)，但其基本理論相近。今天就來說說鍍鉻的分類及應(yīng)用情況。
鍍鉻層的性質(zhì)和用途
鍍鉻層按其用途主要分為防護(hù)裝飾性鍍鉻和耐磨鍍鉻兩大類。前者的目的是防止基體金屬生銹和美化產(chǎn)品的外觀，后者的目的是提高機(jī)械零件的硬度、耐磨、耐蝕和耐溫等性能。
鉻是稍帶藍(lán)色的銀白色金屬，在大氣中具有強(qiáng)烈鈍化能力，能長久保持光澤。鍍鉻層有很高的硬度和優(yōu)良的耐磨性，它的硬度為HV1000左右。
鍍鉻層有較好的耐熱性，在空氣中加熱到500℃時，其外觀和硬度仍無明顯的變化。鍍層的反光能力強(qiáng)，僅次于銀鍍層。
鍍層厚度0.25μm時是微孔性的，厚度超過0.5μm時，鍍層出現(xiàn)網(wǎng)狀微裂紋，鍍層摩度超過20um時，對基體才有機(jī)械保護(hù)作用。
防護(hù)裝飾性鍍鉻
防護(hù)裝飾性鍍鉻的目的是為了防止金屬制品在大氣中腐蝕生銹和美化產(chǎn)品的外觀，也常用于非金屬材料，常見的是塑料制品。
電鍍的分類與選擇
防護(hù)裝飾性鍍鉻大量應(yīng)用于汽車、摩托車、自行車、縫紉機(jī)、鐘表、家用電器、醫(yī)療器械、儀器儀表、家具、辦公用品以及日用五金等產(chǎn)品。防護(hù)裝飾性鍍鉻的特點(diǎn)如下：
(1)鍍層很薄，厚度只需0.25~0.3μm;
(2)鍍鉻層對鋼鐵基體是陰性鍍層，因此必須采用中間鍍層才能達(dá)到足夠的防蝕效果:
(3)鉻層光滑，光亮美觀。
目前，防護(hù)裝飾性鍍鉻可分為一般防護(hù)裝飾性鍍鉻和高耐蝕性防護(hù)裝飾性鍍鉻。前者用普通鍍鉻溶液，適用于室內(nèi)環(huán)境使用的產(chǎn)品;后者用特殊的工藝條件改變鍍鉻層結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到高的耐蝕性，適用于室外較嚴(yán)酷條件下的產(chǎn)品。
1.一般防護(hù)裝飾性鍍鉻
鋼鐵、鋅合金和鋁合金鍍鉻必須采用多鍍層體系，如銅/鉻、鎳/銅/鎳/鉻、半亮鎳/光亮鎳/鉻、三層鎳/鉻、低錫青銅/鉻等。
銅及銅合金的防護(hù)裝飾性鍍鉻，可拋光后直接鍍鉻，但一般在鍍光亮鎳后進(jìn)行鍍鉻，可更耐腐蝕。
目前，國內(nèi)多采用銅/鎳/鉻鍍層體系，大多采用普通鉻溶液，有特殊要求時使用復(fù)合鍍鉻溶液。 鉻酸酐濃度300g/L左右，為了防止鉻層產(chǎn)生粗裂紋，采用電鍍的分類與選擇具有導(dǎo)電性好、槽電壓飯，溶液變化范限小等的優(yōu)點(diǎn)，Cr選電哪種防護(hù)裝飾性線絡(luò)溶液和操作條件還應(yīng)根據(jù)戶品的基體材料積中間層而定
2.高耐蝕性防護(hù)裝飾鍍輅
20世紀(jì)50年代中期以來，在防護(hù)裝飾性鎳/鉻或銅/鎳/鉻渡層體系中，多層鎳的應(yīng)用顯著提高了鍍件的耐蝕性能，進(jìn)一步的研究表明，鎳/鉻鍍層的耐蝕性能不僅與鎳層的生質(zhì)和厚度有關(guān)，同時在很大程度上還取決于鍍層的結(jié)構(gòu)特征。鉻的電沉積與其他電鍍工藝相比不僅槽液特殊，而且形成金屬鉻的性質(zhì)也不同。如果在標(biāo)準(zhǔn)鍍鉻溶液(鉻酸酐250g/L.硫酸2.5g/L)中進(jìn)行鍍鉻，雖然鍍層厚度僅為0.25~0.5μm，但由于內(nèi)應(yīng)力高，鉻層表面分會產(chǎn)生稀疏的粗裂紋。這不僅造成鍍件外觀缺陷，更嚴(yán)重的是加重了底層的腐蝕，由于這一原因，發(fā)展了無裂紋鍍鉻工藝。雖然無裂紋鉻在加速腐蝕實(shí)驗(yàn)和暴露實(shí)驗(yàn)中具有良好的耐地性，但在使用過程中，鉻層仍要產(chǎn)生粗裂紋。 在特定條件下，鉻層表面的裂紋和孔隙不僅無害，反而能提高整個鍍層體系的耐蝕性。20世紀(jì)60年代中期，國外對鍍鉻層微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，開發(fā)了更耐蝕性的微裂紋鉻和微孔鉻新工藝。
(1)微孔鉻 形成微孔鉻的是通過光亮鎳取得的，即所謂鎳封法(Nickel Seal)。在光亮鎳中加人一些不溶性的非導(dǎo)體顆粒，如硫酸鋇、二氧化硅等，在促進(jìn)劑的作用下，用壓統(tǒng)空氣強(qiáng)烈攪拌鍍液，使固體顆粒均勻地與鎳共沉積。鍍鉻時，在非導(dǎo)體顆粒上就鍍不上鉻而形成微孔鉻層。這種工藝的關(guān)鍵是如何選擇性能良好的促進(jìn)劑，促進(jìn)固體顆粒能均勻地分布在鎳層中。不溶性非導(dǎo)體顆粒的直徑應(yīng)小于1μm。鎳封層厚度為0.5~1.0μm。
(2)微裂紋鉻 20世紀(jì)60年代中期，開發(fā)了電鍍高應(yīng)力鎳產(chǎn)生微裂紋鉻新工藝。其方法是在光亮鎳上再電鍍一薄層(約 1微米)高應(yīng)力鎳，具有很高內(nèi)應(yīng)力的鎳層，易形成微裂紋，隨后鍍鉻，鉻層就形成微裂紋鉻。鉻層厚度為0. 25μm國外稱為PNS (Pots NickelStrike}工藝。
鍍耐磨鉻
鍍耐磨鉻是種功能性電鍍， 主要目的是利用鉻的特性以提高機(jī)械零件的硬度、耐磨、耐濕 和耐蝕等物化性能。
電鍍的分類與選擇
耐磨鉻的應(yīng)用非常廣泛，如機(jī)械模具、塑料模具、玻璃模具、化工耐蝕閥門、發(fā)動機(jī)曲軸，汽虹活塞和活塞環(huán)、光學(xué)刻度尺、印刷滾筒、紡織印花滾筒、造紙滾筒以及工具、量具、切削刀具等。這些產(chǎn)品經(jīng)過鍍耐磨鉻后，可以延長使用壽命。耐磨鉻的另一個用途是修復(fù)磨損零件和切削過度的工件，使這些零件重復(fù)使用。
需要鍍耐磨鉻的零件，大多是碳鋼基體，亦有鋁和鋁合金、鋅合金、不銹鋼以及高合金鋼等材料?；w材料都必須按照各自的特性和電鍍工藝的妻求進(jìn)行鍍前處理。
耐磨鉻層的厚度般為2~50μm， 根據(jù)零件的要求選擇。零件的修復(fù)鍍絡(luò)厚度可達(dá)800~1000μm。對于鋼鐵零件不需用中間鍍層。
現(xiàn)在國內(nèi)大多采用普通鍍鉻溶液鍍耐磨鉻，其配方和工藝條件如下：
鉻酸酐 225~ 250g/L
硫酸 2.25~ 2.50g/L
三價鉻 3~8g/L溫度 50~ 60°C
電流密度 55~ 60A/dm2
鍍松孔鉻
微松孔絡(luò)主要應(yīng)用在摩擦狀態(tài)下工作的零件，如內(nèi)燃機(jī)的氣紅套、活塞環(huán)及轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)等易造成干摩擦的狀態(tài)的內(nèi)腔等。
電鍍的分類與選擇
鍍鉻層表面的潤油性很差。尤其是承受高壓高速和高溫等感惡劣條件下的工作零件，容易造成干摩擦狀態(tài)，因而零件的使用壽命顯著下降。為了提高鉻層表面的潤濕性能，可用鍍松孔鉻法解決，鍍松孔鉻有以下幾種方法：
（1）機(jī)械法 在經(jīng)過噴砂和磨光的基體表面上，用滾壓工具使基體表面壓成圓錐或者小坑。鍍鉻后保留著這些小坑， 此法簡便， 易于控制，但與潤滑油的附著性能不夠理想。
(2)化學(xué)法 在鍍鉻表面上用鹽酸處理，使鍍鉻層原有的裂紋和孔隙加大和加深，此法鉻層損耗多且難以均勻溶解。
（3）電化學(xué)法 零件經(jīng)鍍耐磨鉻后，進(jìn)行陽松孔處理，使耐磨鉻層上原有的淺窄網(wǎng)狀裂紋夸大加深。鍍鉻表面就產(chǎn)生儲存潤滑油的功能，提高零件的抗府能力。
電化學(xué)法鍍松孔鉻的網(wǎng)狀裂紋主要依賴于鍍耐磨鉻上原有的裂紋密度，因此必須嚴(yán)格控制鍍鉻溶液的成分和工藝條件。
鍍黑鉻
采用化學(xué)或電化學(xué)方法形成的黑色覆蓋層中，以電沉積黑鉻的物化性能較優(yōu)良，它不僅具有魂麗的裝飾性，而且還有耐磨、耐蝕和耐高溫等優(yōu)點(diǎn)。
黑鉻鍍層既可美化產(chǎn)品的外觀，又可用作特殊要求的功能性黑色鍍層，如武器、光學(xué)儀器、照相器材以及部分輕工產(chǎn)品如金筆、自行車零件等。
黑鉻鍍層是由金屬鉻和鉻的氧化物組成，其氧化物的形式主要是Cr2O3。黑鉻鍍層的硬度為HV130~150，鍍層與底層的結(jié)合力也很好，其耐蝕性能與普通鍍鉻相同，主要決定于中間鍍層的厚度。