黄铜的表面镀黑铬

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1、第1页共1页黄铜的表面镀黑铬第1页共1页目录1引言11.1黑铬镀层的组成及其性能11.2镀黑铬工艺的应用及发展现状11.3镀黑铬工艺过程的研究21.4课题要研究或解决的问题42实验方案与设备52.1实验材料52.2实验方案52.3主要设备及简介63电镀过程83.1试样前处理83.2电镀104镀层分析124.1沉积效率分析124.2镀层显微形貌分析134.3原子力显微形貌分析144.4黑铬镀层物象分析154.5镀层显微硬度分析154.6腐蚀极化曲线分析16结论18致谢19参考文献20第19页共20页1引言黄铜的表面镀黑铬处理一般是通过用化学法在其表面生成

2、一层黑色的表面膜。它在光学仪器、无线电工业以及工艺品加工过程有着广泛的应用。黄铜的表面镀黑铬处理主要目的是消光、装饰和防腐[1]。黄铜表面采用镀黑铬的发黑工艺其性能特别优良。黑铬是镀铬体系中一种特殊的镀种，它与其他镀铬层的差异在于镀层为黑色，但并不是沉积出的金属铬发黑[2]。黑铬是在具有强氧化性的铬酸中，经过强烈的电子得失而获得的金属铬弥散在三氧化二铬水化物中，形成嵌件式的镀层。该镀层呈树枝状结构，结晶疏松，对入射光波全部吸收，致使镀层呈黑色。黑铬层中金属铬含量约占65%-75%，其余为三氧化二铬水化物及少量的碳、氢、氮元素。1.1黑铬镀层的组成及其性

3、能镀层组成结构：黑铬镀层是由金属铬和铬的氧化物组成的，根据结构分析其氧化物的形式主要为Cr2O3。镀层硬度:130-360HV。镀层耐磨试验:经英制“REL”耐磨机测定在10000次以上。镀层的结合力:镀层经120℃烘15分钟，弯曲90度无镀层剥落。镀层耐腐蚀性能:黑铬镶层的耐腐蚀性能基本上与常规的铬镀层相同，对于装饰性黑铬层，更是不成问题。但黑铬层直接镀在不同的基体材料上，其耐腐蚀情况是不同的。1.2镀黑铬工艺的应用及发展现状黑铬层耐蚀性、耐久性及对太阳能吸收的功能都很强。黑铬的硬度虽然只有130HV-360HV，但它的耐磨度与常规镀铬层相似[3]。

4、黑铬层的热稳定性很高，在485℃的条件下工作无明显的外形变化。因此，黑铬被广泛地用于航空航天、汽车、光学仪器、仪表、照相器材、武器装备、日用品消光及装饰性电镀等领域。黑铬是吸收太阳能的镀层，属国家提倡的节能领域，它可以为家庭取暖、热水供应、能量储备等领域大显身手，为人类节能作出应有的贡献。黑铬镀层的主要功能除防护外还能吸收光线、防止反光，所以大多应用于仪器仪表，尤其是光学设备。就外观而言，黑色镀层纯正而又有金属第19页共20页质感，极富装饰性[4]。鉴于黑铬镀层诸多的优越性能以及其广泛的应用，国内外对镀黑铬工艺都有广泛的研究。国内黑铬镀液大多采用铬酸—

5、硝酸盐—硼酸型工艺。近年来上海市轻工业研究所和广州电器科学研究所也发表了新的黑铬电镀工艺。国外黑铬电渡工艺发展较早，1933年SiemersHalho首先取得了以醋酸为催化剂的黑铬镀液[5]。随后Qualey提出了在铬酸一醋酸镀液中添加偏钒酸盐和镍盐以改进黑铬镀液性能的配方。1959年A·K·Graham提出了含氟阴离子的黑铬镀液。这种添加剂可以改进黑铬镀层的均匀性。从五十年代后期至七十年代后期，虽然电镀研究者对黑铬镀液的添加剂作了很多的试验，但对黑铬工艺并无重要改进[6]。七十年代末，由于三价铬镀铬工艺取得了突破，随后也开发了三价铬电镀黑铬工艺配方。

6、1978年英国BNF公司率先取得了三价铬电镀黑铬工艺的专利，为解决六价铬公害问题开创了一条新的道路。1983年日本生驹宗久等人发表了以三价铬为基础的黑色铬钴合金工艺[7]。1.3镀黑铬工艺过程的研究1.3.1前处理一般情况下，钢铁零件电镀黑铬，多数以镀铜或镀镍作为基底镀层，而高档产品则往往以铜、镍乳白铬、黑铬组合镀层做防护装饰镀层。国内外的研究表明，对铜合金零件经除油酸洗等预处理，可以直接镀黑铬，而高档产品则以镀镍作底镀层，然后再镀黑铬，防护装饰效果会更好。1.3.2电镀黑铬溶液主要成分的影响（1）铬酐是电镀黑铬的主要成分，是保证黑铬镀层电沉积的主盐。

7、铬酐的最佳含量范围在250-280g/L，含量偏低(低于200g/L)镀液覆盖能力差，镀层的耐磨性差。所以必须严格控制铬酐的含量在最佳范围。（2）硝酸钠在电镀黑铬溶液中是主要的发黑剂，含量低，则黑铬镀层的黑度差，颜色淡且灰，有时会出现无黑色镀层；而含量太高，则使分散能力、覆盖能力恶化。一般控制其含量在8-10g/L范围，对保证镀层外观色泽有明显的作用。（3）氟硅酸在黑铬电镀溶液中起催化剂作用有助于活化阴极表面，提高镀液的覆第19页共20页盖能力。补充添加要采用少加勤加办法。（4）硼酸在黑铬镀液中起催化作用，有助于提高阴极极化，提高镀液的分散能力，对细化

8、晶粒、保证镀层均匀光泽、有效减轻或消除表面浮灰都有一定作用。但如果含量高于40g/L，往往容易