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第六章鍍鉻6.1.鉻的性質(1)色澤:銀白色，略帶藍色。(2)原子量:51．996。(3)比重:7．2。(4)熔點:1900。C(5)硬度:800~10OOHB。(6)標準電位:為一0．71伏特。(7)在潮濕大氣中很安定，能長久保持顏色。(8)硝酸,硫化物,碳酸塭及有機酸中很安定。(9)易溶於塭酸及熱濃硫酸。(10)苛性鈉溶液中鉻陽極易溶解。(11)鉻鍍層耐熱性佳，在480C以下不變色，50O℃以上才開始氧化，700C則硬度下降。(12)鉻鍍層優點為硬度高、耐磨性好、光反射性強。(13)鉻鍍層缺點為太硬易脆、易脫落。(14)鉻的電位比鐵負,鋼鐵鍍鉻是屬於陽極性保護鍍層，而鉻本身於大氣中易形成極薄的鈍態膜，所以耐腐蝕。(15)鉻鍍層具多孔性，所以對鋼鐵腐蝕性不很理想，所以一般先鍍銅，再鍍鎳最後再鍍一層鉻才能達到防腐蝕及裝飾的目的(16)鉻鍍層廣泛應用在提高零件之耐腐蝕性、耐磨性、尺寸修補、反射光，及裝飾等用途.6.2鉻電鍍之種類1.傳統式鉻酸鍍鉻。2.催化物鉻酸鍍鉻。3.自動催化鉻酸鍍鉻。5.熙色鉻簞鍍。6.滾桶鍍鉻‥7.多孔鉻電鍍‥8.微裂鉻電鍍‥9.無裂鉻電鍍6．3鍍鉻之特性(1)須嚴格控制浴溫、電流密度、極距等操作條件(2)均一性差，對復雜形狀鍍件需適當處理。(3)電流效率很低，須較大電流密度。(4)陽極採用不溶解性陽極，鉻須用鉻酸補充。(5)電鍍過程中不許中斷(6)形狀不同鍍件不宜同槽處理，須用不同的掛具‥(7)鍍件預熱與浴溫一致，附著性才會好。(8)鍍件要徹底活化，要帶電入槽，附著性才艮好‥(9)需用沖擊電流(大於正常50-100%)在開始電鍍較複雜形狀鍍件約2-3分鐘而後慢慢降至正常電流密度範圍內。6．4鍍鉻之影響因素(l)CrO3濃度與導電度關係(2)溫度興導電度之關係(3)CrO3濃度與電流效率之關係(4)硫酸濃度之影響濃度低時，低電流密度下電流效率高，反之電流效率低‥(5)三價鉻的影響1.三價鉻很少時，沈積速率減媛。2.三價鉻很高時，鍍層變暗。3.三價鉻增加，則導電度降低，需較大電壓4.三價鉻愈多，光澤範圍愈小。(6)電流密度及溫度的影嚮1.鍍浴溫度升高，電流效率降低。2.電流密度愈高，電流效率愈高。3.高電流密度，低溫則鍍層灰暗，硬度高脆性大，結晶粗大‥4.高溫而低電流密度，鍍層硬度小，呈乳白色，延性好，無網狀裂紋，結晶細緻，適合裝飾性的鍍件。5.中等溫度及中等電流密度，鍍層硬度高，有密集的網狀裂紋，光亮硬質鉻鍍層。(7)雜質的影響1.鐵雜質，電解液不穩定，光澤鍍層範圍縮小，導電性變差,電壓須增高，去除鐵雜質比三價鉻還困難，要儘量防止鐵汙染，不要超過10g/l2.銅、鋅雜質，含量低時，對鍍層影嚮不大，銅最好不要大於3g/l3.硝酸，是鍍鉻最有害的雜質，鍍浴須嚴禁帶入硝酸污染‥(8)陽極及電流分佈之影響1.陽極較大，電流分佈較不均勻使鍍層厚度不均勺‥2.陽極面積大，三價鉻形成較多。3.復雜鍍件，陽極宜用象形電極或輔助電極，使電流分佈均勻。4.陽極的鉛易氧化，形成黑色的氧化鉛及黃色的過氧化鉛。過氧化鉛導電性不良，應立刻除去。5.電流因尖端及邊緣效應，造成鍍層厚度不均，可採用絕緣物遮蓋尖端或邊緣。6．5鍍鉻之掛架(Rack)鍍鉻其鍍浴均一性極差，電流效率很低，須使用較高電流密度，所以掛架之設計要求對鍍鉻品質影響很大。其設計要點如下(l)安定不溶解。(2)導電順利不發熟，需足夠截面積。(3)與鍍件接觸良好。(4)結構以焊接方式，導電鉤要彎成直角(5)非電鍍部份要用絕緣物覆蓋，以減少電流消耗。(6)結構要簡單、易製造、輕便。(7)鍍件放置位置要使氣體自由逸出容易。(8)應用輔助電極、雙極電極。(9)依鍍件的形狀、尺寸、數量及鍍層用途等因素決定掛架之設計6．6鍍鉻之缺陷及其原因(l)鍍層粗糙有顆粒1.電流太大。2.陰極保護不當或末裝。3.陰陽極太近。4.表面前處理不好，5.鍍浴有浮懸雜質，6.硫酸太少。(2)鍍層脫落1.前處理不良。2.中途斷電。3.中途加冷水。4.預熱不夠。(3)局部無鍍層1.電流太小。2.鍍件互相遮蓋。3.裝掛不當，氣體停滯。(4)鍍層不均勻1掛具接觸不良。2氣體不易逸出。3陽極型狀不當(5)沈積速度慢1.電流太小。2.三價鉻太小。3.二極間距太大。4.鍍件過大。5.槽內鍍件過多。(6)鍍層暗色1.溫度太低。2.硫酸此例太少。3.三價鉻太多。(7)鍍層針孔1.前處理不佳。2.氣體停滯鍍件表面上。3.鍍件被磁化。4.浮懸雜質。5.表面活性劑。6.鍍浴有磁性粒子。6．7三價鉻電鍍三價銘的電鍍歷史此六價鉻久，其特點是只要六價鉻所需的電流一半，電流效率較高，廢液毒性小處理容易，但所用化學品昂貴，所以一直沒有被廣泛採用，三價鉻電鍍一直積極地被研究，目前已有些專利及傷業配力公開發行，其中特點在良好的被覆性及低鉻濃度，使廢液處理的問題減小。詳細資料由廠商提供，三價鉻電鍍的主要困難之一是六價鉻會在鍍浴陽極形成，有專利配方可以防止或還元六價鉻。6．8鍍鉻之管理與維護(1)每天1.將鍍槽添滿鍍浴。．2.用低壓空氣徹底攪拌鍍液。3.檢查溫度控制器，綢整溫度於正常範圍內‥4.檢查掛架並修護之。5.用最大甯流15堊J30分鐘做淨化罔解處理‥6.哈氏槽試驗。(2)每週1.蒸發濃縮回收鉻鍍液倒回鍍槽內。2.檢驗催化劑含量並補充需要。(3)每月1.檢查鍍浴金屏雜質(Zn、Fe、Cu、Nj)‥2.清潔及整理陽極。3.檢查三價鉻含量。(4)每年1.檢查安培計及安培小時計。2.檢查及校正溫度控制器。3.清潔及修理所有槽外設施。4.整修通風罩、輸送管路。5.鍍液出清，去除積泥，清潔、檢查及修理鍍槽、加熱管及導電棒頭。陽極整理及更換。6．9鍍鉻的氫脆性鍍鉻的電流效率非常低，所以產生大量的氫氣，會引起氫脆,尤其是硬化鋼、高強度鋼更需注意，氫脆性增加的因素有(1)鋼鐵之硬化處理。(4)酸浸。(2)研磨。(5)硬化厚度與鍍層厚度‥(3)表面缺陷。去除氫脆方法有:(l)鍍前先做應力消除(stressrelieving):鍍鉻表面必須沒有應力存在，一般鍍件經機械加工、研磨，或硬化熱處理都有殘留應力(residualstre6s)，可加熱150至230C消除殘留應力。(2)鍍後烘焙(baking):可依照規範QQ-C-320B及Mil-S-13165處理。6．10鍍鉻之回收及廢物虛理鉻酸廢液可用回收法或消燬(destroy)法處理，其選擇因素有:(1)投資金額。(6)廠液童。'(2)人工及維護成本。(7)鉻酸之價格。(3)化學品價格。(8)水費‥(4)空間。(9)環境保護之規範‥(5)公共設備成本。最好是減少廢液生成，其方法有:(1)儘量滴乾。(4)回收洗淨水。(2)應用滴乾囤收槽。(5)控制水的帶入(drag-in)，(3)掛架避免使鍍件裝水(cuppingaction)。6．11多孔鉻電鍍在二次大戰時，多孔鉻電鍍應用在飛機及引擎的活塞環[piston，rings)及氣缸導管(cylinderbores)的製造和修補,多孔鉻是一般硬鉻鍍層厚度超過0.004”含有許多的孔(porous)吸滲潤滑劑，所以可防止零件刮傷，引擎過熱而夾死不動(seizing)及擦傷(galling)等‥多孔鉻的電鍍方法有三種:(I)在粗糙或刻蝕的基材表面鍍硬鉻。(2)鍍硬鉻後用化學或電化學蝕刻。(3)控制鍍浴的成份及操作條件、溫度