2Cr13不銹鋼在普通鍍鉻工藝上得到高電流效率18.3%~19%的最佳耐磨性硬鉻層。

1. 在實驗室條件下(xia)優化工藝參數的結果(guo)

  研究溫度與電流密度對鍍速、電流效率及磨損失重的影響，確定工藝因素對鍍層性能的影響程度，得到最佳耐磨性和較高電流效率的鍍硬鉻工藝。實驗結果表明，當溫度為48~50℃、電流密度為25A/d㎡時，鍍層的外觀良好，結構致密，鍍速為14.8~15.4mg/(cm²·h),電流效率為18.3%~19.0%,鍍層具有最高的耐磨性，且與不銹鋼基體結合良好。降低溫度或增加電流密度，有利于提高耐磨性和電流效率。

2. 基(ji)本工藝(yi)

 a. 前處理

  試片經打磨、化學除油、酸洗(xi)、弱腐蝕、水洗(xi)后帶電下槽。

 b. 施鍍(du)步驟

  預熱(re)10~20s→陰極小電(dian)(dian)流活化1~2min→階梯式給電(dian)(dian)，1~2min提升一次電(dian)(dian)流，5~10min內提升5次→沖擊鍍鉻2~3min電(dian)(dian)流為正常電(dian)(dian)流的2倍→正常鍍鉻。

 c. 電解液(ye)組成及工藝條件

  鉻酐(gan)250g/L 、硫酸2.5g/L 、三價鉻0~5g/L 、溫度48~56℃ 、電(dian)流密(mi)度20~25A/d㎡ 、40min.

 d. 實(shi)驗方法

  改(gai)變溫度和(he)電流密度，全面交叉實驗。

 e. 測試方(fang)法

   ①. 結合力:   采用(yong)循環加熱驟冷實驗。

   ②. 鍍層孔隙率(lv):   采用貼(tie)濾紙法。

3. 實驗結(jie)果與討(tao)論

 a. 溫度(du)與(yu)電流密(mi)度(du)對鍍速(su)的(de)影響

   圖4-12為溫(wen)度(du)與電流密度(du)對鍍(du)速(su)(su)的影響，由圖4-12可見，同一電流密度(du)下，溫(wen)度(du)較(jiao)低，鍍(du)速(su)(su)［mg/(c㎡·h)]反而較(jiao)高，即在(zai)低溫(wen)（48℃)和高電流密度(du)（25A/d㎡)下能得到(dao)較(jiao)高的鍍(du)速(su)(su)。

 b. 溫度(du)與電(dian)(dian)流密度(du)對電(dian)(dian)流效率的影響

  圖(tu)4-13為溫(wen)度(du)與電(dian)流(liu)(liu)(liu)密度(du)對電(dian)流(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)率(lv)的(de)影響。由圖(tu)4-13可知(zhi)，隨著溫(wen)度(du)的(de)升高(gao)(gao)，電(dian)流(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)率(lv)下降；而隨著電(dian)流(liu)(liu)(liu)密度(du)的(de)升高(gao)(gao)，電(dian)流(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)率(lv)提高(gao)(gao)，但當溫(wen)度(du)太低時，鍍層發灰，光澤性不(bu)好(hao)；而太高(gao)(gao)的(de)電(dian)流(liu)(liu)(liu)密度(du)下，鍍層邊緣燒焦(jiao)、發黑。在實(shi)驗工藝范圍(wei)內，電(dian)流(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)率(lv)在11.8%~19.0%之間(jian)變化，鍍層質量良好(hao)。故低溫(wen)與高(gao)(gao)電(dian)流(liu)(liu)(liu)密度(du)有利于(yu)得到較高(gao)(gao)的(de)電(dian)流(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)率(lv)，而一般的(de)鍍鉻的(de)電(dian)流(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)率(lv)為13%。

 c. 溫(wen)度與電流(liu)密度對硬鉻層耐磨性的影(ying)響

  由圖(tu)4-14為溫度(du)(du)與電(dian)(dian)流(liu)密度(du)(du)對耐磨性的(de)影響(xiang)。由圖(tu)4-14可知，降(jiang)低溫度(du)(du)有利于提(ti)高耐磨性；減小電(dian)(dian)流(liu)密度(du)(du)會降(jiang)低耐磨性。硬度(du)(du)很(hen)高時，鍍(du)(du)鉻(ge)層(ceng)的(de)脆性較大(da)，這主要(yao)是由于反應中(zhong)析氫(qing)(qing)的(de)影響(xiang)。隨(sui)著溫度(du)(du)下(xia)降(jiang)和電(dian)(dian)流(liu)密度(du)(du)的(de)提(ti)高、鍍(du)(du)層(ceng)硬度(du)(du)提(ti)高的(de)同(tong)時，鍍(du)(du)層(ceng)中(zhong)含氫(qing)(qing)量(liang)增加(jia)，使鍍(du)(du)層(ceng)氫(qing)(qing)脆性升高。硬鉻(ge)層(ceng)一般要(yao)求在4h內做除氫(qing)(qing)處理。

  當電流密(mi)度為25A/d㎡、48℃下(xia)所得鍍(du)鉻層的(de)耐磨(mo)性較好，并且鍍(du)層的(de)縱向耐磨(mo)性較均勻，梯度變化(hua)小。

4. 結(jie)合力和孔(kong)隙率檢(jian)測

  在最佳條件（25A/d㎡,48~50℃)下電鍍(du)硬鉻，對獲得的鍍(du)鉻層進行結合力(li)和孔隙率分析(xi)。

①.  結合力(li)

 循(xun)環加(jia)熱驟冷(leng)實(shi)驗測(ce)得：所有試樣循(xun)環4次(ci)以上(shang)，均無鍍(du)層脫落、起皮(pi)的(de)現象，表明不銹鋼(gang)上(shang)鍍(du)鉻層結合力良好。

②.  孔隙率(lv)測定

  結(jie)果見表4-15

  由(you)表(biao)4-15可知，當鍍層(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)大于15μm時(shi)，鍍層(ceng)(ceng)孔(kong)(kong)隙(xi)率為0,即(ji)無孔(kong)(kong)隙(xi)存(cun)在。