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(shi)條件下(xia)優化(hua)工藝(yi)參數的(de)結果

  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. 基本工藝(yi)

 a. 前處(chu)理

  試片經打(da)磨、化(hua)學除油、酸洗、弱腐蝕(shi)、水洗后帶電(dian)下(xia)槽。

 b. 施鍍步驟

  預熱(re)10~20s→陰極小(xiao)電(dian)流活化1~2min→階梯(ti)式給電(dian)，1~2min提升一次電(dian)流，5~10min內提升5次→沖擊鍍(du)鉻2~3min電(dian)流為正常(chang)電(dian)流的2倍→正常(chang)鍍(du)鉻。

 c. 電解液組成及工藝條件(jian)

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

 d. 實驗方法

  改變溫度和電流(liu)密度，全面交(jiao)叉(cha)實驗。

 e. 測試方法

   ①. 結合力:   采(cai)用循環(huan)加熱(re)驟冷實驗。

   ②. 鍍(du)層孔隙(xi)率:   采用貼濾紙(zhi)法。

3. 實驗結果(guo)與討(tao)論

 a. 溫度(du)與電流密度(du)對鍍速(su)的影(ying)響

   圖4-12為(wei)溫(wen)度與電流密(mi)度對鍍(du)速(su)的影響，由圖4-12可(ke)見(jian)，同一電流密(mi)度下(xia)，溫(wen)度較低，鍍(du)速(su)［mg/(c㎡·h)]反而較高(gao)，即在低溫(wen)（48℃)和高(gao)電流密(mi)度（25A/d㎡)下(xia)能得(de)到較高(gao)的鍍(du)速(su)。

 b. 溫(wen)度(du)與電(dian)流(liu)密(mi)度(du)對電(dian)流(liu)效率(lv)的影響

  圖4-13為(wei)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)與電(dian)流(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)(du)(du)對(dui)電(dian)流(liu)(liu)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)的(de)(de)影響。由圖4-13可知，隨著溫(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)升(sheng)高(gao)，電(dian)流(liu)(liu)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)下降；而(er)隨著電(dian)流(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)升(sheng)高(gao)，電(dian)流(liu)(liu)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)提高(gao)，但當溫(wen)度(du)(du)(du)(du)太低時，鍍(du)層發(fa)灰，光(guang)澤性(xing)不好；而(er)太高(gao)的(de)(de)電(dian)流(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)(du)(du)下，鍍(du)層邊緣燒(shao)焦、發(fa)黑(hei)。在(zai)實驗工藝(yi)范(fan)圍內，電(dian)流(liu)(liu)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)在(zai)11.8%~19.0%之間變化，鍍(du)層質量良好。故低溫(wen)與高(gao)電(dian)流(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)(du)(du)有利(li)于(yu)得到較高(gao)的(de)(de)電(dian)流(liu)(liu)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)，而(er)一般(ban)的(de)(de)鍍(du)鉻(ge)的(de)(de)電(dian)流(liu)(liu)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)為(wei)13%。

 c. 溫度與(yu)電流密度對硬鉻層耐(nai)磨性的(de)影響

  由圖4-14為溫(wen)(wen)度與電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度對耐(nai)磨(mo)性的影響。由圖4-14可(ke)知，降(jiang)(jiang)低溫(wen)(wen)度有利(li)于提(ti)(ti)高耐(nai)磨(mo)性；減小電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度會降(jiang)(jiang)低耐(nai)磨(mo)性。硬(ying)度很高時(shi)，鍍(du)(du)鉻(ge)層(ceng)的脆性較大(da)，這主要是由于反(fan)應中(zhong)析氫(qing)的影響。隨著(zhu)溫(wen)(wen)度下降(jiang)(jiang)和(he)電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度的提(ti)(ti)高、鍍(du)(du)層(ceng)硬(ying)度提(ti)(ti)高的同時(shi)，鍍(du)(du)層(ceng)中(zhong)含氫(qing)量增加，使鍍(du)(du)層(ceng)氫(qing)脆性升高。硬(ying)鉻(ge)層(ceng)一般(ban)要求在4h內做(zuo)除(chu)氫(qing)處理。

  當電流密度為25A/d㎡、48℃下(xia)所得鍍(du)鉻層(ceng)的(de)耐磨(mo)(mo)性較好，并且鍍(du)層(ceng)的(de)縱(zong)向耐磨(mo)(mo)性較均勻，梯度變(bian)化小。

4. 結合力和孔隙率檢測(ce)

  在(zai)最佳條件（25A/d㎡,48~50℃)下電鍍(du)硬鉻(ge)，對獲得的(de)鍍(du)鉻(ge)層進(jin)行結合力和孔隙率(lv)分析(xi)。

①.  結合(he)力

 循環加(jia)熱驟冷實驗測得：所有試(shi)樣循環4次(ci)以上(shang)，均無鍍(du)層(ceng)脫落、起皮的現象，表明不銹鋼上(shang)鍍(du)鉻層(ceng)結合力良好。

②.  孔隙率測定

  結果(guo)見表4-15

  由表(biao)4-15可知，當鍍(du)層厚度大于(yu)15μm時，鍍(du)層孔隙(xi)(xi)率為0,即無孔隙(xi)(xi)存在。