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(zai)實驗室(shi)條件下優化工藝參數的結果

  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

 a. 前(qian)處理

  試片經打磨、化學除油、酸洗(xi)、弱(ruo)腐(fu)蝕、水洗(xi)后帶(dai)電下(xia)槽。

 b. 施鍍(du)步驟(zou)

  預熱10~20s→陰極小電流(liu)活化(hua)1~2min→階梯式給電，1~2min提升一次電流(liu)，5~10min內提升5次→沖擊鍍鉻(ge)2~3min電流(liu)為正常電流(liu)的2倍→正常鍍鉻(ge)。

 c. 電解(jie)液組成及工藝條件(jian)

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

 d. 實(shi)驗方法

  改變溫度(du)和(he)電流(liu)密(mi)度(du)，全面交叉實驗(yan)。

 e. 測試方法

   ①. 結合力:   采用循環加熱驟冷(leng)實(shi)驗。

   ②. 鍍層孔(kong)隙率:   采用貼濾紙法。

3. 實驗結(jie)果與(yu)討論

 a. 溫度與(yu)電(dian)流(liu)密度對鍍速的影(ying)響

   圖4-12為溫(wen)度與電流密度對鍍速(su)的影響，由(you)圖4-12可見，同一電流密度下(xia)，溫(wen)度較低，鍍速(su)［mg/(c㎡·h)]反而(er)較高(gao)，即在(zai)低溫(wen)（48℃)和高(gao)電流密度（25A/d㎡)下(xia)能得到較高(gao)的鍍速(su)。

 b. 溫(wen)度與電流密度對(dui)電流效(xiao)率的影響

  圖(tu)(tu)4-13為(wei)溫(wen)度與(yu)電(dian)(dian)流密(mi)度對電(dian)(dian)流效率(lv)(lv)(lv)的影響。由(you)圖(tu)(tu)4-13可知，隨著溫(wen)度的升(sheng)高(gao)，電(dian)(dian)流效率(lv)(lv)(lv)下降；而隨著電(dian)(dian)流密(mi)度的升(sheng)高(gao)，電(dian)(dian)流效率(lv)(lv)(lv)提高(gao)，但(dan)當溫(wen)度太(tai)低時，鍍(du)層(ceng)(ceng)發灰，光澤性不好(hao)；而太(tai)高(gao)的電(dian)(dian)流密(mi)度下，鍍(du)層(ceng)(ceng)邊緣(yuan)燒焦、發黑。在實(shi)驗工藝范圍內(nei)，電(dian)(dian)流效率(lv)(lv)(lv)在11.8%~19.0%之(zhi)間變(bian)化，鍍(du)層(ceng)(ceng)質量良好(hao)。故低溫(wen)與(yu)高(gao)電(dian)(dian)流密(mi)度有(you)利于得到較高(gao)的電(dian)(dian)流效率(lv)(lv)(lv)，而一(yi)般的鍍(du)鉻的電(dian)(dian)流效率(lv)(lv)(lv)為(wei)13%。

 c. 溫度(du)(du)與電流密度(du)(du)對(dui)硬鉻層耐磨性的影(ying)響

  由圖4-14為(wei)溫度(du)(du)(du)(du)與電流(liu)密度(du)(du)(du)(du)對(dui)耐(nai)(nai)磨(mo)性(xing)(xing)的(de)影響(xiang)。由圖4-14可知，降(jiang)低(di)溫度(du)(du)(du)(du)有利于(yu)提(ti)高耐(nai)(nai)磨(mo)性(xing)(xing)；減(jian)小(xiao)電流(liu)密度(du)(du)(du)(du)會降(jiang)低(di)耐(nai)(nai)磨(mo)性(xing)(xing)。硬(ying)度(du)(du)(du)(du)很高時(shi)，鍍鉻(ge)層(ceng)的(de)脆性(xing)(xing)較大，這(zhe)主要是由于(yu)反(fan)應中析氫(qing)(qing)的(de)影響(xiang)。隨著溫度(du)(du)(du)(du)下(xia)降(jiang)和電流(liu)密度(du)(du)(du)(du)的(de)提(ti)高、鍍層(ceng)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)提(ti)高的(de)同時(shi)，鍍層(ceng)中含氫(qing)(qing)量(liang)增加，使鍍層(ceng)氫(qing)(qing)脆性(xing)(xing)升高。硬(ying)鉻(ge)層(ceng)一(yi)般要求在4h內做(zuo)除氫(qing)(qing)處(chu)理。

  當電流(liu)密(mi)度為25A/d㎡、48℃下所得鍍鉻層的耐(nai)磨性較(jiao)好，并且鍍層的縱(zong)向耐(nai)磨性較(jiao)均勻，梯度變化小。

4. 結合力和孔隙(xi)率檢測

  在最佳條件（25A/d㎡,48~50℃)下電(dian)鍍硬鉻，對獲得(de)的鍍鉻層進行結合力和孔隙率(lv)分(fen)析(xi)。

①.  結(jie)合力

 循(xun)環加(jia)熱(re)驟冷實(shi)驗測得：所(suo)有試樣循(xun)環4次(ci)以上(shang)，均(jun)無鍍(du)層脫落、起皮的現象，表明不銹鋼(gang)上(shang)鍍(du)鉻層結合力良(liang)好。

②.  孔隙率測定

  結果見表4-15

  由表4-15可知(zhi)，當鍍(du)層(ceng)厚度大(da)于15μm時，鍍(du)層(ceng)孔隙率為0,即無(wu)孔隙存(cun)在(zai)。