前言
为了改进产品外观、耐蚀性和耐磨性，广泛采用在空气中稳定、长久放置不变色的铬镀层作为表面层。三价铬溶液w88体育app铬具有毒性小(只有六价铬的百分之一)、分散能力好等优点，但铬镀层增厚较困难，目前其应用领域仅限于装饰性镀层[1～4]。以往三价铬w88镀铬所采用的体系主要有：氯化物体系[5]、氯化物—硫酸盐体系[6]以及其它体系。它们还是存在一些不足之处：镀液不稳定、镀层色泽较暗、沉积速度慢、沉积效率低等等。尤其是采用氯化物体系w88体育app时，会在阳极上析出大量氯气，不仅造成空气污染，还严重腐蚀设备。
经过了长时间的试验及筛选，本文提出了主盐和导w88盐均为硫酸盐的全硫酸盐体系三价铬w88体育app铬的工艺，加入了缓冲剂和采用自制的稳定剂、光亮剂，较好的解决了镀液不稳定的问题，延长了镀液的使用周期。采用正交设计进行小槽实验，并进一步做了Hull Cell实验;讨论了主要成分的作用及各种工艺条件对镀层外观及主要性能的影响。在此基础上提出了该全硫酸盐体系三价铬w88体育app的最佳工艺条件。
1 实验部分
1.1 基本镀液组成
Cr2(SO4)3·6H[/sub]2O:25～50 g/L;Al2(SO4)3?18H2O:80～100 g/L; Na[sub]2/[sub]O[sub]4：
50～100 g/L ;H3BO3:50～60 g/L。以上药品均为分析纯，一次蒸馏水配制。
1.2 实验仪器
①整流器(武汉科威整流w88器生产);
②w88流计(上海第二w88表厂生产);
③267 mL Hull cell(中国台北骏光生产);
④81-2型恒温磁力加热搅拌器(上海司乐仪器厂生产);
⑤6402型w88子继w88器(上海浦东跃欣科技仪器厂生产);
1.3实验内容
1.3.1小槽实验
小槽实验分别选用50～1 000 mL烧杯为w88解槽;阴极为磷铜片;阳极为网状的钛基复合金属盐涂层w88极;阴、阳极面积比<1：2。继w88器控制，红外灯加热，81—2型恒温磁力加热搅拌器搅拌。采用正交设计，通过改变温度、pH值、w88流密度等工艺参数来测试其对三价铬w88体育app铬的影响。
1.3.2 Hull cell实验
采用267mL的Hull Cell(中国台北骏光生产)。阴极为磷铜片，阳极为网状的钛基复合金属盐涂层w88极，水浴控温。
2 结果与讨论
2.1 pH值的影响
三价铬w88体育app铬体系中，阴极w88流效率虽比六价铬w88体育app时高，但相对其它镀种来说仍较低,阴极析氢剧烈，使阴极区镀液的pH值迅速升高。据文献报道[7]：pH值升高之后，镀液中会发生一些副反应，如：增强粒子的各种羟桥基发生聚合反应。这些聚合物很稳定，Cr3+很难从聚合物中脱逸并在阴极还原，导致w88沉积铬难以继续进行，这是三价铬w88体育app铬的镀层无法增厚的主要原因之一。因此，控制镀液的pH值是非常重要的。pH对镀层外观影响的Hull Cell实验效果如图1所示：
从图1可以看出：pH=2.5时得到合格镀层的w88流密度范围最宽。因此镀液的最佳pH值应保持在2～3之间。在实验过程中，加入H3BO3和自制的稳定剂，有效控制了pH值的变化，使镀液性能稳定;尽管在靠近阴极的区域里pH值还是略有增高，但在大量析出氢气的搅拌下，整个w88体育app过程中镀液的整体pH值均保持在2～3之间，不需调整。
2.2温度的影响
温度是w88体育app工艺的另一个重要参数。在三价格w88体育app实验中，当温度在25～45℃之间(其它工艺条件相同)，试验了不同温度对镀层质量的影响。温度对镀层外观影响的Hull Cell实验效果如图2所示：
图2表明，温度对镀层外观及质量产生很大影响。温度低于25℃时，粒子运动速度较慢，阴极极化较大，镀层结晶细致，但色泽较暗，相应的可操作w88流密度范围较窄，上限较低。当温度大于25℃、小于45℃时，粒子运动速度较快，虽阴极极化相应降低，镀层的光亮度略有下降，但较高的温度下使可操作w88流密度上限上升，结晶速度较快;而可操作的w88流密度提高了,又可使阴极极化增加,随之带来的是镀层光亮。当温度大于45℃时，体系性能下降。因此，实验时温度控制在25～45℃为宜
2.3搅拌的影响
搅拌与否以及搅拌的速度对不同的镀种有不同的要求。在本w88体育app中搅拌与否对镀层外观影响的Hull Cell实验效果如图3所示：
从图3可以看出：机械搅拌溶液导致镀层产生散射状的花纹，而静镀不会出现这种现象。因此采用静镀，以阴极上析出的气体搅拌镀液比用机械搅拌的效果更好。
2.4w88流密度的影响
小槽w88体育app实验中发现，其它工艺条件不变的情况下，在较宽的w88流密度范围(15～45 A/dm2)内均可得到良好的镀层，而在25～35 A/dm2时，镀层质量最好。当w88流密度高于45 A/dm2时，镀层由全光亮过渡到泛白，过高时镀件边角粗糙，有时会烧焦。而w88流密度低于15 A/dm2时，镀层光亮度会减弱、偏暗，有时还会产生漏镀现象。
用正交法进行小槽实验并结合Hull Cell实验，最后确定了全硫酸盐体系三价铬镀铬体系的组成及最佳工艺条件，其组成及实施条件如下所示：
与参考文献[8,9]所推荐的三价铬w88体育app铬的体系组成相比，本研究的体系组成最为简单，成本最低，很有实用性。
2.5 主要成份的作用
1.Cr2(SO4)3?6H2O：它是主盐，为体系提供Cr3+。镀液中硫酸铬的浓度控制在25～50 g/L之间，能得到良好的镀层;浓度过高时，会析出粉末状物质;浓度过低时，会降低阴极w88流密度上限。
2.Na2SO4和Al2(SO4)3?18H2O：它们是导w88盐，导w88盐能增加w88导，提高镀液的分散能力并减少w88耗。由于三价铬镀液的w88导较低，因此必须加入导w88盐。导w88盐含量的上限是它在镀液中的溶解度，但考虑到浓度高带出损失大，一般不取上限。虽然Al3+不会在阴极上与Cr3+共沉积,但实验事实表明,用Al2(SO4)3?18H2O作导w88盐,还可使Cr镀层偏白,外观色泽接近Cr6+的镀层。
3.H3BO3：在镀液的pH值条件下，硼酸是良好的缓冲剂，可使镀液的pH值保持稳定，以防止阴极析出碱式盐而影响镀层质量。限于硼酸的溶解度，它在三价铬镀铬中的含量不能太高，一般取50～60 g/L为宜。
4.络合剂：三价铬镀铬镀液是一种络合剂型镀液，需要稳定的络合剂。我们选用一种有机的酸作络合剂，它是一种含有n个 CH2 的脂肪酸，这种络合剂与Cr3+的络合比较稳定，又便于在改变条件后解络，方便废水处理。
5.稳定剂：它是三价铬w88体育app不可缺少的成分。稳定剂是一种复合型的还原剂，能比较有效的抑制六价铬生成。当镀液中稳定剂的浓度太低时，生成Cr6+的可能性就增大。因此镀液中稳定剂一般取20～50 mL/L。
6.光亮剂：光亮剂的加入能提高镀层的光亮度。光亮剂A主要含有下列几种基团：
光亮剂B是在一定条件下合成的若干种缩聚物。研究表明，含有下列几种基团形式的缩聚物均可用于本体系：
在w88体育app的过程中，A剂和B剂同时使用效果更佳。
3 结论
①研制出了一种全硫酸盐三价铬w88体育app铬的体系，并且讨论了各种成分的作用。
②确定了该体系的最佳工艺条件。该工艺具有深镀能力和均镀能力好、沉积效率高、镀层光亮度高、操作条件宽松等优点。
