镀硬铬常见问题浅析

镀硬铬常见问题浅析

苏效良（长沙瑞饰表面工程技术有限公司 139********）

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一、前言

镀硬铬是电镀中最为普遍的电镀工艺，也是电镀中工艺相对简单的一种工艺。目前，镀硬铬普遍以低浓度为主，再根据产品要求添加适当的添加剂。镀铬工艺虽然较简单，但镀铬中出现的故障并不少，影响镀铬质量的因素也较多。本文根据多年的实践，就镀铬过程中常见的一些质量问题或影响质量的一些因素进行简要的分析

二、镀硬铬中的常见问题及分析

⑴结合力差（起泡、脱铬、崩铬）

1、基体材料因素（包括材料应力、碳硅等非金属或铬镍钼钨等易钝化金属含量等）

2、表面状态不佳（尖角未处理，除油、除锈不干净、活化不够或喷砂料不清洁）

3、除油活化后用手摸工件

4、给电方式不正确（刻蚀、冲击、预热、阶梯给电）

5、中途停电或中途加水加料

6、工作条件不合工艺要求（温度过低，电流太大）

7、镀层过厚

8、镀层粗糙特别是尖角和边缘粗糙

10、镀后加工不合理（磨削等）

11、镀层未进行去氢处理

⑵镀层不均匀

1、镀液的分散能力差（铬酐与硫酸比例失调、镀液中杂质过高或工件悬挂不合理）

2、部分阳极导电不良，阳极局部导电不良，阳极摆布不合理或阳极有变形

3、工件与阳极不同心

4、阳极或工件的垂直度不好，有偏斜

5、挂具或挂勾或铜棒接触处导电不良

6、镀液中浓度不均匀

7、温度不均匀

8、自由空间大而未做辅助阴极、假阴极或辅助阳极

9、阳极长短不对

⑶镀层粗糙

1、基体表面粗糙或工件有磁性

2、工件表面未清洗干净，有颗粒

3、电流过大或温度太低

4、硫酸太低、三价铬太高或铬酐浓度太低

5、阳极导电不良或阳极分布不匀

6、阳极或工件在槽中偏斜

7、工件与阳极不同心

8、在工件两端或边缘处或绝缘界面处未做辅助阴极

9、冲击时间太长或电流太大

10、大小工件同槽镀而阴阳极距未调整，导致电流分布不均匀

11、镀液杂质或脏物太多

⑷硬度低，耐磨性差

1、槽液硫酸低或铬酐浓度过高

2、电源纹波系数大

3、槽液温度高

4、电流密度与温度不匹配

5、三价铬过低或过高

7、去氢温度太高

⑸电流效率低、沉积速度慢

1、槽液铬酐浓度太高或铬酐与硫酸比值不对

2、三价铬太低或太高

3、电流密度与温度不匹配

4、槽液温度太高

5、电源纹波系数大

6、槽液金属离子增多，则电流效率下降

7、镀液中氯离子太多

⑹三价铬上升快（造成溶液电阻加大，严重时电流升不上去。特别当阳极同时发生钝化时）

1、槽液铁多时，三价铬增多

2、槽液铬酐与硫酸比值硫酸高时，三价铬上升快

3、槽液温度过高，三价铬上升

4、阳极导电不好

5、阳极面积过小

6、阳极处理时间太长或经常补镀

7、工件内圆或非镀铬部位腐蚀

8、槽内掉入金属杂质

⑺光亮度太差

1、基本材料太粗糙

2、槽液硫酸浓度低

3、槽液温度太低或太高

4、电源纹波系数大

5、槽液三价铬太高或太低

6、所有杂质均影响光亮性

⑻镀不上铬

1、工件基体表面上有深孔或通孔

2、工件退铬后，表面过腐蚀

3、工件导电接触不良

4、槽液硫酸与铬酐比例偏离过大

6、工件内外圆相通

7、工件表面太脏、未清洗干净或有氧化膜

8、活化或阳极处理过度，基体表面石墨裸露

9、冲击太小或未冲击

10、刻蚀转冲击太慢

11、阳极导电不好或工件导电不好

12、除油活化后用手摸工件

⑼镀层孔隙或麻点

1、采用铬雾抑剂F53且水质太差

2、工件有气孔或缩孔

3、溶液有脏物(胶状物质、油脂或其它脏物)

4、溶液有金属杂质

5、铸铁件基体表面有白口(渗碳体）

6、工件有磁性

7、反向刻蚀太久、电流太大或预热时间太久

8、工件氢气吸附严重

9、镀层烧焦特别是起始层烧焦

⑽电压高而电流升不上去

1、槽液三价铬、铁、铜等金属离子浓度高，导致槽液PH上升

2、铬酐浓度过低

3、阳极钝化、阳极数量少或阳极导电不良

4、阴阳极距离过大

5、工件或挂具导电不良或直流输出线路导电不良

三、镀硬铬各工序的控制要点

⑴镀前验收相关内容要求

1、尺寸检测：受镀主要表面的尺寸须有原始记录

影响后果：供需双方责任不明

保证措施：加强检测和记录，并使操作人员都有数

2、表面缺陷：受镀主要表面的外观缺陷须有原始记录

影响后果：供需双方责任不明，影响质量分析

保证措施：加强检测和记录，并使操作人员都有数

3、材料情况：材料牌号、材料成份、材料热处理方式、镀前加工方式

影响后果：易造成镀层结合力等故障

保证措施：向供方要求出具产品证明

4、质量指标：明确镀后质量要求，以便质量控制

影响后果：质量达不到对方要求或双方扯皮

保证措施：镀前须明确了解产品镀后的质量要求

⑵装挂及绝缘相关内容要求

1、牢稳度：挂具与工件的连接牢固可靠

影响后果：易掉入槽中损坏镀槽并影响工件的导电

保证措施：选好挂具，保证挂具的可靠性，保证紧固力度

2、导电性：砂光工件及挂具的所有接触面，保证导电良好

影响后果：导致辞电流分布不匀，槽压升高，电耗大

保证措施：加强导电部位的砂光

3、工件的重心：工件放入槽中无歪斜

影响后果：造成工件下部出现粗糙、针孔等质量问题

保证措施：挂具的制作要规范，装挂时要多留意

4、包扎绝缘：保护不镀铬部位且防止边缘交界处电流集中。

影响后果：非受镀部位上铬或边缘交界处粗糙甚至出现脱铬

保证措施：对于常镀产品，尽量采用专用塑料套进行保护，以减少铬酐的损耗

5、辅助阴极或辅助阳极：改善电流分布

影响后果：出现大小头，尖角处或边缘处镀层过厚甚至长毛剌，深凹处镀不上铬

6、工件无碰伤：上挂整个过程中须防止表面被铬瘤等硬物刮伤

影响后果：影响质量等级，造成质量瑕疵

保证措施：经常清理装夹区域的铬瘤

⑶前处理（除污、除锈、活化）相关内容要求

1、预处理：尖角或小台阶部位须砂光以保证平滑过渡，

影响后果：尖角处镀层粗糙或产生铬瘤和毛刺

保证措施：镀前砂去尖角，使之圆滑过渡

2、除油除污：去除工件表面脏物

影响后果：结合力差或镀不上铬

保证措施：所有受镀部位都必须清洗到位，清洗时要用力，清洗后用润湿法检测，要求在30秒时间内无水膜断裂（即无水珠挂留）

3、活化(刷酸）：去除轻微氧化膜或表面加工层

影响后果：结合力差或镀不上铬

保证措施：所有受镀部位都必须清洗到位，活化时间不能太长，防止出现过腐蚀或碳硅外露。刷酸水洗后必须及时进槽，防止工件再次出现水锈或工件表面水干

⑷进槽相关内容要求

1、阳极导电：要求阳极表面颜色为咖啡色，阳极挂勾处干净

影响后果：阳极不导电而导致镀层不均匀

保证措施：定期刷洗阳极，对于不符合要求的阳极须及时更换；经常砂光阳极挂勾和导电铜棒

2、阳极摆放：要求阳极摆放均匀，并且保证阳极放在槽中无歪斜和变形

影响后果：下部镀层不均匀、粗糙长毛刺

保证措施：对于阳极变形或阳极与挂勾不在一条直线上的阳极须及时矫正，阳极摆放的数量须与工件的大小相适应，大工件四周须摆放的阳极要多

3、阳极长短：阳极长短尽量与产品长短匹配（比工件稍短）

影响后果：造成产品下部镀层偏薄或偏厚

保证措施：给阳极做好标记，根据不同阳极的长短摆放工件

4、阴阳极距离：阴阳极距离须根据工件要求确定

影响后果：阴阳极距离过大，边缘放电严重，槽电压高。但阴阳极距离过小，则工件稍歪时下部与阳极会发生明显的偏心，会出现镀层不均匀甚至长毛刺或针孔保证措施：根据工件的长短和复杂程度确定阴阳极距离，对于工件较简单的产品，在确保

阳极和工件不发生明显偏斜的情况下，尽量缩短阴阳极距离。对于工件比较复

杂的产品，在做好辅助阴极的情况下，可考虑拉开阴阳极距离

5、工件与阳极同心度：工件尽量摆放在四周阳极的正中心

影响后果：镀层出现椭圆度

保证措施：开电流前，多留意工件下槽的位置，保证工件在中心位置

6、工件不与其它物件相接触

影响后果：接触处出现脱铬

⑸给电方式相关内容要求

1、预热：消除工件内外温差，提高镀层结合力

影响后果：时间太短，镀层与基体出现热胀冷缩，导致结合力差。时间过长也会导致结合力差

保证措施：根据工件大小和季节调整预热时间。有些需带电入槽的产品需在槽外预热

2、阳极处理：除奥氏体不锈钢或含钼、钨钢外，一般钢材都须进行阳极处理，去除残余脏物

或表面加工扩散层，以活化工件表面

影响后果：阳极处理的时间长短和电流密度的大小均会造成结合力差。特别是阳极处理时间长或电流密度大，则会造成大量的碳硅外露，析氢严重，造成镀不上铬或镀

层起泡。对于高强度钢，阳极处理电流可适当加大

保证措施：严格按不同材料的不同要求进行处理

3、阶梯给电：对于含铬、镍、钨、钼等材料的产品或加镀产品，必须采用阶梯给电。

影响后果：镀层起泡或脱铬

保证措施：根据产品的牌号等因素确定是否阶梯给电

4、冲击：除阶梯给电的产品外，一般钢材镀铬时须进行冲击。冲击的电流和时间需根据工件

的材料、工件的复杂程度等因素制定

影响后果：冲击时间太长，则镀层粗糙，时间太短，则结合力差或深凹处镀不上

保证措施：对于含碳量高的钢材或工件复杂的工件，宜用大电流冲击，冲击时间适当延长

⑹镀铬工艺规范内容要求

1、槽液温度：槽液四周及上下温度必须均匀，温度须控制在规定的工作范围。

影响后果：电流太大或温度太低，则镀层发暗，镀层硬而粗糙甚至长毛刺，镀层脆性大；

温度大高，则镀层发白，电流效率低，硬度差。电流太小则电流效率低，硬度

不够。

保证措施：保证槽液温度均匀(加强搅拌和循环过滤)，增加温度自动控制，保证仪表的准确性；温度与电流密度结合考虑

2、电流密度：按工艺要求和直流电源的容量开电流

影响后果：电流太小，则沉积速度太慢且硬度低或镀不上；电流太大，则镀层粗糙长毛刺保证措施：镀前计算工件总面积、电流并确保电流表的准确性（不要以电压表取代电流表）3、镀铬时间：须根据铬层厚度计算大致时间，保证工件主要表面电流最小处的尺寸

影响后果：铬层太厚会增加成本且影响镀层的结合力或光亮度；铬层太薄会造成补镀

保证措施：对于初次镀产品，须量出准确尺寸，以确定镀铬时间范围。另外，建议出槽前在槽上部测量铬层尺寸

4、槽液成份：铬酐、硫酸和三价铬必须符合工艺规定的范围。是镀铬中最关键的控制点。

影响后果：各种铬层质量

保证措施：定期化验并保证槽液成份在镀槽中的均匀性

5、槽液杂质：槽内铁离子、氯离子、铜离子等

影响后果：造成镀层粗糙、针孔等缺陷，而且导致槽电压升高

保证措施：采用纯水，阳极处理时间不能长，防止挂具掉入槽中，防止铜挂勾淹入槽液中。

6、镀槽液面：镀液液面须高于工件主要表面50～100mm

影响后果：液面低，则受镀表面铬层起泡或铬层薄；液面高，则会腐蚀挂具，造成镀液杂质上升，甚至工件掉入槽中

保证措施：及时观察液面高度并补充回收水，补水位置必须远离工件，加水时操作人必须守在槽边。建议采用液面自动控制

7、电源纹波：低负载时<5%（特殊要求的<3%）

影响后果：沉积速度慢、硬度低、镀层发灰

保证措施：电工需定期检查直流电源是否有硅管损坏或缺相

8、镀液搅拌：建议在槽液循环过滤的情况下采用搅拌，但搅拌强度不宜过大

9、槽液的清洁度：槽液中的铬瘤、铬酸钡、阳极泥及其它脏物等

影响后果：镀层出现铬瘤、针孔、毛刺

保证措施：定期清理镀槽。停槽时间长则需取出阳极。打硫酸后需过滤。挂具上的毛刺或辅助阴极上的毛刺须及时清理。不要用橡皮管抽槽液。建议增加过滤机进行循

环过滤

四、总结

镀硬铬的生产过程中，有很多质量问题出现后再去查找原因时，往往得不到准确的结果。因此，有必要抓住以下几点，将镀铬的整个过程纳入到质量控制体系中并结合必要的设备、仪器，加强管理和监督，保证工艺的严格执行，尽量将问题消除在萌芽状态中

⑴编制工艺时充分考虑工件的材料牌号、热处理情况以及材料应力、磁性等因素，尽量与来料厂家协商沟通；

⑵保证入槽时工件表面的清洁度等表面状态符合要求，按工件情况确定好给电方式；

⑶严格控制镀铬工艺成分和规范；

⑷保证镀液的清洁度以及所有导电部位导电的均匀性或可靠性。