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(shi)驗室條(tiao)件下優化(hua)工藝參數的結(jie)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(chu)理

  試片(pian)經打磨、化學除油、酸洗、弱腐蝕、水(shui)洗后帶電下槽。

 b. 施鍍步驟

  預熱10~20s→陰(yin)極(ji)小電(dian)流(liu)活化(hua)1~2min→階梯式(shi)給電(dian)，1~2min提(ti)升一次(ci)電(dian)流(liu)，5~10min內提(ti)升5次(ci)→沖擊鍍鉻2~3min電(dian)流(liu)為正常電(dian)流(liu)的2倍→正常鍍鉻。

 c. 電解液組(zu)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℃ 、電流密度20~25A/d㎡ 、40min.

 d. 實(shi)驗方法

  改變溫(wen)度和電流密度，全面交(jiao)叉實驗(yan)。

 e. 測試方法(fa)

   ①. 結合力:   采用(yong)循環加熱驟冷實驗。

   ②. 鍍層孔隙率:   采用貼濾紙法(fa)。

3. 實驗結果與討論

 a. 溫度與電流密度對鍍(du)速的影響

   圖4-12為(wei)溫度(du)與電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)對鍍速的影響，由圖4-12可見，同一電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)下，溫度(du)較(jiao)低，鍍速［mg/(c㎡·h)]反而較(jiao)高(gao)，即在(zai)低溫（48℃)和高(gao)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)（25A/d㎡)下能(neng)得到(dao)較(jiao)高(gao)的鍍速。

 b. 溫度與電(dian)流(liu)密度對電(dian)流(liu)效率(lv)的影(ying)響

  圖4-13為溫(wen)度(du)(du)與(yu)電(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)對(dui)電(dian)流(liu)(liu)(liu)效(xiao)率(lv)的(de)(de)(de)影響。由(you)圖4-13可(ke)知，隨(sui)著溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)升高(gao)(gao)(gao)，電(dian)流(liu)(liu)(liu)效(xiao)率(lv)下(xia)降(jiang)；而(er)隨(sui)著電(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)的(de)(de)(de)升高(gao)(gao)(gao)，電(dian)流(liu)(liu)(liu)效(xiao)率(lv)提高(gao)(gao)(gao)，但(dan)當溫(wen)度(du)(du)太(tai)(tai)低時(shi)，鍍(du)層發(fa)灰，光澤性不好(hao)；而(er)太(tai)(tai)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)電(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)下(xia)，鍍(du)層邊緣(yuan)燒焦、發(fa)黑。在(zai)實驗工藝范圍內(nei)，電(dian)流(liu)(liu)(liu)效(xiao)率(lv)在(zai)11.8%~19.0%之間變化，鍍(du)層質量良好(hao)。故低溫(wen)與(yu)高(gao)(gao)(gao)電(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)有利于得到較高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)電(dian)流(liu)(liu)(liu)效(xiao)率(lv)，而(er)一般(ban)的(de)(de)(de)鍍(du)鉻的(de)(de)(de)電(dian)流(liu)(liu)(liu)效(xiao)率(lv)為13%。

 c. 溫度(du)與電流密度(du)對硬鉻層耐磨性的(de)影響

  由圖4-14為溫(wen)度(du)與(yu)電(dian)流(liu)密(mi)度(du)對耐(nai)(nai)磨(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)影響。由圖4-14可知，降低溫(wen)度(du)有利于提高(gao)耐(nai)(nai)磨(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)；減小電(dian)流(liu)密(mi)度(du)會降低耐(nai)(nai)磨(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)。硬(ying)度(du)很高(gao)時，鍍鉻(ge)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)脆性(xing)(xing)(xing)(xing)較(jiao)大，這主要是由于反應中析氫的(de)(de)(de)(de)影響。隨著溫(wen)度(du)下(xia)降和電(dian)流(liu)密(mi)度(du)的(de)(de)(de)(de)提高(gao)、鍍層(ceng)(ceng)硬(ying)度(du)提高(gao)的(de)(de)(de)(de)同時，鍍層(ceng)(ceng)中含氫量增加(jia)，使鍍層(ceng)(ceng)氫脆性(xing)(xing)(xing)(xing)升高(gao)。硬(ying)鉻(ge)層(ceng)(ceng)一般要求在4h內做除氫處理。

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

4. 結合力和孔隙(xi)率(lv)檢測

  在最佳(jia)條件（25A/d㎡,48~50℃)下電鍍(du)(du)硬鉻，對獲(huo)得的鍍(du)(du)鉻層(ceng)進(jin)行結合(he)力和孔隙率分析。

①.  結合力

 循環加熱驟冷實驗測得：所有試樣循環4次以上，均無鍍(du)層脫落(luo)、起皮的現(xian)象，表(biao)明(ming)不銹鋼(gang)上鍍(du)鉻層結合力良好。

②.  孔隙率測定

  結(jie)果見(jian)表4-15

  由表4-15可(ke)知(zhi)，當鍍層厚度大于15μm時，鍍層孔隙率(lv)為0,即無孔隙存在。