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. 在實驗室條件下優化工藝參(can)數(shu)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(ji)本工藝

 a. 前處理

  試片經打磨、化學除油、酸(suan)洗、弱腐蝕(shi)、水洗后帶電下(xia)槽。

 b. 施鍍(du)步驟

  預熱10~20s→陰極小電流(liu)活(huo)化1~2min→階梯(ti)式給(gei)電，1~2min提升一次電流(liu)，5~10min內提升5次→沖擊鍍鉻2~3min電流(liu)為正(zheng)(zheng)常(chang)電流(liu)的(de)2倍→正(zheng)(zheng)常(chang)鍍鉻。

 c. 電解液組成(cheng)及工藝條件

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

 d. 實驗方法(fa)

  改變溫度和電流密度，全面交(jiao)叉實驗。

 e. 測(ce)試方法

   ①. 結合力:   采用循環加熱驟冷(leng)實驗。

   ②. 鍍層孔隙率:   采用貼濾紙法。

3. 實驗結(jie)果(guo)與討論

 a. 溫度與電(dian)流密度對鍍速的(de)影響

   圖4-12為溫(wen)(wen)度與電流密(mi)度對鍍(du)速的(de)影響，由圖4-12可見(jian)，同一電流密(mi)度下，溫(wen)(wen)度較(jiao)低，鍍(du)速［mg/(c㎡·h)]反而較(jiao)高，即在低溫(wen)(wen)（48℃)和高電流密(mi)度（25A/d㎡)下能(neng)得到較(jiao)高的(de)鍍(du)速。

 b. 溫度(du)與電流密度(du)對電流效率(lv)的影響

  圖(tu)4-13為(wei)溫(wen)(wen)度(du)與電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)密度(du)對電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)的影響。由圖(tu)4-13可知，隨(sui)(sui)著溫(wen)(wen)度(du)的升高，電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)下(xia)(xia)降(jiang)；而(er)隨(sui)(sui)著電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)密度(du)的升高，電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)提高，但(dan)當溫(wen)(wen)度(du)太(tai)低時(shi)，鍍(du)層發(fa)灰(hui)，光澤性不好；而(er)太(tai)高的電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)密度(du)下(xia)(xia)，鍍(du)層邊緣燒焦、發(fa)黑(hei)。在實驗工藝范(fan)圍內，電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)在11.8%~19.0%之間變化，鍍(du)層質(zhi)量良好。故低溫(wen)(wen)與高電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)密度(du)有利于得到(dao)較高的電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)，而(er)一般的鍍(du)鉻的電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)為(wei)13%。

 c. 溫(wen)度(du)與電(dian)流密度(du)對硬鉻層耐磨性的影響

  由圖4-14為溫度(du)與(yu)電流(liu)(liu)密(mi)度(du)對(dui)耐磨(mo)性(xing)(xing)的影(ying)響。由圖4-14可(ke)知，降(jiang)低溫度(du)有利于(yu)提高(gao)耐磨(mo)性(xing)(xing)；減小電流(liu)(liu)密(mi)度(du)會降(jiang)低耐磨(mo)性(xing)(xing)。硬度(du)很(hen)高(gao)時(shi)，鍍(du)鉻(ge)層的脆性(xing)(xing)較(jiao)大(da)，這主要是由于(yu)反(fan)應中析氫(qing)(qing)(qing)的影(ying)響。隨著溫度(du)下(xia)降(jiang)和電流(liu)(liu)密(mi)度(du)的提高(gao)、鍍(du)層硬度(du)提高(gao)的同時(shi)，鍍(du)層中含氫(qing)(qing)(qing)量(liang)增加(jia)，使鍍(du)層氫(qing)(qing)(qing)脆性(xing)(xing)升高(gao)。硬鉻(ge)層一般要求在4h內做(zuo)除(chu)氫(qing)(qing)(qing)處理。

  當(dang)電流(liu)密度為25A/d㎡、48℃下所(suo)得鍍(du)(du)鉻(ge)層(ceng)的耐磨性(xing)較(jiao)好，并(bing)且鍍(du)(du)層(ceng)的縱向(xiang)耐磨性(xing)較(jiao)均勻(yun)，梯度變化小。

4. 結合力(li)和孔隙率檢測

  在最(zui)佳條(tiao)件（25A/d㎡,48~50℃)下電鍍硬鉻，對獲得的鍍鉻層進(jin)行結合力和孔(kong)隙率分析。

①.  結合力

 循環(huan)加熱驟冷實(shi)驗測(ce)得：所有試(shi)樣循環(huan)4次以上，均(jun)無鍍層(ceng)脫(tuo)落、起皮的(de)現象(xiang)，表明不(bu)銹鋼上鍍鉻(ge)層(ceng)結合力良好(hao)。

②.  孔隙率測定(ding)

  結果見表4-15

  由表4-15可(ke)知，當鍍層厚度大(da)于15μm時(shi)，鍍層孔隙率為0,即無孔隙存在。