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(jian)下優化(hua)工(gong)藝參(can)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(ji)本(ben)工藝

 a. 前處理

  試片經打磨、化學除油、酸洗、弱腐蝕、水洗后帶電下槽。

 b. 施鍍(du)步驟

  預(yu)熱10~20s→陰極(ji)小電(dian)流活化1~2min→階梯式給(gei)電(dian)，1~2min提升(sheng)一次電(dian)流，5~10min內提升(sheng)5次→沖擊鍍鉻2~3min電(dian)流為正常電(dian)流的2倍(bei)→正常鍍鉻。

 c. 電解液(ye)組成及工(gong)藝(yi)條件

  鉻酐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. 實驗(yan)方法(fa)

  改變溫(wen)度(du)(du)和電流(liu)密(mi)度(du)(du)，全面交叉(cha)實驗。

 e. 測試(shi)方(fang)法(fa)

   ①. 結(jie)合(he)力:   采用循環加熱(re)驟冷實驗。

   ②. 鍍層孔隙率:   采用(yong)貼濾紙法。

3. 實(shi)驗結果與(yu)討論

 a. 溫度與電(dian)流(liu)密度對鍍速的影響(xiang)

   圖4-12為溫(wen)(wen)度與電(dian)流密度對(dui)鍍速的影響，由圖4-12可見，同(tong)一電(dian)流密度下，溫(wen)(wen)度較(jiao)低(di)，鍍速［mg/(c㎡·h)]反而較(jiao)高(gao)，即在低(di)溫(wen)(wen)（48℃)和高(gao)電(dian)流密度（25A/d㎡)下能得到較(jiao)高(gao)的鍍速。

 b. 溫度(du)與電流密度(du)對電流效率的影響

  圖4-13為(wei)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)與電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)(du)(du)對電(dian)(dian)流(liu)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)的(de)(de)(de)(de)影響。由(you)圖4-13可知，隨(sui)著(zhu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)升(sheng)高(gao)，電(dian)(dian)流(liu)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)下降；而隨(sui)著(zhu)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)升(sheng)高(gao)，電(dian)(dian)流(liu)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)提高(gao)，但當溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)太低時，鍍層發灰(hui)，光澤性不好；而太高(gao)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)(du)(du)下，鍍層邊緣(yuan)燒焦、發黑。在(zai)實驗工藝范(fan)圍內，電(dian)(dian)流(liu)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)在(zai)11.8%~19.0%之間變化，鍍層質量良好。故低溫(wen)(wen)(wen)與高(gao)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)(du)(du)有利于得到較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)，而一(yi)般的(de)(de)(de)(de)鍍鉻的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)為(wei)13%。

 c. 溫度與電流密度對(dui)硬鉻層耐磨(mo)性的影響

  由圖(tu)4-14為溫度(du)與電流密(mi)度(du)對耐(nai)磨性的(de)(de)影響(xiang)。由圖(tu)4-14可知，降(jiang)低溫度(du)有(you)利(li)于提(ti)高耐(nai)磨性；減小電流密(mi)度(du)會降(jiang)低耐(nai)磨性。硬度(du)很高時，鍍(du)鉻(ge)層的(de)(de)脆性較大，這主要是由于反應(ying)中析氫(qing)的(de)(de)影響(xiang)。隨著(zhu)溫度(du)下降(jiang)和電流密(mi)度(du)的(de)(de)提(ti)高、鍍(du)層硬度(du)提(ti)高的(de)(de)同時，鍍(du)層中含氫(qing)量增加，使鍍(du)層氫(qing)脆性升高。硬鉻(ge)層一(yi)般要求在4h內(nei)做除氫(qing)處理。

  當(dang)電流密(mi)度為25A/d㎡、48℃下所得鍍鉻層的耐(nai)磨性(xing)較好，并且鍍層的縱(zong)向耐(nai)磨性(xing)較均勻，梯度變(bian)化小。

4. 結合力和孔隙率檢測(ce)

  在(zai)最佳條(tiao)件（25A/d㎡,48~50℃)下電鍍硬鉻(ge)，對獲得的鍍鉻(ge)層進(jin)行結(jie)合力和孔隙率分析(xi)。

①.  結(jie)合力

 循(xun)環加熱驟冷實驗測(ce)得：所有試(shi)樣循(xun)環4次以(yi)上，均無鍍層脫落、起皮(pi)的現象，表明不銹鋼(gang)上鍍鉻層結合力良好。

②.  孔隙(xi)率測定

  結(jie)果見表4-15

  由表4-15可知，當(dang)鍍(du)層(ceng)厚度(du)大于15μm時(shi)，鍍(du)層(ceng)孔隙率為0,即無孔隙存在。