1、表面处理工艺及检验标准目录表面处理工艺规程 1表面磷化工艺规程 1表面电镀工艺规程 3表面发黑处理工艺规程 12表面淬火处理工艺规程 17金属表面处理检验规程 19表面磷化处理检验规程 19表面电镀检验规程 20表面发黑处理检验规程 23高频淬火检验规程 24一、 表面处理工艺规程1、表面磷化工艺规程工序/工艺材料及配方工艺规范操作要求及标准质量及技术规范备注除油611高效脱脂剂。 配液浓度3-5%温度：50-70， 时间：10-201.工件表面无油污，能形成连续的水膜。 2.根据工件清洗的时间和质量进行补加脱脂剂温度越高效果越佳，水洗水温度：常温， 时间：1-2 PH值：7-8 1.水洗干净
2、，无残留酸碱液。 2.要求水质流动，不能进行补充及排放。每周至少更换一次。除锈盐酸，配液浓度HCL含量10-20%温度：30-40， 时间：10-20 浓度10-20%工件表面呈银灰色的金属基体，没有堆积的锈斑和氧化皮。酸液使用到铁的含量达到70可/升（此时工件容易二次生锈）则必须更换。水洗水温度：常温， 时间：1-2 PH值：6-71.水洗干净，无残留酸碱液。 2.要求水质流动，不能进行补充及排放。每周至少更换一次。中和纯碱 浓度4-5%温度：常温， 时间：1-2 PH值：9-111.中和后工件表面不带酸液。 2.槽液中沉淀较浑时应更换。一般每月更换一次。水洗水温度：常温， 时间：1-2 P
3、H值：7-8 1.水洗干净，无残留酸碱液。 2.要求水质流动，不能进行补充及排放。每周至少更换二次。表调表面调整剂温度：常温， 时间：1-2 PH值：8.5-9.51.使用过程中应及时补充所消耗表面调整剂. 2.溶液变成淡黄色且较浑浊，补加后仍达不到细化磷化膜的目的时，应重新更换。一般每月至少更换一次。磷化（652）磷化剂 配比：促进剂2kg/立方米， 磷化剂65-70kg/立方米温度：30-40， 时间：5-10 ， PH值：2.5-3.5， 总酸度22-28点， 离酸度0.8-1.5点 促进剂：6-12点1.磷化膜细致均匀，工件表面无严重挂灰、锈迹及未磷化的空白件。 2.及时补充原料。 3
4、.每天清理槽中的沉淀物。水洗水温度：常温， 时间：1-2 PH值：6-71.水洗干净，无残留酸碱液。 2.要求水质流动，不能进行补充及排放。每周至少更换二次。钝化钝化剂 配比:2-3立方米温度：70以上， 时间：1-2 PH值：2.5-4.5 1.槽液由棕色变为淡黄色且较浑浊，则需补充原料。 2.定期清理槽中沉淀物。定期更换，温度越高效果越好。2.表面镀铬工艺规程2.1镀铬浴的分类 2.1.1 铬酸硫酸浴(Sargent浴)2.1.2 氟化物含有浴氟化物含有浴硅氟化物含有浴硼氟化物含有浴2.1.3铬酸钠浴2.1.4硫酸铬浴2.1.5黑色铬浴2.2 Sargent浴(1)浴成分与组成Sargen
5、t浴的成分为铬酸及触媒的硫酸,单独的铬酸溶液无法镀铬,但加1种或2种以上的酸根为触媒在阴极帮助的还原析出时,即可电镀.触媒根可用硫酸盐和氟化物,硫酸盐有硫酸、硫酸铬等,指化物有氟酸、氟化铵、氟化钠、氟化钾、硅氟化钠、硅氟酸、硼氟酸之类的错氟化物.铬酸与硫酸的配合比在镀铬的析出条件中很重要,CrO3:SO4在50:1200:1之间,大致要保持100:1的比例,触媒根用1种以上时,要计算全量,此时,相当于以触媒效果与硫酸根相等的当量计算的值之总计.因而,Sargent浴的标准浴组成为铬酸250g/、硫酸2.5g/,现在使用铬酸100g/的低浓度到400500g/的高浓度浴.镀铬浴在建浴时,溶解铬酸
6、(CrO3,无水铬酸)250g/,加100:1的2.5g/硫酸即可,但铬酸常混有少量硫酸,故须相对减少硫酸的添加量.无水铬酸为红褐色的片状结晶,很易溶解水中,入水后搅拌速溶.铬酸与硫酸量是以分析决定,铬酸量可由比重得知概略,标准液大致是玻美21度.如此建浴的铬酸一硫酸溶液为深红色透明液,由此溶液电镀也得不到满足的镀铬,但电解后变成稍不透明的暗红色液,比重也成玻美2223度.理由是CrO3因电解而还原,液中局部生成3价铬,此3价铬的存在对镀铬有极重要的影响,含有3价铬的溶液才能得满足的镀铬.镀铬液须含有3价铬,除了电解而还原生成以外,也可直接添加草酸(10g/成2.75g/Cr)柠檬酸、碳酸铬、
7、氢氧化铬等还原剂还原,但以电解生成法最好,下为药品还原法的式子一例.2CrO3+3(HCOO)2Cr2O3+6CO2+3H2O电解生成法的两极用铅板,在开始析出铬的电流密度电解.浴温越高或硫酸根越多越快,例如浴温60、以10A/dm的阳极电流密度电解100小时生在约3g/的3价铬宜为23g/,设为5g/以下,此量不宜过多或过少,液中须保持约3g/,这关连硫酸量与阳极.(2)浴成分的作用Sargent浴的浴成分为铬酸、硫酸(触媒根)、3价铬,无水铬酸溶于水,CrO3+H2OH2CrO4,成为铬酸液,再如H2CrO42H+SO4电离,此SO4使铬酸的一部份成为硫酸铬(Cr(SO4)3), Cr(S
8、O4)32Cr+3SO4.也可为硫酸以外的酸或硫酸盐,但不宜用有氧化作用的酸、溶解阳极铅的酸硝酸、盐酸、醋酸、磷酸或其盐.最好用有还原性的酸,诸如硼酸、氟酸或其盐、错盐等.有机酸虽有还原性,但会与铬酸作用而分解,所以只用于3价铬的生成.金属盐除了铬盐之外,会增加其它金属成分,所以不大使用.在以上的浴成分,液中有H、4、Cr、SO4存在,3价铬量多时,因此组成而暗色较强,成不透明,比重增高,适当的组成为250 CrO33Cr2O3.镀铬的析出机构有各种假说,假说经下示过程.1. CrCrCr2. CrCrCrCr3. CrCr有Sargent等研究,尚无定说,下面概述一例.将铬酸水溶液电解的话,
9、在阴极还原铬酸,如下产生3价铬和游离碱.HCrO4+3H2O+3Cr+7OH2H2CrO43Cr(OH)CrO4+3OH3价铬成为盐基性铬酸铬的不导性薄膜,包覆阴极,其后不还原铬酸,此皮膜为微孔性,通过此微孔,只离子半径小的H放电.在阳极是氧放,电只引起水的分解.但是,液中若有硫酸或氟酸之类的阴离子,此离子很小,藉静电引力被拉入铬酸铬此膜的微孔中,接触盐基成分,溶解皮膜分子,同时生成Cr,皮膜有孔的话, HCrO4径此孔到达极,引起上式的反应,皮膜再生,但在此皮膜反复溶解再生的同时,往Cr还原,并发生氢,此3价铬直接或径2价铬的阶段析出金属铬.3价铬的存在不直接关连铬的电着机构,但影响光泽电流
10、密度范围、液电阻、包覆力等.(3)电镀条件(a)铬酸浓度的影响 铬酸浓度的标准为250g/实际有100g/的低浓度浴到400500g/的高浓度浴,高浓度浴与低浓度浴的差异不大明显,分别有下示特色:高浓度浴 低浓度浴光泽 稍劣 良包覆力 稍劣 良硬度 低 高电流效率 劣 良液电阻 小 稍高电力消费 小 大液的变动 少 多掏出量 多 少在低浓度浴的电流效率良好,但液电阻高,电压高,电力消费大.又由于换出及入槽,易感受硫酸进出所致的量变化,液变动大,不易维持浴,例如用硫酸酸洗的物品将硫酸根带入浴中时,相对于铬酸的硫酸比率是高浓度浴的变动较小,但铬酸的掏出量是高浓度浴较多.最好考虑此种特色,依其目的选
11、择液浓度,例如用液变动少的400g/高浓度浴为装饰镀浴,直接镀于黄铜素地上时,用光泽良好的150g/低浓度浴,硬度高、效率良好的250g/中浓度浴用于工业镀浴,为了分别使用,有的工厂准备浓、淡两浴.(b)硫酸浓度 硫酸浓度也影响电镀状态,若在上述100:2100:0.5的范围外,电流效率或均匀电着性极度下降,硫酸分少的话,在同一温度可增加电流密度.过多时,成局部电镀或全无电镀,为了改善光泽,硫酸比宜高,但硫酸比低可改善包覆力。表2-1为包覆力最好的铬酸与硫酸之比.CrO3(g/)CrO3/H2SO4150300:1100:0.33200200:1100:0.50250155:1100:0.65
12、300140:1100:0.71350130:1100:0.77400125:1100:0.80(c)3价铬 3价铬会影响光泽电流密度范围、液电阻、包覆力,宜约23g/,因电解条件、阳极材质或阴阳两极的面积比而变动.阴极生成的3价铬在阳极被氧化成6价,再成为铬酸,使液中的3价铬量保持一定值,这因阳极的材质而异,在铅阳极以某3价铬浓度达到平衡,在铁阳极无比氧化,3价铬与铁离子Fe增加,不易维持适量.浴温、电流密度高时较易生成,平衡的含量也增高.光泽范围是随3价铬的增加而减小,故须为5g/以下.3价铬以适量的23g/存在时,光泽度最好.包覆力是随3价铬的增加而改善,铬酸/硫酸比增高时,包覆力劣化,
13、有3价铬时,会缓和其影响.3价铬增加时,电流效率骤降,适量时最高.液电阴也随3价铬的增加而增大,增高电压,硬度在510g/时成最高.(d)浴温与电流密度 浴温在4555的范围,以50为标准,浴温低时,包覆力良好,光泽也良好,40以下时容易剥离.高时,包覆力不良,电流效率下降,电镀成乳白色而软,无裂纹.电流密度1530A/dm,范围广,电流密度越大时,电流效率越大,但会发生粗涩,镀层发白.镀层的外观关连浴温与电流密度变方,可得良好镀金的浴温和电流密度的范围大致一定,铁、镍素地上镀铬的浴温与电流密度的关系,浴温一定时,电流密度低处为乳白色,增大电流密度时,即成光泽电镀范围.增大电流密度时,成为灰色
14、.光泽范围因素地种类而稍有不同,在镀镍上较小,在铜、黄铜上较大,由此图可知,光泽电镀范围在低温移到低电流密度,在高温移到高电流密度范围,但低温时,光泽范围减小,周边部容易发生灰色部,高温时,需要大电流的光泽差,故用4555的范围.欲得无裂纹的镀铬时要在5560之间.铁、镍素地上的电流密度为浴温() 标准电流密度(A/dm)45 50 203555 3050浴温的1/22/3值为电流密度范围.镀铬发生的列纹在电镀初期为针孔状,不发生裂纹,随着镀层厚度的增大,裂纹会生长,大致在0.250. 5以内尚无裂纹.裂纹数受浴温与电流密度影响,在CrO3 250g/、H2SO4 2.5g/的浴中,随浴温的上
15、升及电流密度的增加而减少裂纹数.内部应力因浴温的影响而大变,在20 A/dm的电流密度,在40最小,密着性良好.电镀速度取决于浴温、电流密度,电流效率值在一般用条件下约为520%,此范围为光泽电镀范围.电镀速度在普通浴的浴温50、电流密度30时,析出1所需时间约2分半,1小时约成25的厚度,在同一浴温,电镀速度并非正比于电流密度,电流效率随电流密度的增加而激增.铬酸浓度增大时,比较两图,可知电镀速度、电流效率都下降.这些电镀速度、电流效率值是在电流均匀分布于被镀阴极全体的条件下决定,在实际的电镀作业条件中,铬的均匀电着性不良,电流很少均匀分布于复杂物品全体.损失于吊架等的电流也占某种比率,所以
16、电镀速度或电流效率在实际作业中未必完全一致,但使电镀条件接近试验条件的话,但使电镀条件接近试验条件的话,平均值适用此值.(4)镀浴的管理铬酸因掏出、铬的析出、飞散、铬酸铅的生面而消耗,但因阴极用不溶性极,可由阴极溶解而补充,而且摇出量极多,在装饰镀铬作业中约达7成,飞散所致的消耗约占2成,因而,铬酸的洗净回收及飞沬防止剂可防止消耗.铬酸的被给量是将浴中的铬量定量而决定,现场是每日测定比重,推定消费量,因液中含有3价铬或铁分等而增高比重,所以实际为玻美2324,配合比重测定,每月化学分析12次,可维持铬量.硫酸因掏出、飞散而消耗,但不因铬酸的析出或铬酸铅的生成而消费,所以消费率小于铬酸.硫酸分是
17、藉分析决定,将钡所致的沉淀离心沈淀的迅速分析法可用于现场,但在后述的氟化物含有浴中,分析误差大.过剩的硫酸可用碳酸用碳酸钡、铬酸钡、氢氧化钡等,形成硫酸钡沈淀除去.表2-2无水铬酸浓度与比重的关系比重(15/4)玻美无水铬酸(g/)比重(15/4)玻美无水铬酸(g/)1.079.51001.2125.23011.0810.71141.2226.23161.0912.01291.2327.13301.1013.01431.2428.13451.1114.41571.2529.03601.1215.51711.2629.93751.1316.71851.2730.83901.1417.82001.
18、2831.74061.1518.92151.2932.64221.1620.02291.3033.54381.1721.02431.3134.34531.1822.12571.3235.24681.1923.22721.3336.04841.2024.22881.3436.85003价铬同样因摇出而消耗,在阳极与阴极的面积比大时或硫酸量少时也有减少的倾向,3价铬少时,可减小3阳极面积或增多硫酸,但添加必要的铬酸,3价铬多时,可增大阳极面面积或空电解而氧化除去.此时浴温5060,阳极电流密度1 A/dm,1安培小时将约0.3g的Cr2O3氧化成CrO3.不纯物的铁、铜、锌等会影响镀铬的光泽范围,
19、由于使用铁阳极或铁制品溶解等,所以铁最易混入,铜、锌也因制品溶解而大量混入,都会减少光泽范围.液中的铁分增加时,包覆力劣化,容易发生凹点、针孔、粗涩、剥离等,但此影响取决于3价铬, 3价铬少时,不大受影响,但3价铬多的话,颇有影响,3价铬约1g/时,铁约混入10g/时也可得光泽铬,铜、锌也有同样的倾向,所以只要降低3价铬量, 铁、铜、锌等金属不纯物的容许量较大,分别单独在15g/以内几不受其影响.光泽镍浴中的不纯物对其上镀铬之包覆力的影响如下,对光泽镍浴中的不纯物,铬、锌、镉、铜会降低铬的包覆力,其它不纯物有相当大的容许量.常用镉为光泽剂的滚桶镀镍常使镀铬的包覆力劣化.此种金属离子可将阴极铅装
20、入素陶圆筒中,电解除去,此方法的效率不好.通常原能施行空电解,也可减少铁分.从镀镍浴或酸洗液洗净不充分,也会混入氯、硝酸、磷酸等的阴离子,影响极大,在0.51g/的包覆力极差,光泽范围,电流效率减少,特别是有氯离子的影响,在镀铬液中添加氯化钠、硝酸钠、磷酸二钠而实验时,氯离子、硝酸离子、磷酸离子对电流效率的影响,都随阴离子量的增加而降低电流效率,硝酸离子所致的减少最大,在Sargent浴中,氯化钠4g/以上时,成为黑灰色无光泽镀金.在硝酸中,1g/会使制品发生不适当的云斑,2g/时成为黑灰色.磷酸二钠在10g/发生轻度云斑.在后述的硅氟化钠浴中,食盐510g/时成半光泽而带灰色.硝酸钠2g/时
21、黑灰色,磷酸二钠10g/时发生轻度云斑.两浴都在食盐1g/时溶解无电镀部素地,更多时,激减包覆力、光泽范围,引起无电镀部溶解.磷酸二钠在Sargent浴中,随添加量的增加而稍降低包覆力,7g/以上时减小光泽范围,在硅氟化钠浴中,包覆力几无变化,光泽范围减小的程度也小.可见混入阴离子会使镀铬的光泽、包覆力劣化,降低电流效率.这些离子可藉空电解除去.用铅阳极空电解时,氯离子起先骤减,终告消失,此时,同时生成氯酸盐,氯离子消失后,也残留而几不减少,电解所致的减少量少,电解电流越高时,氯除去效果越大.阳极用白金时,氯酸生成速度快,氯酸的残留量小.表2-3光泽电镀的故障对策1.全体或无光泽的电镀a.镀液
22、温度过低b.电流中断c.异种金属不纯物存在,特别是液中铁分或Cr含量过多a.增高镀液温度,降低电流密度,制品大时,加热到镀液温度后投入b.电解中勿中断电流c.分析液,全部或一部份补正, Cr是增大阳极面积而氧化2.镀层有褐色或红色渍迹a.异种酸量过少.b.吊具轻或吊线细电流量不足c.接触不良a.分析而添加异种酸b.加重吊具,增粗吊线,使电流易通c.保持部,接触部全弄清净,电镀后剥离接触部的铬3.镀面灰色,云斑但平滑a.电流中断b.制品装入浴中时制品温度过高a.使吊棒或接触部清净,确认确实接触b.镀镍,研磨或处理成高温者冷却到镀铬浴的温度4.凹下部无镀层附着,边缘烧焦a.异种酸过多b.对于适用电
23、流密度,浴温过高a.分析异种酸量,以碳酸钡或氢氧化钡调整b.降低温度,增高电流密度,以高电流密度电解12分,增大阴阳极间的距离5.灰白色粗镀面a.浴温过低,电流密度过高b.Cr含量过多a.降低浴温,减低电流密度b.增大阳极面,将Cr氧化成Cr6.全体有光泽,但外观有渍迹a.底地表面不表净(有油,氧化膜存在)b.镀镍浴表面有油膜c.镀镍表面有看不到的不动态皮膜a.电解脱脂,水洗发,以硫酸酸洗(1:20)b.除去油膜c.在20%硫酸液液中阴极处理短时间发镀铬,活性化处理液老化要更新7.镀铬的表面粗糙a.浴温过低b.异种酸量少c.浴中有胶状浮游物a.增高温度,降低电流密度b.分析后,添加异种酸c.将
24、浴液静置,勿搅拌沈淀物,要过滤或以橡皮管抽取底部液,分析,补充铬酸及异种酸,加水到定量8.制品局部镀铬,包覆力不足a.相对于适用电流密度,浴温过高b.异种酸过多或过少c.制品的接点不良,相对的阳极接触不良d.阳极的铅全金被不导电性皮膜包覆e.制品与液的接触被防害的氢气防害f镀镍的局部不动态化g.整流器为单相h.制品太接近而成为影i.包覆电压不充分j.气体滞留a.降低浴温,增高电流密度b.分析而调整异种酸, Cr可增大阳极面积而电解氧化c.检查制品及阳极有无接触不良d.以铁线刷除去阳极的黄色皮膜,或以氢氧化钠溶液洗e.注意吊法及配列,以免氢气包覆制品f.镀铬前,以20%硫酸阴极电解短时间g.检查
25、整流器的相数h.扩大制品的吊挂间隔i.施加高包覆电压12分j.注意吊法不积滞气体9.制品不析出镀铬a.镀镍的不动态化a.为了将镀镍的不动态化者活性化,用6c的电解还原法.欲藉浸渍活性化时,在下示处方的溶液中浸渍1030秒,浓硫酸20m l/,碘化钾0.4 g/,碘0.125g/.10.乳白色软质镀铬a.浴温过高,电流密度过低b.含有异种金属不纯分,特别是铁分, Cr过多a.浴温60以下,使电流密度为4060A/dmb.分析浴液,更换一部分或全部11.电镀时间过长a.相对于适用电流密度b.异种酸过多或过少c.异种金属不纯分过多a.降低浴温,增高电流密度b.分析,调整浴液c.分析浴液,更换一部份或
26、全部浴液, Cr过多时,阳极氧化为CrCr,增大阳极面积12.孔周不镀铬a.从开口部发生氢,挤退液a.以铅、橡胶合成树脂堵住孔,细缝,开口部13.接点周围无镀层a.吊具的弹簧过长,导电性劣化,弹簧太突出a.吊具的弹簧勿长出必要以上,勿从制品多余突出14.Ni-Cr,Cu- Ni-Cr,镀层膨胀,喷出a.镀铜,镍前的脱脂不良b.氰化铜浴的游离氰不足c.镀镍浴的Ph过高d.镀镍浴有有机不纯物存在或有机光泽剂,湿润剂过多a.仔细脱指b.分析氰化铜浴,补正氰量c.将镀镍浴降为适合目的Phd.以氧化剂(H2O2)再生或活性炭过滤其它还有各种浮游物混入,要常将镀液过泸,充分沈降一画夜后,取用上澄液即可.浮
27、游物会造成粗涩,影响光泽或包覆力.阳极用铅或铅合金,铅阳极表面发生黑褐色过氧化铅皮膜,此为电导性不溶性皮膜,在阳极面进行3价铬的氧化作用,可维持铬酸与3价铬维持适当比例,阳极与阳极的面积比例以1:12:1为标准,增减3价铬而调节此比例.增加时会增大阳极面积.不通电,在浴中吊阳极,铅极表面渐成黄色的铬酸铅,电导性劣化,因而,作业终了后,从槽捞起阳极而水洗,直接干燥.欲得此阳极面的状态时,在纯铅是溶解而被侵蚀,铬酸的泥渣生成量多,含锑57%的铅合金(硬铅)有较大的耐蚀性和强度.在后述的氟化物含有浴中,含锡5%的铅合金消耗量少而适用.用铁阳极的话,3价铬增加,也混入铁,不可用为主阳极,但镀铬的包覆力
28、不如其它镀金,在凹部等电镀时,可用为补助阳极,此时,尽量用碳含量少的铁,减少溶解量,或镀铅后使用.阳极形状宜为平板而宽度小(5070mm)、厚37mm,为了赋予铁棒.用多件宽度小的阳极可得均匀的电流密度,为了避免过热,需要厚度,极间距离平均30cm.2.3氟化物含有浴(1)氟化物浴这是镀铬浴的硫酸改用氟酸、氟化铵、氟化钠、氟化钾,置换全部或一部份硫酸、此液可在低温(2035)电镀,电流密度可低(210 A/dm),光泽范围也广,电流效率良好,包覆力也良好,故用于滚桶用等,也溶易二度电镀.缺点是阳极消耗快,素地金属易被侵蚀,浴的安定性低,氟化物不易定量,浴管理困难.含锡7%的铅合金消耗少,适于阳极。(2)硅氟化物浴此浴添加硅氟酸、硅氟化钠等硅氟化物,此浴的特色是光泽范围广,可用高电流密度,电流效率高.硅氟酸浴以上示的组成用于滚桶电镀,若不在硫酸0.5g/以下,光泽范围减小,3价铬达10g/以上时,光泽范围减小。硅氟酸会侵蚀铅,不可用铅槽或加热铅管等,铅阳极在不使用时,也尽量从槽中取出。硅氟化钠浴组成中,(1)浴为普通铬用,(2)浴为工业用,装饰用,(3)浴为装饰用,用于滚桶电镀。用高电流密度,电镀速度大,可用1U/mi
