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镀黑铬工艺配方的要点分析

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镀黑铬工艺配方的要点分析

2021-05-18

镀黑铬工艺配方的要点分析     

黑铬镀层的主要功能除防护外还能吸收光线、防止反光,所以大多应用于仪器仪表,尤其是光学设备。就外观而言,黑色镀层纯正又有金属的质感,极富装饰性。

镀黑铬的工艺配方多且繁杂,如硝酸钠-氟硅酸型、冰醋酸型、氨基磺酸盐型、硝酸钾-四硼酸钠-偏矾酸铵-硅氟酸型、硝酸钾-氟铝酸钠型等。辅助添加剂有硼酸、蔗糖、草酸亚铁、亚铁氰化钾等。

工艺配方应当在保证质量效果的前提下越简单越好。成分过于复杂会给故障的分析与处理造成更多的麻烦,所以要找出镀黑铬的要点。

1 除硫酸根

镀黑铬无论采用哪种配方,几乎都要除去溶液中的硫酸根。最简单有效的方法是加过量(理论量的3~5倍)的碳酸钡,形成硫酸钡沉淀。有的资料认为要过滤除去沉淀物,这大可不必。因为沉淀物对PCB电镀没有任何影响。实际上当碳酸钡加入后,除了生成硫酸钡外,其余全都生成了铬酸钡沉淀。一旦混入硫酸根,其会自动生成硫酸钡,因为硫酸钡的容度积小于铬酸钡的容度积。

2 加硝酸根

黑铬镀层是由质量分数为25%的氧化铬与质量分数为75%的金属铬共生而成的。氧化铬的生成主要依靠硝酸根的作用。硝酸根是发黑剂,消耗比较缓慢。特别值得注意的是,不要因为镀层不够黑而频繁地调整硝酸根的质量浓度。镀层的黑度是一个十分复杂的光学现象,后面还要提到影响黑度的其它因素。

3 还原剂

镀黑铬的辅助添加剂有蔗糖、草酸亚铁、亚铁氰化钾等,其实都是还原剂,目的是在电解液中产生三价铬,这对镀黑铬是有益处的。实践证明,获得三价铬更简单有效的方法是电解。使S阴∶S阳=(3~5)∶1,正常电流密度电解2h左右所产生的三价铬已经足够。这样做可以避免镀槽中引入其它成分,力求镀液组成简单化。

4 催化剂

镀黑铬配方中的氟硅酸、氟硅酸盐、氟化钾、氟化钠、氟铝酸钠等都是作为催化剂,不难看出其中真正有效的成分是氟离子。以哪种形式加入并不重要,重要的是掌握适当的量,因为镀黑铬对催化剂十分敏感,过高或过低都会非常明显地影响产品质量。

当氟离子的质量浓度低时,电流效率低,镀层呈棕褐色,光泽较暗,分散能力很差;当氟离子的质量浓度较高时,分散能力、黑度、亮度、硬度均提高;当氟离子的质量浓度过高时,脆性增大,会“爆皮”,严重时会在镀后几小时内自动爆裂。调整的方法十分简单,就是通过电解消耗,另外,氟离子还会在阳极挥发一部分,镀层逐渐趋于正常。保持和补充的原则是少加勤加,并注意观察,使镀液始终处在良好状态。镀层的黑度还与基体的状态有关,基体粗糙,黑度较差。经过抛光或镀光亮镍后再套黑铬,镀层又黑又亮。氟离子作为催化剂还有活化的功能,所以不锈钢可以直接镀黑铬。


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