优化电镀松孔铬的工艺条件和组分：不可忽略的温度影响

铬镀层对其他金属的摩擦因数低，这是铬镀层被用于轴、活塞环、内燃机气缸等表面的主要原因。经验表明，铬与另一种摩擦因数较大的金属组成摩擦偶时，可以使得铬镀层的耐磨性大大提高。但必须注意，只有在充分润滑的条件下，铬镀层才能正常工作。特别是高速运转的镀铬零件，更要有良好的润滑工作条件。否则非但不能提高零件的耐磨性，相反有时铬镀层会严重损坏。如润滑性不好，在短时间运转后就会在铬镀层表面产生很多刮痕和划道，以致磨损而不能继续工作。解决的办法就是采用电镀松孔铬，使铬层表面能储存润滑油，这样耐磨性就大为提高。

一般的硬铬镀层表面虽然有裂纹，但它们的宽度和深度都不大，无法储藏润滑油。因此，摩擦偶之间在较高单位压力和高温下作业时，铬层表面容易因断油而产生擦伤、咬合，甚至造成铬镀层脱落。

为了解决储油和改善摩擦偶之间的润湿性，提高它们的耐磨性，可以通过采用机械的、化学的或电化学的方法使铬镀层表面形成微细的沟槽和小孔，以存储润滑油。由于毛细管作用，润滑油沿沟槽渗透到整个摩擦表面，从而改善了耐磨性。

为了获得松孔铬镀层，需要改变镀铬液组分及工艺条件。松孔镀铬的镀液组分及工艺条件如下：

铬酐 150～250g/L

CrO₃∶SO₄^2- 100∶（0.9～1.0）

阴极电流密度 50～60A/dm²

温度 52～55℃

各工艺条件对电镀松孔铬的影响如下：(www.xing528.com)

（1）温度的影响 在电镀松孔铬工艺中，温度是对镀铬层组织影响最大的因素，在其他条件固定的情况下，温度与镀层裂纹状态的关系见表4-51。

由表4-51可知，镀液温度对松孔镀铬层的组织有非常大的影响。电镀松孔铬的最佳镀液温度为58℃左右，这时得到的裂纹状态是最好的。

（2）电流密度的影响 电镀松孔铬时，电流密度随着镀液温度的高低而对松孔铬组织产生不同的影响。当温度为50℃时，铬镀层的裂纹状态随着电流密度的升高而变得稠密；当温度为60℃时，电流密度在20A/dm²时铬镀层出现稠密的裂纹，而电流密度上升到30A/dm²时铬镀层裂纹变得稀疏，电流密度再增大到40～60A/dm²时裂纹会变得更加稀少；当温度为60℃时，电流密度的变化对松孔层组织几乎没有影响。因此，采用温度为58℃，电流密度为55A/dm²的工艺条件，会得到较理想的、中等细密的网状沟纹组织。

表4-51 温度与镀层裂纹状态的关系

（3）铬酐含量的影响 当其他条件不变时，随着镀液中铬酐浓度的升高，沟纹变得稀疏。当铬酐的质量浓度为350～400g/L时，会变成单一的沟纹，此时沟纹的深度和宽度会适当增大，因此电镀松孔铬时宜采用质量浓度为250g/L的铬酐。在这样的条件下，可以得到稳定的、中等网状结构的沟纹。

（4）镀液中Fe³⁺和Cr³⁺杂质的影响 镀液中铁杂质的质量浓度积累大于15g/L时，松孔铬镀层沟网稠密度会增大，同时沟纹的宽度相应地变窄。这会使储油量减少，影响润滑性能。三价铬也有类似的情况，但影响不很显著。为了保证松孔铬镀层沟纹的质量，铁和三价铬的总质量浓度应不大于10g/L。

（5）CrO₃与SO₄^2-比值的影响 当CrO₃与SO₄^2-的比值增大时，能降低沟纹的稠密度。当CrO₃与SO₄^2-的质量比为100∶0.7时，沟纹会适当变宽、变粗，但影响程度要比镀液浓度的增高或温度的上升要小。为了得到理想的中等细网状沟纹，可采用CrO₃与SO₄^2-的质量比为100∶0.9的镀液。在活塞环上镀松孔铬时，为形成储油量大、润滑性能好的点状多孔结构，采用CrO₃与SO₄^2-的质量比为100∶1.05。