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(xia)優化工藝參數(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. 基本工藝

 a. 前處理

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

 b. 施鍍步(bu)驟

  預(yu)熱(re)10~20s→陰極(ji)小電(dian)流活(huo)化(hua)1~2min→階梯(ti)式給電(dian)，1~2min提(ti)升一次電(dian)流，5~10min內提(ti)升5次→沖(chong)擊(ji)鍍(du)鉻2~3min電(dian)流為正(zheng)常(chang)電(dian)流的2倍→正(zheng)常(chang)鍍(du)鉻。

 c. 電(dian)解液組成及(ji)工藝(yi)條件

  鉻(ge)酐250g/L 、硫酸2.5g/L 、三(san)價鉻(ge)0~5g/L 、溫度48~56℃ 、電(dian)流密度20~25A/d㎡ 、40min.

 d. 實(shi)驗方法

  改變溫度和電流密度，全(quan)面(mian)交叉(cha)實驗。

 e. 測試方法

   ①. 結合力:   采用(yong)循環加熱驟冷(leng)實驗。

   ②. 鍍層孔隙率:   采用貼濾紙法。

3. 實驗(yan)結果與討論(lun)

 a. 溫(wen)度與(yu)電流密(mi)度對鍍速的影(ying)響

   圖4-12為溫度(du)與電(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)對鍍(du)速的(de)影(ying)響(xiang)，由(you)圖4-12可見(jian)，同一電(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)下，溫度(du)較(jiao)(jiao)低，鍍(du)速［mg/(c㎡·h)]反而(er)較(jiao)(jiao)高，即在低溫（48℃)和高電(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)（25A/d㎡)下能(neng)得到較(jiao)(jiao)高的(de)鍍(du)速。

 b. 溫度與電流(liu)密度對電流(liu)效(xiao)率的(de)影響

  圖4-13為溫度(du)與電流(liu)(liu)(liu)(liu)密度(du)對電流(liu)(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)率(lv)的(de)影響。由圖4-13可知，隨著溫度(du)的(de)升高，電流(liu)(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)率(lv)下降；而隨著電流(liu)(liu)(liu)(liu)密度(du)的(de)升高，電流(liu)(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)率(lv)提高，但當溫度(du)太(tai)低時(shi)，鍍層發(fa)灰，光澤性不好；而太(tai)高的(de)電流(liu)(liu)(liu)(liu)密度(du)下，鍍層邊緣燒焦、發(fa)黑。在實驗工藝(yi)范圍內，電流(liu)(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)率(lv)在11.8%~19.0%之間變化，鍍層質(zhi)量良好。故低溫與高電流(liu)(liu)(liu)(liu)密度(du)有利于得到(dao)較高的(de)電流(liu)(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)率(lv)，而一般的(de)鍍鉻的(de)電流(liu)(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)率(lv)為13%。

 c. 溫(wen)度(du)與(yu)電流密(mi)度(du)對硬鉻層耐磨性(xing)的影(ying)響(xiang)

  由圖4-14為溫度(du)(du)(du)與電(dian)(dian)流密(mi)度(du)(du)(du)對耐(nai)(nai)磨(mo)(mo)性(xing)的影響。由圖4-14可知，降低溫度(du)(du)(du)有(you)利于(yu)提高(gao)耐(nai)(nai)磨(mo)(mo)性(xing)；減小電(dian)(dian)流密(mi)度(du)(du)(du)會降低耐(nai)(nai)磨(mo)(mo)性(xing)。硬(ying)度(du)(du)(du)很高(gao)時，鍍(du)(du)鉻層的脆性(xing)較大，這主(zhu)要(yao)是(shi)由于(yu)反(fan)應中析氫(qing)的影響。隨著溫度(du)(du)(du)下降和(he)電(dian)(dian)流密(mi)度(du)(du)(du)的提高(gao)、鍍(du)(du)層硬(ying)度(du)(du)(du)提高(gao)的同時，鍍(du)(du)層中含氫(qing)量增加，使鍍(du)(du)層氫(qing)脆性(xing)升高(gao)。硬(ying)鉻層一般(ban)要(yao)求在4h內做除氫(qing)處理(li)。

  當(dang)電流密(mi)度為25A/d㎡、48℃下(xia)所得鍍(du)鉻層的耐磨性(xing)較好，并且(qie)鍍(du)層的縱向耐磨性(xing)較均勻，梯(ti)度變(bian)化小。

4. 結合力和孔隙率檢測

  在(zai)最(zui)佳條(tiao)件（25A/d㎡,48~50℃)下電(dian)鍍(du)(du)硬鉻，對獲(huo)得(de)的鍍(du)(du)鉻層進行結(jie)合力(li)和孔隙率分析。

①.  結合力

 循環加(jia)熱驟冷實驗測得：所(suo)有試樣循環4次以上(shang)，均無(wu)鍍(du)(du)層脫落(luo)、起皮的現象，表明(ming)不銹(xiu)鋼上(shang)鍍(du)(du)鉻層結合(he)力(li)良好。

②.  孔隙率(lv)測定

  結果(guo)見表4-15

  由表4-15可知，當鍍層(ceng)厚度(du)大(da)于15μm時，鍍層(ceng)孔隙率(lv)為0,即無孔隙存在。