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(zai)實驗室條件(jian)下優化(hua)工藝(yi)參數(shu)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(gong)藝(yi)

 a. 前處理

  試片經打磨(mo)、化學除油、酸洗、弱腐蝕、水洗后帶電下(xia)槽。

 b. 施鍍步驟

  預熱(re)10~20s→陰極小電流(liu)(liu)活化1~2min→階梯式給電，1~2min提升一次電流(liu)(liu)，5~10min內(nei)提升5次→沖擊鍍鉻2~3min電流(liu)(liu)為正(zheng)常(chang)電流(liu)(liu)的2倍→正(zheng)常(chang)鍍鉻。

 c. 電解液組(zu)成及工藝條件

  鉻酐250g/L 、硫酸2.5g/L 、三價鉻0~5g/L 、溫(wen)度(du)48~56℃ 、電(dian)流密度(du)20~25A/d㎡ 、40min.

 d. 實驗方(fang)法(fa)

  改(gai)變溫度(du)和電流密度(du)，全面交叉(cha)實驗。

 e. 測試方(fang)法(fa)

   ①. 結(jie)合(he)力:   采用循環加熱驟冷實驗。

   ②. 鍍層孔隙率:   采(cai)用貼濾(lv)紙法。

3. 實驗結果與討論

 a. 溫度與電流密度對鍍速(su)的影響(xiang)

   圖4-12為溫(wen)度與電(dian)流(liu)密(mi)度對(dui)鍍速(su)的(de)影響，由圖4-12可見，同一電(dian)流(liu)密(mi)度下(xia)，溫(wen)度較(jiao)(jiao)低，鍍速(su)［mg/(c㎡·h)]反而(er)較(jiao)(jiao)高，即(ji)在低溫(wen)（48℃)和高電(dian)流(liu)密(mi)度（25A/d㎡)下(xia)能得(de)到(dao)較(jiao)(jiao)高的(de)鍍速(su)。

 b. 溫(wen)度(du)(du)與電流密度(du)(du)對電流效率的影響

  圖4-13為溫度(du)(du)與電(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)對電(dian)(dian)流(liu)(liu)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)的影響(xiang)。由圖4-13可(ke)知，隨著(zhu)溫度(du)(du)的升高(gao)(gao)(gao)，電(dian)(dian)流(liu)(liu)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)下(xia)(xia)降；而(er)隨著(zhu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)的升高(gao)(gao)(gao)，電(dian)(dian)流(liu)(liu)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)提(ti)高(gao)(gao)(gao)，但當溫度(du)(du)太低時，鍍(du)(du)層(ceng)發灰，光(guang)澤性不好(hao)；而(er)太高(gao)(gao)(gao)的電(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)下(xia)(xia)，鍍(du)(du)層(ceng)邊緣燒(shao)焦、發黑。在(zai)實驗工藝范圍(wei)內，電(dian)(dian)流(liu)(liu)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)在(zai)11.8%~19.0%之間變化，鍍(du)(du)層(ceng)質(zhi)量良好(hao)。故(gu)低溫與高(gao)(gao)(gao)電(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)有利(li)于(yu)得(de)到較高(gao)(gao)(gao)的電(dian)(dian)流(liu)(liu)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)，而(er)一(yi)般的鍍(du)(du)鉻的電(dian)(dian)流(liu)(liu)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)為13%。

 c. 溫度與電(dian)流密度對硬鉻層耐(nai)磨(mo)性的影響

  由圖(tu)4-14為溫度(du)(du)與電(dian)流密(mi)度(du)(du)對(dui)耐(nai)磨性(xing)的(de)影響。由圖(tu)4-14可知，降低(di)溫度(du)(du)有利于(yu)提(ti)高(gao)(gao)耐(nai)磨性(xing)；減小電(dian)流密(mi)度(du)(du)會降低(di)耐(nai)磨性(xing)。硬(ying)(ying)度(du)(du)很高(gao)(gao)時，鍍(du)鉻層(ceng)(ceng)的(de)脆性(xing)較(jiao)大，這主要(yao)是由于(yu)反應中析氫的(de)影響。隨(sui)著溫度(du)(du)下(xia)降和電(dian)流密(mi)度(du)(du)的(de)提(ti)高(gao)(gao)、鍍(du)層(ceng)(ceng)硬(ying)(ying)度(du)(du)提(ti)高(gao)(gao)的(de)同時，鍍(du)層(ceng)(ceng)中含氫量增(zeng)加，使(shi)鍍(du)層(ceng)(ceng)氫脆性(xing)升高(gao)(gao)。硬(ying)(ying)鉻層(ceng)(ceng)一般要(yao)求在4h內做除氫處(chu)理。

  當電(dian)流密(mi)度為25A/d㎡、48℃下所得鍍鉻層(ceng)的耐磨性較(jiao)好，并且鍍層(ceng)的縱向耐磨性較(jiao)均勻，梯度變化小(xiao)。

4. 結合力(li)和(he)孔隙率檢測

  在最(zui)佳(jia)條件（25A/d㎡,48~50℃)下(xia)電鍍(du)(du)硬鉻，對獲得(de)的鍍(du)(du)鉻層進行結合力和(he)孔隙率分析。

①.  結合力(li)

 循環(huan)加熱驟冷實驗(yan)測得(de)：所(suo)有試(shi)樣循環(huan)4次以(yi)上，均無鍍層(ceng)脫落(luo)、起(qi)皮的現象(xiang)，表明不銹鋼上鍍鉻層(ceng)結合力良好。

②.  孔隙(xi)率測定

  結果見表4-15

  由表4-15可知(zhi)，當(dang)鍍層(ceng)厚度大于15μm時，鍍層(ceng)孔隙率為0,即無孔隙存(cun)在(zai)。