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(shí)驗(yàn)室條件下優(yōu)化工藝參數(shù)的結(jié)果

  研究溫度與電流密度對(duì)鍍速、電流效率及磨損失重的影響，確定工藝因素對(duì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)溫度為48~50℃、電流密度為25A/d㎡時(shí)，鍍層的外觀良好，結(jié)構(gòu)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(jié)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(jīng)打磨、化學(xué)除油、酸洗、弱腐蝕、水洗后帶電下槽。

 b. 施鍍步驟

  預(yù)熱10~20s→陰極小電流活化1~2min→階梯式給電，1~2min提升一次電流，5~10min內(nèi)提升5次→沖擊鍍鉻2~3min電流為正常電流的2倍→正常鍍鉻。

 c. 電解液組成及工藝條件

  鉻酐250g/L 、硫酸2.5g/L 、三價(jià)鉻0~5g/L 、溫度48~56℃ 、電流密度20~25A/d㎡ 、40min.

 d. 實(shí)驗(yàn)方法

  改變溫度和電流密度，全面交叉實(shí)驗(yàn)。

 e. 測試方法

   ①. 結(jié)合力:   采用循環(huán)加熱驟冷實(shí)驗(yàn)。

   ②. 鍍層孔隙率:   采用貼濾紙法。

3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

 a. 溫度與電流密度對(duì)鍍速的影響

   圖4-12為溫度與電流密度對(duì)鍍速的影響，由圖4-12可見，同一電流密度下，溫度較低，鍍速［mg/(c㎡·h)]反而較高，即在低溫（48℃)和高電流密度（25A/d㎡)下能得到較高的鍍速。

 b. 溫度與電流密度對(duì)電流效率的影響

  圖4-13為溫度與電流密度對(duì)電流效率的影響。由圖4-13可知，隨著溫度的升高，電流效率下降；而隨著電流密度的升高，電流效率提高，但當(dāng)溫度太低時(shí)，鍍層發(fā)灰，光澤性不好；而太高的電流密度下，鍍層邊緣燒焦、發(fā)黑。在實(shí)驗(yàn)工藝范圍內(nèi)，電流效率在11.8%~19.0%之間變化，鍍層質(zhì)量良好。故低溫與高電流密度有利于得到較高的電流效率，而一般的鍍鉻的電流效率為13%。

 c. 溫度與電流密度對(duì)硬鉻層耐磨性的影響

  由圖4-14為溫度與電流密度對(duì)耐磨性的影響。由圖4-14可知，降低溫度有利于提高耐磨性；減小電流密度會(huì)降低耐磨性。硬度很高時(shí)，鍍鉻層的脆性較大，這主要是由于反應(yīng)中析氫的影響。隨著溫度下降和電流密度的提高、鍍層硬度提高的同時(shí)，鍍層中含氫量增加，使鍍層氫脆性升高。硬鉻層一般要求在4h內(nèi)做除氫處理。

  當(dāng)電流密度為25A/d㎡、48℃下所得鍍鉻層的耐磨性較好，并且鍍層的縱向耐磨性較均勻，梯度變化小。

4. 結(jié)合力和孔隙率檢測

  在最佳條件（25A/d㎡,48~50℃)下電鍍硬鉻，對(duì)獲得的鍍鉻層進(jìn)行結(jié)合力和孔隙率分析。

①.  結(jié)合力

 循環(huán)加熱驟冷實(shí)驗(yàn)測得：所有試樣循環(huán)4次以上，均無鍍層脫落、起皮的現(xiàn)象，表明不銹鋼上鍍鉻層結(jié)合力良好。

②.  孔隙率測定

  結(jié)果見表4-15

  由表4-15可知，當(dāng)鍍層厚度大于15μm時(shí)，鍍層孔隙率為0,即無孔隙存在。