Surface treatment technology-Fluoroplastic heat exchanger technology-chromium plating technology-electroplating ceramics-chromic acid regeneration-hard oxidation
 『Chromium platingHeat exchanger

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Effect of processing mode of chromium plating anode on service performance
石家庄金刚内燃机零部件集团有限公司 杨树公
河北冶金科技股份有限公司 姚晓东

  镀铬在活塞环的表面处理中起着无可替代的重要作用,自镀铬工艺应用于少活塞环的表面处理到现在,虽然随着科技的发展,各种新型表面处理方式层出不穷,功能针对性越来越强,但镀铬处理一直以其工艺简单,操作方便,功能面广等优点在活塞环的表面处理领域中占有一席之地。
  镀铬工艺虽然操作方便简单,但它也有不足之处,主要表现在电镀铬工作效率较其他金属电镀工艺要低得多,这主要是由于镀铬溶液的电流效率极低,只有14%~18%,即使采用快速镀铬溶液,电流效率也只有25%左右,因此为了维持镀铬溶液中电沉积主金属离子的浓度稳定性,镀铬阳极应采用不溶性阳极,电镀主盐即铬离子浓度以补充电镀主盐的方式维持,又由于镀铬溶液的强氧化性的缘故,要求镀铬阳极具有较高的耐蚀性和不溶性,成熟的工艺一般是采用铅锑合金阳极或铅锑锡合金阳极。
  各个工业单位进行电镀铬阳极加工时,合金成分略有不同,如铅的成分比例由84%左右到94%左右。为了提高阳极的耐蚀性,加入一定量的锡,又有的单位为了提高阳极的硬度与强度,再加入一定量的锑,加工方式基本相同,以铸造为主。
  铸造合金阳极在使用过程中,表面容易形成一层不溶性黄色氧化膜,这层氧化膜主要成分为铬酸铅,铬酸铅是一种难溶性的化合物。这层铬酸铅氧化膜的存在,会影响阳极的导电性,阳极的导电不均匀,会进一步影响镀层厚度的均匀性,进而影响产品质量,不仅如此,阳极的表面氧化膜不仅会影响镀铬层厚度,还会加大电镀过程中的电阻,电阻增大,电压升高,浪费电能,并且,较大的电阻又会引起局部发热,加剧铅锑合金阳极表面的氧化,形成恶性循环。因此,铅锑合金阳极在使用过程中,为保证其使用性能,有很多程度要求:比如,应在一定的使用时间间隔内,定期清理阳极表面的黄色铬酸铅氧化膜,以维持阳极保持一定的导电均匀性,当超过一定时间阳极不处于工作状态时,应将阳极从溶液中提出来,减缓镀铬溶液对铸造合金阳极的腐蚀作用,等,尽管如此,仍然不能避免由于阳极的导电性问题而造成的镀铬层厚度不均匀问题。  我国科研机构针对此问题,在如何提高阳极的耐蚀性能,降低铅锑阳极的工作电阻等方面做了大量探索和实验工作,取得了阶段性的进展,并将这些成果应用于生产实践中,取得了明显的效果,这就是铸造铅锑合金阳极的替代产品,无锡市南洋铜材厂生产加工的压延阳极。
  压延阳极是在目前铸造铅锑合金阳极的基础上,进行深度加工制造的新型阳极。它借鉴铜材铸造加工过程中优点,克服了目前铸造铅锑合金阳极疏松多孔的缺点,使新加工出来的阳有材料密度有效提高。高密度的阳极材料微观表面大大降低,这也就大大降低了阳极在溶液中的化学腐蚀和电化学腐蚀,宏观看来,阳极的耐腐蚀性能得到了有效提高;同时阳极材料的高密度也使材料的导电电阻大大降低,宏观表现为镀铬槽侧电压明显降低,节能降耗。
  自2002年三月开始石家庄金刚集团在部分生产线上采用了压延阳极,通过近三个月的使用,试验表现性能良好,基本达到了预期的设计要求。主要表现在以下几个方面:
  1 槽侧电压明显下降,节电明显。通过对比实验表明,在电镀溶液成分浓度不变的情况下,使用原铸造铅锑合金阳极在电流为1000A时,电压一般在12.5V,而采用压延阳极后,电流升至1300A,电压仅为12V,据此计算,在镀层厚度相同的情况下,可节电20%以上;
  2 使用性能较原来有大幅提高。自2002年三月压延阳极安装至今近三个月从未进行表面清理,但检查时表面状态良好,无腐蚀起皮现象。而原来的阳极使用不超过一个月,表面就会出现明显的腐蚀起皮现象;
  3 溶液清洁提高,使用寿命延长,并且可提高产品质量。由于阳极表面不出现腐蚀掉渣现象,溶液中的渣滓减少,提高了溶液清洁度,一方面,延长溶液的清理周期和使用寿命,另一方面,良好的溶液状态,又是对镀铬层质量的有利保证。
  通过试验比较,我们认为,采用压延阳极,可有效解决镀铬阳极的现存不足,在提高镀铬阳极的耐腐蚀性,减缓阳极氧化膜的生成,降低阳极电阻及镀铬工作电压,节电降耗等方面,都效果明显,实为目前使用的铸造铅锑合金镀铬阳极的替代产品。


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