CF-26硬铬催化剂
CF-26镀硬铬工艺系国外引进,克服了第一代硫酸催化剂、第二代氟化催化剂的许多不足之处、使硬铬工艺达到了一个新的高度,最适用于镀硬铬、微裂纹路,也可用于装饰铬、乳白铬。现已再全国近百家工厂使用,质量号、工艺稳定、生产效率高、节约电能、经济效益显著。普通镀铬液和硼酸体系的镀铬液可以直接转化为本工艺。
一.
特点
1.
阴极电流效率极高,可达22-26%,大量节约电能。
2.
不含氟,不腐蚀阴极基体、阳极和设备;
3.
沉积速度极高,使一般传统镀硬铬工艺的2-3倍;
4.
镀层平滑,细致均匀,十分光亮;
5.
镀层的显微硬度达950-1100HV;
6.
镀层的微裂纹数可达400-1000条/厘米,防腐蚀能力因而提高;
7.
镀层与基体结合力强;
8.
镀液稳定,易操作,易维护;
9.
前处理流程、阳极、镀槽等均与一般传统镀铬工艺一样。
二.
镀液组成及操作条件
浓度及操作条件 |
范围 |
标准(一般开缸份量) |
铬酐(CrO3) |
150-300 克/升 |
250 克/升 |
硫酸(H2SO4) |
20.-4.0 克/升 |
2.6 克/升 |
CF-26催化剂 |
18-25 毫升/升 |
20 毫升/升 |
温度 |
50-60 ℃ |
55 ℃ |
阴极电流密度 |
30-80 安培/平方分米 |
60 安培/平房分米 |
阳阴极面积比 |
2-3:1 |
三.
配制镀液
1.
在镀槽中加入一半体积的水,将配槽所需之铬酐加入槽中搅拌均匀;
2.
加入配槽所需之CF-26催化剂和H2SO4,加水至所需的水位;
3.
小电流电解使溶液均匀并产生Cr3+;
4.
加温至要求温度开始试镀。
四.
设
备
1.
镀槽
钢铁缸附上合适的聚氯乙烯塑料,或喷上氯乙烯树脂。铅附的镀槽不适宜采用。槽边应有抽气设备。
2.
整流器
整流器应能提供足够安培数,及9-15伏之直流电,波纹率(Ripple)应少于5%。
3.
阳极
建议采用铅条或铅锡合金阳极(93%铅,7%锡),其他的铅锡或铅锑阳极亦可能适用。辅助及象形阳极亦应采用铅锡或铅锑合金。
4.
加热
镀槽应设有足够的加热设备,热交换器可用钛,聚四氟乙烯(Teflon)或其他碳氟化合物。加热管附近的镀液应经常流动,以使温度能均匀分布。镀液温度最好能有自动控制仪来调节。
五.
添加剂的作用和补充
CF-26为镀硬铬催化剂
5-8毫升/KAH
六.杂
质
一般硬铬镀液有害的杂志亦会同样影响CF-26镀液。三价铬及铁杂质过多时,会降低镀液的导电性,及令厚的镀层产生粗糙。总杂质含量不能超过8克/升。
七.
转缸法
一般传统镀硬铬工艺转为CF-26的程序非常简单,只需吧镀液送交本公司化验,确定
金属杂质低于8克/升及不含氟化物时,本公司将派员协助把镀液转为CF-26之工艺。
八.
参考数据-沉积速度
电流密度(安培/平方分米) |
沉积速度(微米/小时) |
30 |
20-35 |
45 |
40-50 |
60 |
50-70 |
75 |
70-85 |
CF-26硬铬催化剂的几点说明
CF-26镀硬铬工艺时完全采用德国进口中间体及工艺生产的第四代添加剂,与老一代的稀土或氟化物镀铬以及传统的镀铬工艺比较有着无可比拟的优势,具体会在下面详细的说明。
一.
工艺特点:
1.
普通镀铬工艺的分散力较差,CF-26而的分散能力很好并且镀层细致。
2.
CF-26的电流效率可以达到25%是传统镀铬的两倍,由于电耗是镀铬电镀的主要成本之一,而本工艺的电耗只是传统镀铬的46%左右故大量的节约电能和缓解了用电紧张的矛盾。
3.
微裂纹数高,可控制在400条/cm以上,对工件通过严格的盐雾试验大有帮助。
在实践的客户使用中一般都能达到盐雾8级以上。
4.
电流密度的范围宽,沉积速度快,在60A/平方分米时可达到60微米/H,省工省时。
5.
普通镀铬的硬度一般只有HV700-850之间,对贵厂的某些镀件肯定是达不到要求的,而CF-26工艺的铬层硬度可控制在900-1100之间,耐磨性大大提高。
6.
镀液体系完全是按照ATOTECH公司的HEEF-25的海外配方,没有阳极腐蚀的问题,只是因为进货渠道的不同和考虑到市场竞争的需要,我们考虑尽量的让利给客户。性价比很是优越。
7.
镀层与基体的结合力好,普通工艺可以稍作调整直接转化成本工艺。而含氟化物和稀土工艺不宜直接转化。操作简便,易维护。
根据本人对公司产品在浙江钱江集团,长沙正圆电镀厂,无锡电镀厂等使用的情况,以及本人从事镀铬工作的些许经验,特对贵公司提出以下的建议:
二.
CF-26工艺在使用过程中须注意的几个问题:
1.电压
过高的电压不仅会导致设备故障,而且前面的计算可知道电压是影响电耗的主要因素,在相同的电流,时间的情况下如果电压从10V升到15V即升高了50%,电耗相应增加50%,保持电压处于最小是很有必要的。控制好影响电压的下列因素很重要:
1)CrO3浓度及均匀性
一般来说,在CrO3浓度小于450克/L的情况下,浓度越低电压越高,故在实际生产中由于我们是直接提供给客户浓缩的催化剂,而客户自行及时定量的补加CrO3显得很重要,具体克通过比重表控制。
2)金属杂质的含量
杂质的含量越高(Cr3+,Fe3+,Cu2+)电压也越高,还会使镀层粗糙,产生麻点等质量故障,处理时不但费时也造成大量的浪费。Cu2+的产生时阴极挂钩的溶解造成,有必要在挂钩的下部热浸一层铅锡合金,并严格控制工作液面。Cr3+的升高主要是阴阳极的比例失调造成的,阳极的导电不良也是一个重要因素。Fe3+的积累主要是工件的带入,应当注意。
3)导电性
电路的导电性是影响电压的最主要的因素之一,主要包括:阳极的活化程度,工件,挂具连接面的导电情况以阴,阳极母线的导电情况。要定期的对它们进行清洗。
2.
溶液成份:
溶液成份的失调不仅影响镀层的质量,且造成材料的消耗增加。CF-26添加剂的消耗不仅在镀的过程,工件出槽时的带出和抽风时铬雾的带出也是主要的因素。客户在生产中的添加应该看实际的情况加强回收,控制好槽液成份。
3.
金属杂质:前面已经提到它的害处,对镀层质量有严重影响,一定要控制好。
4.
镀层的均匀性
CF-26工艺的分散能力很好,镀层的均匀性得到大大的改善。但如果工作和阳极的导电性达到要求,要保证均匀性就很困难。必须对阳极定期进行清洗,长时间不生产必须及时取出阳极再浸入去离子水中。
三.
设备的要求
普通镀铬的设备基本可以直接用于本工艺的使用中,整流器应能提供足够的安培数,波纹数应小于5%。镀槽应有足够的加热和冷却装置以保证槽液的温度稳定。温度最好有自动的温控装置。阳极可使用普通的铅锡合金,一般锡的含量在7-8%。
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高效快速硬铬工艺的经济意义
高效快速微裂纹硬铬工艺,在实践应用中已经显示其优越性。新一代高效快速的微裂纹镀铬赋予了铬镀层杰出的性能:例如高硬度,高耐磨性。高微裂纹数,高耐蚀性,高光亮性,平滑细致,同时工艺性能优越,它具有高沉积速度,增加了产量,节约了设备的投资,有利于环境保护,高电流效率,节约了电费,节省了劳动力,因此生产成本比传统的镀铬工艺有大幅度的降低,单就提高劳动效率一项来考虑,综合成本的降低,单件成本的显著下降,不能认为在镀液中增加了催化剂一项费用,成本就提高了,实际恰恰相反,我们以节电的情况来看,节约下来的电费就大大的超过催化剂的花费,简要的计算如下:
在阴极电流效率100%的情况下,按法拉第定律计算,镀铬每消耗1KgCrO3所耗电量为1608.41安培小时,按镀铬生产中一般情况下的槽电压9V计算,整流器效率取平均值75%左右,阴极电流效率传统镀铬取12.5%,高效快速微裂纹镀铬取25%,各地区的电费价格不同,一般为0.60-1.20元/KAH,则按下列的公式求得电费为:
消耗1KgCr
O3于镀铬层时消耗的电费=1KgCr
O3所耗电量(AH)×电压(V)×电费单价/1000×阴极电流效率×整流器效率
高效镀铬消耗1KgCr
O3于镀铬层时消耗的电费=1608.41×9×0.90/1000×0.25×0.75=78.25元
两者相比,每1KgCrO3节省了78.25元。
催化剂上增加的费用,按平均铬酸250克/L,催化剂20毫升/L开缸,催化剂的单价约为280元/L。则每1KgCrO3消耗的催化剂费用为80毫升×280元=22.4元,此为一次性的投入。以后的正常补加每1KgCrO3消耗的催化剂为40毫升×280元=11.2元,这样两个平均下来的费用约为16.8元。两者相比每1KgCrO3节省了约78.25元,而用在催化剂上的费用仅为16.8元,净节约了60元。
另外,使用新一代高效快速微裂纹镀铬工艺,在镀层的性能,镀液的性能和经济意义方面都较传统镀铬优越。具体表现在镀层的速度,亮度,硬度上都有明显的提高。如果我国的镀铬电镀工艺把第一代和第二代全部过渡到现在的快速工艺,将带来产品质量的显著提高和十分乐观的经济效益。
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