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(tiao)件(jian)下優化(hua)工藝參數的結果

  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. 基本工藝

 a. 前處理(li)

  試(shi)片經打磨、化學除(chu)油、酸洗(xi)、弱腐(fu)蝕、水洗(xi)后帶電下槽。

 b. 施鍍(du)步驟

  預熱10~20s→陰極小電流活化1~2min→階梯式給電，1~2min提升(sheng)一次電流，5~10min內提升(sheng)5次→沖擊鍍鉻2~3min電流為正常(chang)電流的2倍→正常(chang)鍍鉻。

 c. 電(dian)解液組(zu)成及工(gong)藝條(tiao)件

  鉻(ge)酐250g/L 、硫(liu)酸2.5g/L 、三價鉻(ge)0~5g/L 、溫度(du)(du)48~56℃ 、電流密度(du)(du)20~25A/d㎡ 、40min.

 d. 實(shi)驗方法

  改變溫度和電(dian)流密度，全面交叉實驗。

 e. 測試(shi)方法

   ①. 結(jie)合力:   采用循環加熱驟(zou)冷實驗。

   ②. 鍍(du)層孔隙率:   采用(yong)貼濾紙法(fa)。

3. 實驗(yan)結果(guo)與討(tao)論

 a. 溫度與電流密度對(dui)鍍(du)速的影響

   圖4-12為(wei)溫度(du)(du)與電(dian)流密度(du)(du)對鍍(du)(du)速(su)(su)的影(ying)響，由圖4-12可見，同一電(dian)流密度(du)(du)下，溫度(du)(du)較低，鍍(du)(du)速(su)(su)［mg/(c㎡·h)]反而較高，即在低溫（48℃)和高電(dian)流密度(du)(du)（25A/d㎡)下能得到較高的鍍(du)(du)速(su)(su)。

 b. 溫度(du)與電流密(mi)度(du)對電流效(xiao)率的影響

  圖4-13為(wei)溫(wen)度(du)(du)與(yu)電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)(du)對(dui)電(dian)(dian)(dian)流(liu)效(xiao)(xiao)(xiao)率的(de)(de)影響。由圖4-13可知，隨(sui)著溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)升高(gao)，電(dian)(dian)(dian)流(liu)效(xiao)(xiao)(xiao)率下(xia)降；而隨(sui)著電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)(du)的(de)(de)升高(gao)，電(dian)(dian)(dian)流(liu)效(xiao)(xiao)(xiao)率提高(gao)，但(dan)當溫(wen)度(du)(du)太低時(shi)，鍍層(ceng)發(fa)灰(hui)，光澤(ze)性(xing)不好；而太高(gao)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)(du)下(xia)，鍍層(ceng)邊(bian)緣(yuan)燒焦(jiao)、發(fa)黑(hei)。在(zai)實驗工藝范圍內(nei)，電(dian)(dian)(dian)流(liu)效(xiao)(xiao)(xiao)率在(zai)11.8%~19.0%之間變(bian)化，鍍層(ceng)質量(liang)良(liang)好。故低溫(wen)與(yu)高(gao)電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)(du)有(you)利于(yu)得到較高(gao)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)效(xiao)(xiao)(xiao)率，而一般的(de)(de)鍍鉻的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)效(xiao)(xiao)(xiao)率為(wei)13%。

 c. 溫(wen)度(du)與(yu)電流密度(du)對(dui)硬鉻層耐磨性的影(ying)響

  由(you)(you)圖(tu)4-14為溫度(du)(du)與電流(liu)密(mi)度(du)(du)對耐(nai)(nai)磨性(xing)(xing)的(de)影響(xiang)(xiang)。由(you)(you)圖(tu)4-14可知，降(jiang)低(di)溫度(du)(du)有利于提(ti)高(gao)耐(nai)(nai)磨性(xing)(xing)；減小電流(liu)密(mi)度(du)(du)會(hui)降(jiang)低(di)耐(nai)(nai)磨性(xing)(xing)。硬度(du)(du)很高(gao)時，鍍(du)鉻(ge)(ge)層的(de)脆性(xing)(xing)較大，這主要(yao)是由(you)(you)于反(fan)應中析氫的(de)影響(xiang)(xiang)。隨(sui)著溫度(du)(du)下(xia)降(jiang)和電流(liu)密(mi)度(du)(du)的(de)提(ti)高(gao)、鍍(du)層硬度(du)(du)提(ti)高(gao)的(de)同時，鍍(du)層中含氫量增加，使(shi)鍍(du)層氫脆性(xing)(xing)升高(gao)。硬鉻(ge)(ge)層一般要(yao)求在4h內(nei)做除(chu)氫處理。

  當電流密度(du)為25A/d㎡、48℃下所得鍍(du)鉻層(ceng)的(de)耐磨性(xing)較好，并且鍍(du)層(ceng)的(de)縱(zong)向耐磨性(xing)較均(jun)勻，梯度(du)變(bian)化(hua)小。

4. 結合力和孔(kong)隙率檢測

  在最佳(jia)條件（25A/d㎡,48~50℃)下電(dian)鍍硬(ying)鉻，對獲(huo)得的鍍鉻層(ceng)進行結合力和(he)孔隙(xi)率分析。

①.  結(jie)合力

 循環(huan)加熱驟冷(leng)實驗測得：所有試樣循環(huan)4次以(yi)上(shang)(shang)，均(jun)無鍍層脫落(luo)、起皮的現(xian)象(xiang)，表(biao)明不(bu)銹鋼上(shang)(shang)鍍鉻層結合(he)力良好。

②.  孔隙(xi)率測定

  結果見表4-15

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