氯化物-硫酸鹽(yan)型混合體(ti)系(xi)鍍Cr-Ni-Fe 不銹鋼(gang)合金鍍液組成(cheng)及工(gong)作條(tiao)件見表11-3 。
1. 配方1 (表11-3)
鍍液中使(shi)的丙三(san)醇（即甘油(you)）是一種光亮劑，可提高(gao)鍍層的光澤。
pH控制在1.8~2.2之(zhi)間，pH較低時，鍍液覆(fu)蓋(gai)能力(li)較差，沉積(ji)速率較快。
pH較(jiao)高時(shi)，鍍液(ye)(ye)覆蓋(gai)能(neng)力較(jiao)佳(jia)，但鍍層色澤較(jiao)暗，沉(chen)積(ji)速(su)率較(jiao)慢。用(yong)鹽酸降低pH,用(yong)氨水提高pH.由(you)于鍍液(ye)(ye)中有硼酸緩沖劑的(de)(de)存在，使鍍液(ye)(ye)的(de)(de)pH變化非常(chang)緩慢，一般在8~12h后用(yong)pH計測量，方可穩定(ding)準確(que)測得鍍液(ye)(ye)的(de)(de)pH,一旦加入(ru)過(guo)多的(de)(de)氨水，當pH>3.0時(shi)，三價鉻(ge)會出現(xian)Cr(OH)。沉(chen)淀(dian)，造成鍍液(ye)(ye)渾(hun)濁，要(yao)用(yong)鹽酸加入(ru)降低pH至(zhi)2,才(cai)能(neng)逐步緩慢溶解所(suo)生(sheng)成的(de)(de)Cr(OH);沉(chen)淀(dian)。
本溶液要用(yong)電磁(ci)轉動子(zi)攪(jiao)拌電鍍，電磁(ci)子(zi)轉速為250r/min.
2. 配(pei)方(fang)2 (表11-3)
本配(pei)方中使用檸檬酸三鈉作為配(pei)位劑(ji)，糊(hu)精作為提高鍍層光澤的添加劑(ji)。
沉(chen)積(ji)速率實(shi)驗(yan)結果見表11-4。
從(cong)表11-4可見，pH=2時，沉積速(su)率(lv)最(zui)大，其(qi)次是電流密度(du)，溫度(du)對沉積速(su)率(lv)的影響最(zui)小。
鍍層(ceng)的(de)(de)電化(hua)學腐(fu)蝕(shi)測試(shi)：動電位(wei)掃(sao)描(miao)測試(shi)是將(jiang)電極放在(zai)3.5%NaCl室溫溶液中的(de)(de)，極化(hua)范圍調到相對開(kai)路電位(wei)±0.2V,掃(sao)描(miao)速率0.2mV/s,測定(ding)陰陽極極化(hua)曲線(xian)，計算(suan)腐(fu)蝕(shi)速率，腐(fu)蝕(shi)電流的(de)(de)實驗結果見表(biao)11-5。
由表11-4、表11-5可見，不(bu)同(tong)工(gong)藝參數下，電鍍得到的(de)(de)鍍層的(de)(de)耐(nai)蝕性能相差很大，Fe-Cr-Ni合金在3.5%NaCl溶液中(zhong)沒有明(ming)顯的(de)(de)鈍化現象，但卻顯示了一定的(de)(de)延緩腐蝕效果(guo)，通過實(shi)驗得出(chu)的(de)(de)最(zui)優方(fang)案(an)為(wei)電流密度為(wei)12A/d㎡,溫度為(wei)25℃,pH為(wei)2。
3. 配(pei)方3 (表11-3)
a. 鍍液(ye)pH的影響
①. 鍍(du)液(ye)pH對鍍(du)層成分含量(liang)的影響
鍍液pH對鍍層成分含量的影響見圖11-3(溫度30℃,電流密度14A/dm2,CrCl3·6H2O 25g/L,Fe2+/NP+濃度比為1:5)。
由圖11-3可見(jian)，隨(sui)著pH的升高(gao)，鍍層中鐵和(he)鉻(ge)的含量(liang)先略有升高(gao)，然(ran)后降低。pH=2時出現峰值。
②. 鍍液pH對鍍層硬度的影響
鍍液pH對鍍層硬度的影響見圖11-4（溫度30℃,電流密度14A/d㎡,CrCl3·6H2O 25g/L,Fe3+/Nj+濃度比1:5)。
由圖11-4可見，鍍層的硬度隨pH的升高而減小。這是由于pH升高，鍍層中鐵和鉻的含量降低，使鍍層硬度下降。pH升高，陰極析氫量減少，使合金層中氫含量減少而降低鍍層硬度。pH1.5時，鍍層硬度最高，pH2~2.5時，鍍層中鐵和鉻的含量下降迅速，硬度下降緩慢。pH過低，析氫嚴重，表面出現氣道和針孔。pH過高，Cr3+易發生羥橋基聚合反應，鍍層邊緣出現黑色沉積物，質量變壞。故pH應控制在2.0為宜。
b. 陰極電流密度的影響(xiang)
①. 陰極電(dian)流密度對鍍層成分含量(liang)的影響
陰極電流密度對鍍層成分含量的影響見圖11-5(溫度30℃,pH 2.0,CrCl3·6H2O 25g/L,Fe2+/Ni2+=1:5)。
由圖11-5可見，隨著陰(yin)極電流密(mi)(mi)度(du)的增大(da)，鍍(du)(du)層(ceng)中(zhong)鐵和(he)鉻的含量(liang)迅速(su)增加，電流密(mi)(mi)度(du)大(da)于14A/d㎡后(hou)，鍍(du)(du)層(ceng)中(zhong)鐵和(he)鉻的含量(liang)略有下降(jiang)。陰(yin)極電流密(mi)(mi)度(du)過大(da)。鍍(du)(du)層(ceng)表面質量(liang)變差(cha)，析氫嚴重，鐵、鉻含量(liang)略有下降(jiang)。因此，電流密(mi)(mi)度(du)控制在(zai)14A/d㎡為宜。
②. 陰(yin)極電(dian)流密(mi)度對(dui)鍍層硬度的影響
陰極電流密度對鍍層硬度的影響見圖11-6（溫度30℃,pH 2.0, CrCl3·6H2O 25g/L,Fe2+/Ni2+=濃度比1:5)。
由圖11-6可見，隨(sui)著陰極電(dian)流(liu)密(mi)度的(de)(de)增(zeng)(zeng)大(da)，鍍層中(zhong)鐵和鉻(ge)的(de)(de)含量(liang)迅速(su)增(zeng)(zeng)加，相應鍍層的(de)(de)硬度也隨(sui)之(zhi)增(zeng)(zeng)加。
c. 溫(wen)度的影響
①. 鍍液的(de)溫度對鍍層成分含量的(de)影響
鍍液的溫度對鍍層成分含量的影響見圖11-7(電流密度14A/d㎡，pH=2, CrCl3·6H2O 25g/L,Fe2+/Ni2+濃度比1:5)。
由圖11-7可見，鍍液溫度的升高，鍍層(ceng)中鐵和鉻的含量先增加后減(jian)小，在(zai)30℃時出現(xian)峰值(zhi)。
②. 鍍(du)液(ye)溫(wen)度對鍍(du)層(ceng)硬(ying)度的影響(xiang)
鍍液的溫度對鍍層硬度的影響見圖11-8 (電流密度14A/d㎡,pH=2, CrCl3·6H2O 25g/L,Fe2+/Ni2+濃度比1:5)。
由圖11-8可見，隨著鍍液溫(wen)度(du)的升高，鍍層(ceng)的硬度(du)在30℃時出現(xian)峰(feng)值。故溫(wen)度(du)應控制在30℃為宜。
d. 鍍液中CrCl3·6H2O濃度的影響
①. 鍍液中CrCl3·6H2O濃度對鍍層成分含量的影響
鍍液中CrCl3·6H2O濃度對鍍層成分含量的影響見圖11-9，(電流密度14A/d㎡,pH=2,溫度30℃,鍍液中Fe2+/Ni2+濃度比1:5)。
由圖11-9可見，隨著鍍液中CrCl3·6H2O濃度的增大，鍍層鉻的含量緩慢增加，鐵含量緩慢減少，由于增大Cr3+濃度有利于Cr3+的沉積，但Cr3+濃度過大，Cr3+易發生羥橋反應，使Cr3+在陰極放電析出困難，使鍍層中鉻含量降低，故CrCl3·6H2O濃度應控制在25g/L為宜。
②. 鍍液中CrCl3·6H2O濃度對鍍層硬度的影響
鍍液中CrCl3·6H2O濃度對鍍層硬度的影響見圖11-10，(電流密度14A/d㎡,pH=2,溫度30℃,Fe2+/Ni2+濃度比1:5)。
由圖11-10可見，由于增大鍍液中Cr3+的濃度，有利于Cr的沉積，鍍層的硬度變化和鍍層中鉻的含量上升趨勢相同，當CrCl3·6H2O 為25g/L時，鍍層硬度達到峰值。Cr3+濃度過大，Cr3+易發生羥橋反應，Cr3+在陰極放電析出困難，鍍層中鉻含量降低，導致鍍層硬度變小，故CrCl3·6H2O 應控制在25g/L為宜。
e. 鍍液中Fe2+/Ni2+濃度比值的影響
①. 鍍液中Fe2+/Ni2+濃度比值對鍍層成分含量的影響
鍍液中Fe2+/Ni2+濃度比對鍍層成分的影響見圖11-11(電流密度14A/d㎡2,pH=2,溫度30℃,CrCl3·6H2O 25g/L)。
由圖11-11可見，鍍液中c(Fe2+)/c(Ni2+)對合金中鐵的含量影響比較大，通過固定鍍液中Ni2+的濃度而改變Fe2+的濃度，鍍層中鐵的含量先迅速增加，鎳的含量自然下降，由于Fe-Ni-Cr合金為異常共沉積，鍍液中Fe2+的濃度增加，更有利于優先沉積，鉻含量也略有上升。當c(Fe2+)/c(Ni2+)接近0.2時，可得到合鐵鉻較高的合金鍍層。
②. 鍍液中Fe2+/Ni2+濃度對鍍層硬度的影響
鍍液中（Fe2+)/(Ni2+)濃度比對鍍層硬度的影響見圖11-12。
由圖11-12可見，通過固定鍍液中Ni2+的濃度而改變Fe2+的濃度，鍍層中鐵含量迅速增加，鎳含量下降，更有利于先沉積，鉻含量也略有上升。鍍層的硬度則由于鐵含量迅速上升而不斷增大，當c(Fe2+)/c(Ni2+)接近0.2時出現最大值，隨后鐵和鉻的含量下降，硬度也隨之下降。由此可見，控制c(Fe2+)/c(Ni2+)接近0.2,可得到含鐵、鉻較高，硬度較大的合金鍍層。
f. 鍍層形貌和結(jie)構
按照表(biao)11-3的配方3 的最佳(jia)(jia)含量及工藝(yi)控(kong)制在最佳(jia)(jia)條(tiao)件，電(dian)鍍(du)實驗可得Cr6%、Fe 54%、Ni40%,硬度(du)高達(da)70(HR30T)的光(guang)亮鍍(du)層。所得鍍(du)層掃描電(dian)鏡(jing)可見(jian)鍍(du)層表(biao)面結(jie)晶(jing)均勻(yun)，結(jie)構致(zhi)密，沒有孔洞和裂(lie)紋(wen)，鍍(du)層光(guang)亮性極好，只有當電(dian)沉積時(shi)間較(jiao)(jiao)長、鍍(du)層較(jiao)(jiao)厚(hou)時(shi)才(cai)會出現細小的裂(lie)紋(wen)，但也不(bu)存(cun)在針孔。
