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)實驗室條件(jian)下優化(hua)工藝參數的結(jie)果(guo)

  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

  試片經打磨(mo)、化學除(chu)油、酸洗(xi)、弱腐蝕、水洗(xi)后帶電下槽。

 b. 施鍍步驟

  預熱10~20s→陰極(ji)小電流活化1~2min→階梯式(shi)給電，1~2min提升一次電流，5~10min內提升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(jian)

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

 d. 實(shi)驗方法(fa)

  改變溫度和電流密(mi)度，全面交叉實驗。

 e. 測試方法

   ①. 結合(he)力:   采用(yong)循(xun)環加熱驟冷實驗(yan)。

   ②. 鍍層孔(kong)隙(xi)率:   采用貼濾紙法。

3. 實驗(yan)結(jie)果與討(tao)論

 a. 溫度與電流(liu)密度對鍍速的影(ying)響

   圖(tu)4-12為溫(wen)(wen)度(du)與電(dian)流密度(du)對鍍(du)速(su)的影響，由圖(tu)4-12可(ke)見，同一電(dian)流密度(du)下，溫(wen)(wen)度(du)較低，鍍(du)速(su)［mg/(c㎡·h)]反而較高(gao)，即在低溫(wen)(wen)（48℃)和高(gao)電(dian)流密度(du)（25A/d㎡)下能得到較高(gao)的鍍(du)速(su)。

 b. 溫度與電流密度對電流效率(lv)的(de)影響

  圖(tu)4-13為溫(wen)度(du)(du)與電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)對電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)效(xiao)率的(de)(de)影響(xiang)。由圖(tu)4-13可知，隨著溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)升高(gao)(gao)，電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)效(xiao)率下降；而隨著電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)的(de)(de)升高(gao)(gao)，電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)效(xiao)率提高(gao)(gao)，但當溫(wen)度(du)(du)太(tai)低時，鍍(du)(du)層發(fa)灰(hui)，光澤性不好(hao)；而太(tai)高(gao)(gao)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)下，鍍(du)(du)層邊緣燒(shao)焦(jiao)、發(fa)黑。在實驗(yan)工藝范圍內，電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)效(xiao)率在11.8%~19.0%之間變化，鍍(du)(du)層質量良好(hao)。故低溫(wen)與高(gao)(gao)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)有(you)利(li)于得到較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)效(xiao)率，而一般的(de)(de)鍍(du)(du)鉻(ge)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)效(xiao)率為13%。

 c. 溫度與電流密(mi)度對硬鉻層耐(nai)磨性的影響

  由圖(tu)4-14為(wei)溫(wen)(wen)度與電流密(mi)度對耐(nai)(nai)磨性(xing)的(de)(de)影響。由圖(tu)4-14可知，降低(di)溫(wen)(wen)度有利于提(ti)高(gao)(gao)耐(nai)(nai)磨性(xing)；減小電流密(mi)度會降低(di)耐(nai)(nai)磨性(xing)。硬(ying)度很高(gao)(gao)時，鍍(du)鉻(ge)層的(de)(de)脆(cui)性(xing)較大(da)，這主(zhu)要是由于反應中析(xi)氫(qing)的(de)(de)影響。隨著溫(wen)(wen)度下降和電流密(mi)度的(de)(de)提(ti)高(gao)(gao)、鍍(du)層硬(ying)度提(ti)高(gao)(gao)的(de)(de)同時，鍍(du)層中含氫(qing)量增加，使(shi)鍍(du)層氫(qing)脆(cui)性(xing)升高(gao)(gao)。硬(ying)鉻(ge)層一般要求在4h內做(zuo)除氫(qing)處(chu)理。

  當電流密度為25A/d㎡、48℃下(xia)所得(de)鍍(du)(du)鉻層(ceng)的耐磨性較(jiao)好，并且鍍(du)(du)層(ceng)的縱向耐磨性較(jiao)均(jun)勻，梯度變化小。

4. 結(jie)合力和孔(kong)隙(xi)率檢測

  在最佳條(tiao)件（25A/d㎡,48~50℃)下電(dian)鍍硬鉻，對獲(huo)得的鍍鉻層(ceng)進行結合力(li)和孔(kong)隙率分析。

①.  結合力

 循(xun)環(huan)加熱(re)驟冷(leng)實驗測得：所有試樣(yang)循(xun)環(huan)4次以(yi)上(shang)，均無鍍層脫(tuo)落、起皮(pi)的現象，表明不銹鋼上(shang)鍍鉻層結合(he)力良好。

②.  孔(kong)隙率測(ce)定(ding)

  結果見表(biao)4-15

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