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. 在實驗室條件下優化工藝參數的結果

  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(ben)工藝

 a. 前處理

  試片經打磨、化學除(chu)油、酸洗、弱腐蝕、水(shui)洗后帶電下槽。

 b. 施鍍步驟(zou)

  預熱10~20s→陰極小(xiao)電(dian)(dian)(dian)流活化(hua)1~2min→階梯式給電(dian)(dian)(dian)，1~2min提升(sheng)一次電(dian)(dian)(dian)流，5~10min內提升(sheng)5次→沖擊鍍(du)鉻2~3min電(dian)(dian)(dian)流為正常(chang)(chang)電(dian)(dian)(dian)流的2倍→正常(chang)(chang)鍍(du)鉻。

 c. 電解液組成及工藝條件

  鉻(ge)酐250g/L 、硫酸(suan)2.5g/L 、三(san)價鉻(ge)0~5g/L 、溫度48~56℃ 、電流密度20~25A/d㎡ 、40min.

 d. 實驗方法

  改變(bian)溫(wen)度(du)和電(dian)流密度(du)，全(quan)面交(jiao)叉實驗(yan)。

 e. 測試方法

   ①. 結合(he)力:   采(cai)用循環加熱驟冷(leng)實驗。

   ②. 鍍(du)層孔隙率:   采用(yong)貼(tie)濾紙法。

3. 實(shi)驗結果與討論

 a. 溫(wen)度(du)與電流密度(du)對鍍速的影(ying)響

   圖(tu)4-12為溫度(du)(du)(du)(du)與電流密度(du)(du)(du)(du)對鍍速(su)的影響，由圖(tu)4-12可見，同一電流密度(du)(du)(du)(du)下(xia)，溫度(du)(du)(du)(du)較低(di)，鍍速(su)［mg/(c㎡·h)]反(fan)而較高，即在低(di)溫（48℃)和高電流密度(du)(du)(du)(du)（25A/d㎡)下(xia)能得到(dao)較高的鍍速(su)。

 b. 溫(wen)度與電(dian)流密度對電(dian)流效(xiao)率的影響(xiang)

  圖(tu)4-13為(wei)溫度與電(dian)流密(mi)(mi)度對電(dian)流效(xiao)率(lv)的(de)影響。由圖(tu)4-13可知(zhi)，隨著溫度的(de)升高(gao)，電(dian)流效(xiao)率(lv)下(xia)降；而(er)隨著電(dian)流密(mi)(mi)度的(de)升高(gao)，電(dian)流效(xiao)率(lv)提高(gao)，但當溫度太(tai)低時，鍍(du)層(ceng)發灰，光(guang)澤性不好(hao)；而(er)太(tai)高(gao)的(de)電(dian)流密(mi)(mi)度下(xia)，鍍(du)層(ceng)邊緣燒焦(jiao)、發黑。在(zai)實驗工(gong)藝范圍內，電(dian)流效(xiao)率(lv)在(zai)11.8%~19.0%之間(jian)變化，鍍(du)層(ceng)質(zhi)量(liang)良好(hao)。故低溫與高(gao)電(dian)流密(mi)(mi)度有利于(yu)得到較高(gao)的(de)電(dian)流效(xiao)率(lv)，而(er)一般的(de)鍍(du)鉻的(de)電(dian)流效(xiao)率(lv)為(wei)13%。

 c. 溫度(du)與電流密度(du)對(dui)硬鉻層耐磨性的影響

  由圖(tu)4-14為溫度(du)(du)(du)與電流密度(du)(du)(du)對(dui)耐磨性(xing)(xing)(xing)的(de)影(ying)響。由圖(tu)4-14可知，降低溫度(du)(du)(du)有利(li)于提(ti)(ti)高(gao)耐磨性(xing)(xing)(xing)；減小電流密度(du)(du)(du)會降低耐磨性(xing)(xing)(xing)。硬(ying)度(du)(du)(du)很高(gao)時(shi)，鍍(du)(du)鉻層的(de)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)較大(da)，這(zhe)主要是(shi)由于反應中(zhong)析氫(qing)的(de)影(ying)響。隨著溫度(du)(du)(du)下降和電流密度(du)(du)(du)的(de)提(ti)(ti)高(gao)、鍍(du)(du)層硬(ying)度(du)(du)(du)提(ti)(ti)高(gao)的(de)同時(shi)，鍍(du)(du)層中(zhong)含氫(qing)量增加，使(shi)鍍(du)(du)層氫(qing)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)升高(gao)。硬(ying)鉻層一(yi)般(ban)要求在4h內做除(chu)氫(qing)處(chu)理。

  當電流密(mi)度為25A/d㎡、48℃下所得鍍(du)鉻層(ceng)的(de)耐磨(mo)性較好，并且鍍(du)層(ceng)的(de)縱向耐磨(mo)性較均(jun)勻(yun)，梯度變化小。

4. 結合力和孔隙率檢測

  在最佳條件（25A/d㎡,48~50℃)下電鍍硬鉻，對(dui)獲得的(de)鍍鉻層(ceng)進行結(jie)合(he)力和孔(kong)隙率分析(xi)。

①.  結合力

 循(xun)環(huan)加(jia)熱(re)驟(zou)冷實驗測得：所有試樣循(xun)環(huan)4次(ci)以上(shang)，均無鍍(du)(du)層脫落、起皮的現象，表明(ming)不(bu)銹(xiu)鋼上(shang)鍍(du)(du)鉻(ge)層結合力良好。

②.  孔隙率測定(ding)

  結果(guo)見表4-15

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