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(yan)室條件下優化工藝參數的結果(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(qian)處理

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

 b. 施鍍步(bu)驟(zou)

  預(yu)熱(re)10~20s→陰極小電(dian)(dian)流(liu)活化1~2min→階(jie)梯式給電(dian)(dian)，1~2min提升(sheng)一次電(dian)(dian)流(liu)，5~10min內提升(sheng)5次→沖擊鍍鉻2~3min電(dian)(dian)流(liu)為(wei)正(zheng)常電(dian)(dian)流(liu)的(de)2倍(bei)→正(zheng)常鍍鉻。

 c. 電解液組成及工藝條件

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

 d. 實驗(yan)方(fang)法

  改變溫度(du)和電流密度(du)，全面交叉實驗。

 e. 測試方法

   ①. 結合力:   采用循環加熱驟(zou)冷實驗。

   ②. 鍍層孔隙率:   采用貼濾紙法。

3. 實驗(yan)結果與討(tao)論(lun)

 a. 溫(wen)度與電流密度對鍍速的影響

   圖4-12為溫度(du)(du)(du)與電流(liu)密(mi)度(du)(du)(du)對(dui)鍍速(su)的(de)影響，由圖4-12可見，同一電流(liu)密(mi)度(du)(du)(du)下，溫度(du)(du)(du)較(jiao)(jiao)低，鍍速(su)［mg/(c㎡·h)]反而較(jiao)(jiao)高，即在低溫（48℃)和高電流(liu)密(mi)度(du)(du)(du)（25A/d㎡)下能得到較(jiao)(jiao)高的(de)鍍速(su)。

 b. 溫度與電流(liu)密(mi)度對電流(liu)效率的影(ying)響

  圖(tu)(tu)4-13為(wei)溫(wen)度(du)與電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)對電(dian)(dian)(dian)流(liu)效(xiao)率的(de)(de)影響。由圖(tu)(tu)4-13可知，隨著溫(wen)度(du)的(de)(de)升(sheng)高(gao)(gao)，電(dian)(dian)(dian)流(liu)效(xiao)率下降；而隨著電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)的(de)(de)升(sheng)高(gao)(gao)，電(dian)(dian)(dian)流(liu)效(xiao)率提高(gao)(gao)，但當溫(wen)度(du)太(tai)低(di)時，鍍(du)層發灰，光澤性不好；而太(tai)高(gao)(gao)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)下，鍍(du)層邊緣燒焦、發黑。在(zai)實驗工藝范圍(wei)內，電(dian)(dian)(dian)流(liu)效(xiao)率在(zai)11.8%~19.0%之間變化，鍍(du)層質(zhi)量良好。故低(di)溫(wen)與高(gao)(gao)電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度(du)有利于(yu)得(de)到較高(gao)(gao)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)效(xiao)率，而一般的(de)(de)鍍(du)鉻(ge)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)效(xiao)率為(wei)13%。

 c. 溫度與電流(liu)密度對硬鉻(ge)層耐磨(mo)性的(de)影響

  由(you)圖4-14為溫(wen)度(du)(du)與(yu)電流密(mi)度(du)(du)對耐磨(mo)性的影響(xiang)。由(you)圖4-14可知，降(jiang)低溫(wen)度(du)(du)有利于(yu)提高耐磨(mo)性；減(jian)小電流密(mi)度(du)(du)會降(jiang)低耐磨(mo)性。硬度(du)(du)很高時(shi)，鍍鉻(ge)層(ceng)的脆(cui)性較大，這(zhe)主要是由(you)于(yu)反應中(zhong)析氫的影響(xiang)。隨著溫(wen)度(du)(du)下降(jiang)和電流密(mi)度(du)(du)的提高、鍍層(ceng)硬度(du)(du)提高的同時(shi)，鍍層(ceng)中(zhong)含氫量增加，使鍍層(ceng)氫脆(cui)性升高。硬鉻(ge)層(ceng)一(yi)般要求在4h內做除氫處(chu)理。

  當(dang)電流密度為25A/d㎡、48℃下所(suo)得鍍鉻層(ceng)(ceng)的(de)耐磨性較好，并(bing)且鍍層(ceng)(ceng)的(de)縱向耐磨性較均勻(yun)，梯(ti)度變(bian)化小。

4. 結(jie)合力(li)和(he)孔隙率(lv)檢測

  在最佳條件（25A/d㎡,48~50℃)下電(dian)鍍硬鉻，對(dui)獲得(de)的鍍鉻層進行結(jie)合力和孔(kong)隙率分(fen)析。

①.  結(jie)合力

 循(xun)環加(jia)熱(re)驟冷實驗測得：所有試樣循(xun)環4次以(yi)上(shang)，均(jun)無鍍(du)層(ceng)脫落、起(qi)皮的現(xian)象，表明不(bu)銹鋼上(shang)鍍(du)鉻層(ceng)結合力良好。

②.  孔隙率測定

  結果見(jian)表4-15

  由(you)表(biao)4-15可知，當(dang)鍍層厚度大于15μm時(shi)，鍍層孔隙率為0,即無孔隙存在。