三价铬电镀讲议文档格式.docx
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高.
采用高纯度紧密石墨作阳极,在三价镀液中加入抑制剂或还原剂,例
6+于溴化铵等,抑制溶液中Cr产生.反应式如下:
-+3+2-CrO+6Br+14H?
2Cr+3Br+7HO227
3Br+2NHBr?
N?
8HBr242
--
虽然Br对镀层外观没有直接影响,但仍是主要成份,Br主要是能够
6+抑抑制Cr产生.同时也能够抑制氯的产生.
怎样维持镀液的稳定性及增加三价铬镀层质量:
三价铬电镀液是一种络合剂型电镀液,镀液中的三价铬离子与络合
剂产生配位离子比较稳定,难以在阴极析出,致使电镀生产时阴极表面有
大量氢气析出,结果造成阴极表面附近镀液的PH迅速升高,甚至超过8.
在此条件下,在阴极表面三价铬离子形成新的多聚配合物或生成胶体物
质,使镀层结晶不致密,疏松,甚至脱落无法增厚.
经过许多科研工作者多年的研究现得以解决,有以下两个途径:
选用合适的络合剂（如EDTA,尿素,主要是有机胺之类）.
加入良好的缓冲剂（主要是硼酸）.
三价铬镀层比六价铬镀层颜色要暗,呈不锈钢色.但近年来科研工作者
通过改良工艺,加入光亮剂,三价铬镀层已很接近六价铬镀层颜色.二三价铬电镀的主要优点:
毒性低:
据报道:
三价铬电镀的毒性只有六价铬电镀的1%.除使用的原料毒性
低外,三价铬电镀还不会有铬酸雾产生.
废水处理较容易:
一般六价铬废水通过加入还原剂（亚硫酸氢钠,硫酸亚铁）等,将六价铬
还原成微毒的三价铬,然后调节废水的PH值,生成氢氧化铬沉淀分离出去.
三价铬废水直接调PH值沉淀即可,其处理费用只有六价铬的20%左右.
相对于六价铬镀液,三价铬镀液有较好的分散力和覆盖能力,可以电镀形
状较复杂的工件.
24>
三价铬电镀可使用的电流密度范围很宽（1-100A/dm）,在高电流密度下
不会烧铬.
5>
温度因各体系不同而不同.
6>
可二次电镀,电镀过程停电不会影响电镀层质量,也不会影响镀层间的
结合力.
7>
三价铬镀层是一种微孔铬镀层,但其孔是没有穿底的.
8>
三价铬镀液的氧化性和腐蚀性没六价铬镀液强,因此可在铜,铜合金,锌
合金上直接电镀.
9>
三价铬电镀的沉积机理较间单,与一般的络合电镀一样.
2阴极电流密度（A/dm）
六价铬镀液阴极极化曲线
三价铬镀液阴极极化曲线
阴极电位V
三三价铬电镀的缺点:
三价铬电镀对杂质特别敏感,这是它的一大缺点.尤其是对
6+3+2+2+2+Cr,Fe,Cu,Ni,Zn等离子及有机杂质（如铜,镍光剂及其分解物）.我
6+2+2+司是只有塑胶电镀,因此平时这些杂质主要是:
Cr,Cu,Ni等离子及
有机杂质（如铜,镍光剂及其分解物）.当铜,锌,镍在三价铬镀液中累积达
到20mg/l时,镀层质量开始下降,镀层不能任意增厚,当厚度超过0.5um
时,镀层会发朦,发白.三价铬镀液对杂质容忍限量如下表:
金属杂质最高容忍限量
六价铬100PPM
镍200PPM
铁50-100PPM
锌20PPM
铜10PPM
生产过程中如何减少杂质的带入:
生产过程中,工件电镀三价铬前没清洗干净,一般要求:
电镀镍后与
电镀三价铬之间至少要有5道水洗+1道酸活化+1道水洗.并且水
洗缸中要有打气和喷淋,以便清洗工件肓孔,装配孔中殘留的镀液.
电镀生产之前要严格检查挂具是否有破损.避免带入杂质.
生产环境要通风良好,另三价铬镀槽要远离粗化,六价铬镀槽及钝
6+化槽等,避免带入Cr.
生产时要避免不需电镀位沉上化学镍现象（如绝缘位）,因三价铬镀
液是酸性,会将不导电的镀层溶解.形成杂质.
挂具的设计要合理,要确保工件固定牢固,导电良好.避免工件溶解.
另若操作不当,致使工件掉缸要及时打捞.
生产时需开启打气,并最好有阴极摇摆.会增加生产成本和设备投资.
镀液开缸,运作成本,阳极远远高于六价铬电镀.
开缸:
（按缸体积2800升计）
A上马公司盐酸型三价白铬:
a镀液费用:
工作液单价30.7元*缸的体积2800升=85960元.
b阳极费用:
64块*1200元/块=76800元.（碳阳极,易老化,需更换.）
合计:
162760元.
B麦德美公司硫酸型三价白铬:
242928元—优惠60000元=182928元.
20块*10300元/块=206000.（钛铱合金包胶阳极,不易
老化.）
388928元.
C六价铬:
0.29kg/l*2800l*34.5元/kg=28014元.
b阳极费用也低得多.
运作成本（1000A*hr添加量）:
A上马公司盐酸型三价白铬:
开缸盐:
51元/kg*2.5kg=127.5元
铬盐:
51元/kg*1kg=51元
稳定剂:
48元/升*2.2升=105.6元
湿润剂:
38元/升*0.2升=7.6元
络合剂:
38元/升*0.04升=1.52元
293.22元.
其它:
调片还要添加较多稳定剂,铬合剂和湿润剂.
每天的运作成本（按3000A电流,每天生产23小时
计）=3000*23*293=20217元
PartI:
0.7升*180元/升=126元
PartII:
0.7升*110元/升=77元
0.03升*110元/升=3.3元
206.3元.
导电盐分析加料.
计）=3000*23*206=14214元
每天差不多只加50kg铬酐
每天的运作茧成本=50*34.5=1725元.4>
镀液的维护管理:
较六价铬困难,要安培小时加料,加料频繁,困难.
镀层的硬度,致密性,耐酸性,耐盐雾性,耐磨性都不如六价铬层.
三价铬产品较六价铬易发霉.三价铬产品发霉是困扰电镀产家的一个
大难题,现还没有一个较好的解决办法.
三价白铬镀液的阳极电流密度有严格的要求,每个公司的要求可能不
2一样,一般要求不能超过8A/dm.这是因为:
随着阳极电流密度的升高,
镀液中的抑制剂也好,贵金属钛铱阳极包裹膜也好,都无法阻止阳极附
3+6+近发生如下电化学反应:
Cr--3e?
Cr.
6+6+也就是说:
阳极会达到Cr的析出电位.随着镀液中Cr的累积,三价铬
镀液将很快无法使用.
四三价铬电镀液中除杂的方法:
既然三价铬镀液中杂质的产生无法避免,那么我们必须有行之有效的方
法把它除掉,避免杂质积累:
下面介绍常用的三种方法:
低电流电解法:
这是电镀生产很常用,很传统的一种除杂方法,其原理是:
利用铜,锌,镍的电位较正,通电时更易析出的原理:
一般使用的阴极电
2密在2-4A/dm左右.阴极采用瓦愣型不锈钢网.有效面积越大越好.操作
时最好2小时以内更换一次.优点是操作方便,简单.缺点是:
除杂效率低,
镀液损耗大.能耗高.
采用除杂水除杂:
（是由专用的螯合剂和络合剂组成）
除杂水中的螯合剂和络合剂会对金属杂质进行封闭,并通过电镀共沉
积出来.但这是镀层质量变差,颜色变暗.有一部份也可过滤除去.这种
除杂方法比较经济实惠,效率也高,但除杂时段产品质量会有一定影响.
离子交换法（特定型号的专用螯合树脂）:
这种螯合树脂对金属杂质具有很强的亲和能力,对三价铬离子的亲和
能力很低.当镀液通过树脂时10-90%的金属杂质被吸附.当树脂吸附饱
和后,活化再生即可.其优点是:
高效,无污染,操作方便,适合连续生产;
缺
点是:
一次性投次大.2800升的三价白铬槽,除杂需投资近30000元.
以上是金属杂质的除去方法,有机杂质采用活性C吸附的方法.五三价铬镀液的组成:
三价铬镀液组成中包括:
主盐:
三价铬的硫酸盐或盐酸盐.
络合剂:
主要有:
有机羧酸（C小于10个）及其盐类,有机胺其盐类类,
硫氰酸盐等.
导电盐:
导电盐是由碱金属和盐酸及硫酸之类的强碱盐构成,常用的有
+++Na,K,NH的氯化物和硫酸盐.4
6+4>
抑制剂:
其作用是抑制镀液中Cr的产生.如NHBr等.4
缓冲剂:
为保持镀液PH的稳定,硼酸是优良的PH缓冲剂.
光亮剂:
可提高镀层的光亮性.如丙三醇等.
表面活性剂:
可降低镀液的表面张力,更好地润湿工件表面,避免针孔的
产生,促使镀层光泽均匀一致.
少量的催化剂:
有采用铁的,也有硫化物的.其作用是降低三价铬电解成
六价铬的电极电位,加快其沉积速度.
三价铬镀液根据其铬盐的不同可分为:
盐酸体系三价白铬,硫酸体系三价白铬,混合型三价白铬.各种体系的三价白铬根椐其发展过程（如选用改良的络合剂,催化剂）,又分一代,二代,甚至三代.根椐其镀层颜色又分为:
三价白铬和黑铬:
以下将分开讲解:
盐酸体系三价白铬,硫酸体系三价白铬,混合型三价白铬,三价黑铬.
上马三价白铬电镀工艺
本产品是新型环保产品,不含六价铬,废水处理简单,色泽均匀,美观,具
有良好的覆盖能力和均镀能力,适合各类塑胶,五金,装饰物品等的电镀,是盐
酸型三价白铬.
1.镀液组成及操作条件:
原料及操作条件范围最佳
TVC-BC开缸剂400-450g/L425g/LTVC-CAT稳定剂（就是络合剂）55-75ml/L65ml/LTVC-MS湿润剂2-5ml/L3ml/LTVC-EXT络合剂（铁催化剂）1-2ml/L1ml/L三价铬20-24g/L22g/LPH2.5-3.02.8
温度28-35?
32?
0比重（Be）24-2625阴极电流密度8-16A/dm?
12A/dm?
阳极电流密度3.5-5.5A/dm?
4.5A/dm?
阳极材料TVC三价铬专用阳极（C阳极）
过滤连续过滤
搅拌中等程度机械式或空气搅拌
加热采用纯钛加热管
冷却采用纯钛冷却
2.设备要求:
a）镀槽:
PVC、PP、ABS、聚乙烯衬槽.
b）阳极:
采用TVC专用阳极及钛钩.
c）温度控制:
采用钛加热管及钛冷却管装置.
d）整流器:
要求配置安培小时积累计.（波纹系数小于10）
e）阴、阳极导电排使用钛包铜材料.
3.原料的功能及控制:
a）TVC-BC开缸剂:
用于开缸和槽液补充,提供铬离子和导电盐,可以通过对
镀液的比重来控制TVC-BC开缸剂含量,镀液比重最佳值是25,每提高1
个单位需加22g/LTVC-BC开缸剂,浓度过高会引起镀液结晶,浓度太低
会影响镀液导电性能.
b）TVC-CC铬盐:
用于补充镀液中电镀所消耗的铬离子,补充量为
400-600g/1000安培小时,或根据分析补充.
c）TVC-CAT稳定剂:
作用是与三价铬形成稳定的化合物,浓度过高会影响走
位,浓度过低易出现黑色条纹镀层,消耗量2000-2500ml/1000安培小时.d）TVC-MS湿润剂:
是一种防雾剂,能提高走位,浓度过少会出现黑色镀层,
过量一般无影响,消耗量60-100ml/1000安培小时.
e）TVC-EXT络合剂:
可增大电流密度范围,开缸时添加通常不需补加,视情况
适量添加,过多会增加镀层黑度.
f）PH值:
最佳PH值为2.7-2.9,可用浓盐酸或浓氨水调整PH值,每加入
2ml/L浓盐酸镀液PH值降低0.1,每加入2ml/L浓氨水镀液PH值提高0.1,
加入盐酸或氨水之后需搅拌2-4小时才可用PH机测试镀液PH值,PH过
高三价铬会沉淀,因此要准确计算加入量.
g）温度:
镀液温度太低有沉淀析出,温度太高严重影响镀层的覆盖能力.h）在实际生产过程中,请填写好记录表,按记录表计算平衡添加各种添加剂,
以便能长期获得良好正常的电镀效果
4.金属杂质控制及影响,最好配备树脂处理装置吸咐金属杂质:
a）铜离子<
10PPM,镀液受铜污染时,高电流区黑暗,过多时整个电流区暗.b）锌离子<
20PPM,镀液受锌污染时,中位电流会出现白色污渍.c）镍离子<
100PPM,镀液受镍污染时,中低电流区会有棕黑色镀层.d）铅离子<
10PPM,镀液受铅离子污染时,低电流会出现白斑.e）当镀液受金属污染时,可用2-4A/dm?
电流扯片,直至杂质去除为止,阴极
用镀镍不锈钢板.
5.电镀故障及处理:
原因故障处理
1.PH值高镀层有黑色条纹1.调整PH值
2.TVC-MS湿润剂少2.添加TVC-MS湿润剂
3.TVC-CAT稳定剂少3.添加TVC-CAT稳定剂
4.铬离子少4.分析添加TVC-CC铬盐
1.金属铅污染镀层有白色斑点1.扯片处理
2.前处理不良2.加强处理
1.镍层钝化结合能力差1.加强活化
2.铅杂质污染2.扯片处理
1.PH低走位差1.调整PH值
2.比重低2.补充TVC-BC开缸剂
3.锌、铅杂质过多3.扯片处理
4.打气过快4.减小打气速度慢1.PH高1.调整PH
2.搅拌慢2.提高搅拌速度
3.TVC-CAT稳定剂少3.添加TVC-CAT稳定剂缸边有结晶1.温度过低1.调整温度
2.比重过高2.调整比重黑色镀层1.温度高1.调整温度
2.PH值高2.调整PH值
3.金属杂质污染3.扯片处理
TVC-三价铬候氏槽试片现象及解决一.
黑色条纹
现象:
低位有“S”形黑色条纹,是TVC-CAT稳定剂少的现象,补加TVC-CAT稳
定剂即可.
二.
镀层分层,即与后面颜色不统一
1.镀层分层色泽变蓝朦.主要分为.a.金属污染.特别是铜.
b.TVC-EXT络合剂不够.
c.TVC-CC铬盐不够.
2解决方法:
a.用2-4A/dm小电流电解扯片,时间视情况而决定
b.补充TVC-EXT络合剂,用量看候氏槽试片决定.
c.补充TVC-CC铬盐,用量以候氏槽试片决定.
2.镀层分层色泽偏黄.主要为金属镍杂质污染.解决方法.补TVC-02添加剂
20.5-1ml/L或用2-4A/dm电解2-4小时.三.
镀层低位收尾不清晰
镀层低位收尾不清晰,主要分为:
a.有机物,镍光剂污染.
b.TVC-CAT稳定剂偏少.
c.PH值偏高.
解决方法:
a.加3-5g/L碳粉,进行碳处理.
b.补加TVC-CAT稳定剂.
c.调PH值到标准范围.
四.
中电位不上镀层只有少许镀层，呈棕黄色泽.现象:
镀层中电位没有镀层或只有少许镀层.
主要分为:
a.TVC-BC开缸盐不够..
b.TVC-MS湿润剂不够.
c.有金属杂质和有机杂质污染.（主要是镍杂质）
d.PH值过高.
e.TVC-CAT稳定剂少.
a.补充TVC-BC开缸盐.
b.补充TVC-MS湿润剂.
c.进行小电流电解处理或加TVC-02添加剂0.5-1ml/L,如果是
有机物污染,则进行碳处理.
d.调PH值至范围内.
e.补充TVC-CAT稳定剂.
五.
整片色泽偏黑.现象:
镀层色泽偏黑,主要分为:
a.TVC-EXT络合剂过量.
b.TVC-02添加剂过量.
电解处理,消耗TVC-EXT络合剂或稀释镀液.六.
镀层覆盖度差,即走位差.现象:
镀层走位能力差,主要分为:
a.PH值偏低.
b.锌,铅杂质过多.
c.打气过快.
d.比重偏低.
e.硼酸过高.
f.TVC-CAT稳定剂过量.
g.温度偏高.
a.调整PH值.
b.小电流电解扯片处理或加TVC-02添加剂0.5-1ml/L.
c.减少打气.
d.补充TVC-BC开缸盐.
e.分析并调整.
f.扯片处理.
g.降低温度.
麦德美硫酸体系三价白铬III1.组份和操作条件:
KAH操作条件配槽浓度耗用量组份
300g/LTriMacIII导电盐分析TriMacIIIPart118%700mlTriMacIIIPart2700mlTriMacIIIPart3
0.1%TriMacIII促進劑
1.0%TriMacIII起始剂
0.3%30mlTriMacIII湿润剂
0.1%TriMacIII除杂剂
a>
镀槽:
PVC,PP衬槽.
b>
阳极:
采用钛铱专用双面阳.
c>
温度控制:
采用钛,钛合金,铁氟笼加热管.（无需冷水系统）
d>
整流器:
要求配置安培小时积累计.
e>
阴、阳极导电排使用钛包铜材料,阴阳极面积比1:
2.
f>
使用连续过滤.（装棉芯和C芯）
g>
双排空气搅拌.
3.组份的功能及控制及镀液维护:
TriMacIII,Part1和Part2的濃度應使用安培自動添加裝置來維持.鉻和導電鹽的濃度應定時分析和調整.
槽液應通過分析,保持在以下的參數範圍內:
TriMacIIIPart1Part1是用來維持槽液中鉻的濃度,添加量可依電
鍍時間和帶出量來調整.千安培小时添离加700ml.
添加12.25ml/L的Part1將使鉻濃度升高到1.0
g/L,增加鉻濃度將會提高電鍍速率.TriMacIIIPart2千安培小时添离加700ml.
Part2係用於維持鍍層的顏色和電鍍效率.（含光亮剂,催化剂）
Part2的添加量过高,則電鍍速度越快,然而過多的
Part2會導致高電流區鍍層發霧.TriMacIIIPart3TriMacIIIPart3是三價鉻鹽的絡合劑.它存在於
TriMacIIIPart1中,而且在大多情況下是不要求
直接使用的.
4mL/l之TriMacIIIPart3含有1g/l之絡合劑.
絡合劑與鉻之最佳的比例爲1.3:
1.如果需要添加Part
3來保持絡合劑與鉻的比例,應以每次1ml/l的添加量
來補充,過多的添加可能導致電鍍效率降低.TriMacIII起始劑TriMacIII起始劑:
可交由麥德美技服人員進行分（也叫光亮剂,在Part2析.在開槽時需要10ml/L之起始劑以保持最佳的槽中含有,双氧水可除去）液性能.然而在操作時,TriMacIII起始劑只需保持
在5ml/L.建浴之後,操作濃度高,並無助益.TriMacIII導電鹽TriMacIII導電鹽,只有帶出消耗,依分析補充.TriMacIII促進劑:
（主要在經一段時間停産之後,需要添加1mL/l之是催化剂）是不饱和物,可TriMacIII,並以每次0.25ml/L方式逐次添加,用以被双氧水除掉,可增加沉保持最佳槽液特性.
积速度,副作用走位差,在注意:
過多的添加此種添加劑會導致鍍層發霧.Part2中含有.
如果槽液表面張力高於40mN/m.可添加0.5到1.0ml/L,TriMacIII濕潤劑
使表面張力恢復正常.少时中低区有黑条纹.（影响镀层色泽均一性）
pH值
TriMacIII槽液的pH值應該維持在3.2到3.8之間.在一般的生產操作過程中,槽液的pH會有下降的趨勢.可在強烈攪拌下,緩慢加入10%的氫氧化鈉到工作槽體中來調整pH.如果出現pH值上升到3.8以上的不正常情況,可用10%的硫
酸進行調整.任何調整pH的動作都應該在強烈攪拌槽液時緩慢加入.如果pH值高於3.8,將會使電鍍效率降低.
溫度
溫度應該保持在50-60?
之間,溫度增高,會增進電鍍效率.
電流密度
增加陰極電流密度將提高電鍍速率.限制因素是:
不要超過建議使用的陽極電
2流密度（5A/dm）,否則會造成高電流區燒灼的情況.
镀液维护
在長時間的停產之前,建議使用稀釋的硫酸將TriMacIII槽液的pH值降至2.0.在重新生產之前,槽液應加溫至工作溫度至少24小時,這樣能確保任何沈澱出來的固體都被重新溶解.接著用25%的稀氫氧化鈉溶液來恢復pH至其額定值.同時建議在重新起鍍前,用正常操作時的電流密度將TriMacIII進行短時間電解並添加不高於1ml/L的TriMacIII催化劑（促进剂）,使槽液恢復其最佳狀態.
4.除雜
金屬雜質
帶入TriMacIII槽液中的金屬雜質可能爲鎳和銅.這些金屬可通過以下的一種（或多種）方法被清除
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