鍍硬鉻

鍍硬鉻是一種傳統的表面電鍍技術，已經應用長達70多年。鍍鉻層硬度高、耐磨、耐蝕並能長期保持表面光亮且工藝相對比較簡單，成本較低。長期以來，鉻鍍層除了作為裝飾塗層外，還廣泛作為機械零部件的耐磨和耐蝕塗層。電鍍硬鉻鍍層技術常常用來修復破損部件。

但電鍍硬鉻工藝會導致嚴重的環境問題，鍍鉻工藝使用的鉻酸溶液，會產生含鉻酸霧和廢水，而且還有其它一些缺點，如：硬度一般為800~900HV，硬度比一些陶瓷和金屬陶瓷材料低，且硬度還會隨溫度升高而降低；鍍鉻層存在微裂紋，不可避免產生穿透性裂紋，導致腐蝕介質從表面滲透至界面而腐蝕基體，造成鍍層表面出現銹斑甚至剝落；電鍍工藝沉積速度慢，鍍0.2~0.3mm厚的鍍層往往需要2~3個班的時間，也不利於厚鍍層的應用。

因此，研究領域一直努力尋找替代電鍍硬鉻的新工藝。已出現許多新工藝並得到應用和發展。

單層鉻鍍層只有達到相當厚度時，才具有較好的耐腐蝕性。不過，當鉻鍍層厚度達到65μm 以上時，再增加厚度並不會進一步改善其耐蝕性能。一般來說，電鍍時間對硬鉻層厚度的影響很大，而電鍍時間的選擇，取決於鍍液主鹽濃度、溫度、電流等工藝條件。

在實際的電鍍生產過程中，為精確控制鍍鉻層厚度，改善外圓鍍鉻零件的鍍層均勻性，常採用筒形電鍍陽極，並在電鍍過程中定時對合金鋼零件進行翻面和調換位置，以保證獲得的鍍硬鉻層均勻、細緻。

鍍硬鉻層的耐磨性能與其硬度息息相關，通常硬度越高，耐磨性能越好。硬鉻層的硬度與電鍍時的溫度、電流密度和溶液成分有關。當鍍液中鉻酐含量固定時，硫酸根含量升高會使得鍍層硬度下降。

鍍液溫度越高，硬度越低；電流密度越高，硬度越高。由於高硬度和高應力（脆性）往往是相關的，因而鍍硬鉻層的硬度不宜過高。將鍍液溫度控制在35～55℃之間，將電流密度控制在30～50A/dm之間，可獲得滿足空客鍍鉻層硬度技術要求（≥700HV）的鍍鉻層。

鍍硬鉻時，滲氫較為嚴重，使得鍍鉻層因存在張應力而呈拉伸狀態，且孔隙率增大，從而降低鍍層的耐蝕性能，高的內應力甚至還會降低鍍層的疲勞強度及其與基體金屬的結合強度。因此，鍍鉻后通常需進行除氫等后處理工序，以降低鉻鍍層的脆性和去除基體金屬的氫脆敏感性，盡量提高鍍鉻層的耐腐蝕性能及附著力。

在空氣環境中除氫處理的鍍鉻試棒，只經過50h的鹽霧試驗就發生了嚴重腐蝕；先空氣除氫、再F35防鏽油除氫的鍍鉻試棒經過100h鹽霧試驗，表面也出現明顯的腐蝕現象；而經HA油除氫處理的電鍍硬鉻試棒，耐腐蝕性能相比之下得到了大幅度提高，經過750h的鹽霧試驗也沒有觀察到腐蝕現象。這是由於電鍍硬鉻時的電流密度很大，所得鍍硬鉻層的表面存在著大量微裂紋，經過HA油除氫處理，可以使微裂紋得以填充，從而有效阻滯環境中的腐蝕介質滲入，進而提高了硬鉻層的抗鹽霧腐蝕性能。空客要求鍍硬鉻層需通過750h鹽霧腐蝕試驗，可以認為，採取HA油除氫處理完全可以使鍍硬鉻層滿足該要求。

對鍍硬鉻表面進行磨削是一種細緻的操作，且價格昂貴，操作不當將影響合金鋼基體的耐蝕性和疲勞強度，同時也會導致鍍層的進一步開裂。在實際生產中發現，磨削進給量對於鍍硬鉻的抗鹽霧腐蝕性能影響很大。磨削進給量越小，鍍硬鉻層的耐腐蝕性能越好。這是由於磨削量越大，對鉻層造成的傷害就越大，裂紋產生越明顯。