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工艺与设备 徐鹤·注塑机活塞杆镀硬铬工艺分析及质量检测
表 1 表面感应淬火类型
淬火类型 淬透层深度 /mm 电流频率 /kHz 工作条件及零件种类
高频淬火 1.5~2 100~1 000 直径小于 50 mm 轴类
中频淬火 3~5 1~10 承受扭曲、压力载荷
的零件
工频淬火 ≥ 5~15 0.05 承受扭曲、压力载荷
的大型零件
纸要求的粗糙度要求。一般来说，采用颗粒较细的砂
带或砂轮（如 400# 或 600#）进行抛光处理。抛光后
使零件表面粗糙度 (R a )在 1.6 um 内，同时清除零件表
面明显的毛刺、氧化皮等缺陷。
图 3 铬酐的质量浓度对电流效率的影响
根据零件使用工况，对该活塞杆镀铬处理后对它
的耐磨性要求较高。对零件抛光后表面微观形状进行 在实际生产中，常通过量波美度来了解电镀液中
分析，当对给定水平位置 c 轮廓实体材料长度 M l (c) 镀铬槽中铬酐的含量。取电镀槽中一定量的电镀液，
如图 2(a) 所示时，镀铬后的耐磨性较好。 冷却至 20℃，用婆梅氏比重计（波美度比重计）测量
其波美度，然后通过表 2 换算出铬酐的含量。根据实
际经验，铬酐含量与波美度存在一定的线性关系，因
此能判断出电镀液中铬酐含量是否符合要求。
表 2 20℃电镀液铬酐浓度、密度、波美度换算
图 2 活塞杆抛光后表面微观形状
-3
-1
铬酐浓度 /(g . L ) 镀液密度 /(g . cm ) 波美度 /°Bé
215 1.15 19
1.3 镀铬处理 229 1.16 20
1.3.1 铬酐浓度的选择与测定 243 1.17 21
257 1.18 22
铬酐 (CrO 3 ) 是镀铬液的主要成分之一，其浓度
可在很大范围（50~600 g/L）内变化。然而，铬酐浓 1.3.2 硫酸含量的选择
度的高低对镀铬液性能和镀层性质有较大的影响。根 硫酸是镀铬液的催化剂，其质量浓度对镀层质量
据铬酐浓度的不同，可分为高浓度（350~500 g/L）、 影响很大。当硫酸含量过低时，得不到镀层或得到的
中浓度（150~250 g/L）和低浓度（50~150 g/L）镀 镀层很少，主要是棕色氧化物。若硫酸过量时，会造
铬液。 成覆盖能力差、电流效率下降，并可能导致局部或全
在不同工艺条件下铬酐浓度不同的镀铬液的电流 部没有镀层。在确定了铬酐的质量浓度的基础上，探
效率和分散能力也不同。随着铬酐的质量浓度的增加， 索合理的铬酐与硫酸的质量浓度比。图 4 为铬酐与硫
镀液的电导率和覆盖能力均有所提高，但电流效率降 酸的质量浓度比对电流效率的影响。从图中可知，当
低，分散能力也稍有降低。图 3 为铬酐的质量浓度对 CrO 3 /SO 4 2- 为 100 : 1 时，电流效率最高，且镀层外观
电流效率的影响。由图 3 可知 ：当铬酐的质量浓度大 质量和性能均较好 ；当 CrO 3 /SO 4 2- 小于或等于 50 : 1
于 300 g/L 时，电流效率的下降趋势明显 ；当铬酐的 时，由于催化剂含量偏高，使阴极胶体膜的溶解速度
质量浓度小于 150 g/L 时，电流效率大于 22%，但较 大于生成速度，阴极电位也达不到铬的析出电位，导
低的铬酐的质量浓度会导致电镀槽电压升高，大大增 致局部、乃至全部没有铬的沉积，镀液的电流效率降
3+
2-
加镀液对杂质离子（如 Fe ）的敏感性，直接影响镀 低，分散能力明显恶化 ；当 CrO 3 /SO 4 大于 100 : 1 时，
液的稳定性，同时镀液的覆盖能力也变得很差。而且， SO 4 2- 含量不足，镀层的光亮性和镀液的电流效率降
2-
在 CrO 3 /SO 4 恒定的条件下，虽铬酐浓度增加，镀铬 低，得到的镀层不均匀，有时发花，特别是凹处还可
层硬度有一定程度的减少。所以，采用较稀的镀液， 能露出基体金属。
能获取较硬的铬层，从而增加铬层的耐磨性。 结合实际经验以及生产厂家实际能力，在对该活
结合实际经验，该活塞杆采用铬酐浓度在 塞杆电镀时，选取 CrO 3 /SO 4 2- 为 80:1~100:1。
220~250 g/L 范围的电镀液。采用这个范围的电镀液， 1.3.3 温度及阴极电流密度的选择
电流效率能达到 20% 左右，且变化缓慢，易于控制。 在镀铬过程中阴极电流密度与温度之间存在着相
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