凹版印刷版电镀工艺 - 铬电镀：电镀工艺流程，铬电镀的基本原理！
发布时间:
2017-09-08
1. 铬电镀工艺
刻制滚筒 → 检验（合格） → 装配 → 滚筒清洗 → 铬电镀 → 抛光 → 自检（合格） → 移交最终检验（不合格，退回重新电镀）。
2.铬电镀的基本原理
铬电镀溶液铬酸一般以二铬酸盐的形式存在（H2Cr2O7），在高浓度铬电镀溶液中，它可以以三铬酸盐（H2Cr3O10）和四价铬酸盐（H2Cr4O13）的形式存在。当电镀溶液中仅含有铬酸盐而没有像硫酸这样的催化剂时，通入直流电只会在阴极释放氢气，而没有铬层沉积，相当于水的电解。在添加适量的硫酸催化剂后（CrO3:H2SO4=100:1)
1) 以下反应依次在阴极发生：
Cr2O72-+ 8H++ 6e → Cr2O3+ 4H2O ①
2H++ 2e → H2↑ ②
Cr2O72-+ H2O → 2CrO42-+ 2H+③
CrO42-+ 8H++ 6e → Cr↓ + 4H2O ④
从上述反应可以看出，铬电镀的阴极反应相当复杂。现在，利用胶体膜理论和铬电镀的极化曲线，我们简要描述铬电镀的机制。在电化开始时，首先发生的反应是六价铬还原为三价铬（反应式 ①），如图1的极化曲线的ab段所示。随着电位向负方向移动，电流密度急剧增加，产生三价铬的反应①速度非常快，电位移动到点b，此时电流达到最大值。在点b之后，电位达到氢离子沉淀的点，因此反应①和②同时发生。观察极化曲线的bcd段，随着电位向负方向移动，电流密度逐渐降低，表明电极表面的状态发生了变化。由于反应①和②消耗了大量氢离子，电极界面的pH值增加，形成一层基本铬酸胶体膜（Cr(OH)3·Cr(OH)CrO4），覆盖电极表面，增加了电阻，从而降低了电流密度。阴极表面pH值的增加为Cr2O72-离子转化为CrO42-离子创造了条件，导致反应③向右进行，CrO42-的浓度迅速增加。当电位移动到点d时，此点的相应电位ψ是铬离子的还原沉淀电位，反应④开始。段de是铬电镀的真实极化曲线，其中反应①、②、③和④同时发生，随着电位向负方向移动，反应④迅速加速。在催化剂硫酸根离子的作用下，覆盖电极表面的胶体膜溶解：这种溶解首先局部发生，然后逐渐扩展，暴露出基材的小面积，导致非常高的实际电流密度和显著的极化，使铬的还原以一定速度进行。新的铬层表面将再次形成胶体膜，胶体膜的溶解和形成继续循环，发挥重要的调节作用。SO42-的存在和在阴极生成的三价铬，虽然不直接参与电极反应，但对铬电镀层的质量至关重要。三价铬是胶体膜的重要组成部分；如果其浓度低，胶体膜难以形成或形成后薄且多孔，容易被硫酸溶解。此时，暴露的基材面积较大，低电流密度区域无法达到铬的沉淀电位，导致由于三价铬低而覆盖不良；如果三价铬的浓度高，胶体膜厚且致密，难以被硫酸溶解，铬层只能在原始晶粒上生长，导致粗糙的结晶和暗淡无光的电镀层。高硫酸含量容易溶解胶体膜，导致低电流密度区域没有铬层，类似于低三价铬的情况；硫酸不足导致的情况类似于高三价铬的情况，导致粗糙的铬层。因此，严格控制铬电镀中它们的浓度，特别是铬酸酐与硫酸的比值是至关重要的。铬酸酐与硫酸的比值。
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