电镀铬薄钢板的表面缺陷及对策研究

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【摘 要】电镀铬薄钢板正逐渐取代镀锡板成为包装工业中最理想的材料。但是，在铬薄钢板的生产中会出现许多表面缺陷，本文即分析了这些缺陷并且探究了其产生原因，最后提出了一些控制质量的对策，希望对相关工作者有所帮助。

【关键词】电镀铬薄钢板 表面缺陷 缺陷原因 质量控制

中图分类号：TQ153 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―363―02

1.铬薄钢板的特点

传统的包装工业中采用镀锡板，但是，由于锡资源的低含量和广泛的用途，所以，金属锡资源日益匮乏。这就需要寻找相关的替代资源，至今开发的最理想的材料是电镀铬薄钢板。它是指在铬酐的水溶液中将冷轧薄钢板进行阴极还原，从而形成铬的氧化物薄膜沉积在钢板表面的一种产品。

相对于镀锡薄钢板，镀铬薄钢板具有下列优点：（1）镀着量小，在相同性能的情况下，镀铬薄钢板的镀着量只是镀锡薄钢板镀着量的3%；（2）对涂料的附着性好，铬的氧化膜对涂料的吸附能力强，通常可达镀锡板的3-4倍以上；（3）耐温性高，锡由于熔点低使其加工性能受到影响，但是铬的氧化膜在300-400°C的情况下能进行短时间的烘烤；（4）耐腐蚀性强，铬和铬的氧化物与碱不反应，所以，镀铬钢板有很好的耐碱性能，并且，镀铬钢板表面能形成有序的三维微观网状结构，所以，它对硫、有机溶剂等的耐腐蚀性也很强，这是镀锡钢板无法比拟的。

但是，镀铬薄钢板也有以下缺点需要注意：（1）铬层的焊性不良，所以，在铬层较厚的地方要注意将铬层除去后再进行焊接工作；（2）在膜层较厚时，铬的氧化膜的延展性会变差，为避免此现象，要尽量控制膜层的厚度使其尽量薄，并且对氧化膜进行深加工；（3）耐酸性差；（4）易被污染，尽量进行双面涂料；（5）电解液的腐蚀性强，需要进行废水处理。

2.影响镀层表面质量的因素

2.1电镀原理

电镀的实质就是在制品的表面添加电镀层，这是一个电化学方面的氧化还原过程。在镀槽中加入一定量的电镀液（电镀液中含有镀覆金属的化合物、导电盐、添加剂、缓冲剂等），再插入由镀覆金属制成的阳极和被镀工件制成的阴极，将阳极和外加电源的正极相接，阴极与外加电源的负极相接，此时组成了一个电解池，在此电池中，由于外加电场的作用，金属离子在阴极附近发生还原反应得到金属原子沉积在阴极表面，并逐渐形成镀层。

图1 电镀原理

2.2影响因素

通常用被镀金属在基体上分布的均匀性和完整性来评价镀层的质量。均匀性通过电镀液的均镀能力来表示，完整性通过电镀液的深镀能力来表示。均镀能力是指镀层在基体上均匀分布的能力，深镀能力是指电镀液在凹槽部位沉积金属的能力。下面就均镀能力和深镀能力两个方面来分析影响镀层表面质量的因素。

2.2.1影响均匀性的因素

在特定的电镀环境下，镀层金属的厚度由电流效率和电流密度决定，在这两者中，造成基体上镀层厚度不均的原因是电流密度的不均。

在电场的作用下，电镀液中的离子会发生电迁移，迁移的路线被成为电力线。若电力线能完全垂直于电极表面，则电流密度均匀，但是，这是一种理想状态，实际中并不是这样，这就造成了电流密度的变化，如图2所示：

图2 三种电力线的分布

通过电力线的分布图可以发现：在电镀过程中，影响电流密度分布的因素包括电解槽的形状、电极形状、电极尺寸和电极的相对位置等。在边缘部位，电流密度较大，在中间部分，电流密度较小，所以，在实际中，往往边缘的镀层厚度大于理论值，中间的镀层厚度小于理论值。

2.2.2影响完整性的因素

镀层的完整性即是指电镀液的覆盖能力。基体金属的特性、基体金属组织和基体金属的表面状态都能影响电镀液的覆盖能力。（1）不同基体金属的覆盖能力不同，例如：铬氧化膜在铜基体上的覆盖能力最好，在钢铁基体上的覆盖能力最差；（2）金属析出的过电位与基体材料有关，若基体的金属组织不均匀，则覆盖能力减弱；（3）基体金属的表面状态包括洁净度和粗糙度两个方面：若金属表面不洁净，则会使基体表面发生局部绝缘，若金属表面粗糙，会使电流密度减小，这些都将阻碍金属的沉积，使覆盖能力降低。

3.电镀铬的常见缺陷及原因分析

在电镀铬薄钢板的生产过程中，常常出现各种各样的表面缺陷。下面就这些常见的缺陷及其原因做一详细的分析。

电镀铬板的缺陷包括原板缺陷和电镀铬机组缺陷两大类，具体分析如下所示：