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凹印制版电镀工艺--镀铬工艺流程、镀铬基本原理!

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凹印制版电镀工艺--镀铬工艺流程、镀铬基本原理!

  • 分类:电镀技术
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2017-09-08 12:30
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1.镀铬工艺流程

雕刻好滚筒→检查(合格)→装配→滚筒清洗→镀铬→抛光→自检(合格)→交总检(不合格退铬)。

2.镀铬的基本原理

镀铬液中铬酸一般以重铬酸形式存在(H2Cr2O7),在浓度很高的镀铬液中可以三铬酸(H2Cr3O10)和四铬酸(H2Cr4O13)的形式存在。当镀液中只有铬酸而无硫酸等催化剂存在时,通入直流电,阴极上只有氢气析出,没有铬层沉积,相当于电解水。加入适当的硫酸催化剂后(CrO3∶H2SO4=100∶1)

1)在阴极上依次发生下列反应:

 Cr2O72-+8H+ +6e → Cr2O3+4H2O ①

2H+2e → H2↑ ②

 Cr2O72-+ H2O→2CrO42-+2H+

 CrO42-+ 8H+ +6e → Cr↓+4H2O ④

由以上反应可知,镀铬的阴极反应是很复杂的。现利用胶体膜理论和镀铬阴极极化曲线简述一下镀铬的机理。通电伊始,首先发生的是六价铬还原成三价铬的反应(反应式①),如图1极化曲线的ab段。随着电位负移,电流密度剧增,反应①产生三价铬的速度很快,电位负移到b点,电流达到最大值。b点之后,达到了氢离子的析出电位,于是反应式①、②同时进行。看极化曲线的bcd段,随着电位负移,电流密度逐渐下降,这表明电极表面状态发生了变化。因反应①、②消耗了大量的氢离子,电极界面上pH值升高,生成了一层碱式铬酸铬胶体膜(Cr(OH)3·Cr(OH)CrO4),覆盖在电极表面,电阻增加,故电流密度下降。阴极表面附近pH值的升高,为Cr2O72-离子转化为CrO42-离子创造了条件,于是反应③向右方进行,CrO42-浓度迅速增加。电位负移到d点时,该点对应的电位ψ就是铬离子还原析出电位,反应④开始。de段是镀铬的真实极化曲线,反应①、②、③、④同时进行,随电位负移,反应④迅速加快。 在催化剂硫酸根离子的作用下,覆盖在电极表面上的胶体膜发生溶解: 这种溶解首先发生在局部,然后逐渐蚕食展开,由此露出的基体面积小,真实电流密度很高,极化作用大,铬的还原才能以一定速度进行。在新生的铬层表面上又会生成胶体膜,胶体膜的溶解和生成循环往复进行下去,起了重要的调节作用。 镀液中的SO42-和阴极生成的三价铬虽不直接参与电极反应,但它们的存在和含量对镀铬层质量至关重要。三价铬是胶膜的重要组分,若其含量低,胶体膜难以形成或者形成后薄而多孔,易被硫酸溶解,此时露出的基体面积大,电流密度较低的部位就达不到铬的析出电位,故三价铬少,覆盖能力差;若三价铬浓度高,胶体膜厚而致密,难以被硫酸溶解,铬层只能在原晶粒上长大,导致结晶粗糙,镀层暗而无光泽。硫酸含量高,容易溶解胶膜,低电流密度区无铬层,同三价铬低时的情况相同;硫酸不足,则同三价铬高的情况一样,铬层粗糙。所以镀铬中一定要严格控制它们的含量,特别是铬酸酐与硫酸的比值。

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