【镀铬标准】电镀工艺的规范镀铬工艺镀铬标准.docx

《【镀铬标准】电镀工艺的规范镀铬工艺镀铬标准.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【镀铬标准】电镀工艺的规范镀铬工艺镀铬标准.docx（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、【镀铬标准】电镀工艺的标准-镀铬工艺 镀铬标准【镀铬标准】电镀工艺的标准-镀铬工艺镀铬标准话题:镀铬标准 休闲阅读 催化剂的作用 协同作用 镀铬四、标准镀铬工艺铬面是凹版制版公司的一张脸面，可以直接为公司赢得客户的信任。光滑的铬面，超凡的耐印力，令人满足的刮刀消耗，无不对客户产生着巨大的吸引力。镀铬层印刷时直接与承印材料接触，要能有效地保护铜层不被刮伤、刮坏，因此，要求铬层要到达肯定的硬度。铬层的高硬度和外表硬度均匀是提高凹版滚筒耐印力的关键，假设印数到达 50 万印，则铬层硬度在 HV750,HV950、耐印力在 80 万,100 万次为佳。目前业内普遍承受镀硬铬工艺，有的公司还承受瑞士镀铬

2、工艺，以保证铬层有很高的硬度、很好的耐磨性及化学稳定性，从而提高印版滚筒的耐印力，使其能够承受刮墨刀及油墨中颜料的频繁摩擦。当前全国各地凹版制版公司都深深感受到镀铬质量是个永久的问题，是造成返工的一个主要因素。影响镀铬质量的因素很多，也很简单，铬层硬度与温度、电流密度、铬酐及硫酸的含量有着亲热关系。归纳一下，笔者认为主要有三大影响因素:一是导电性不良，二是镀铬液不稳定，三是清洗不干净，还有些公司虽然制定了质量标准和掌握数据，但员工在执行时不认真，不严 格，造成返工。因此，必需强化治理，严格治理。(一)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

3、格退铬)。(二)镀铬的根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。参加适当的硫酸催化剂后(CrO3?H2SO4=100?1)，在阴极上依次发生以下反响:Cr2O72-，8H+ +6e ? Cr2O3+4H2O ?2H，2e ? H2? ?Cr2O72-+ H2O2CrO42-+2H+ ?CrO42-+ 8H+ +6e ? Cr?+4H2O ?由以上反响可知，镀铬的阴极反响是很简单的。现利用胶

4、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复原成三价铬的反响(反响式?)，如图 1 极化曲线的 ab 段。随着电位负移，电流密度剧增，反响?产生三价铬的速度很快，电位负移到 b 点，电流到达最大值。b 点之后，到达了氢离子的析出电位，于是反响式?、?同时进展。看极化曲线的 bcd 段，随着电位负移，电流密度逐渐下降，这说明电极外表状态发生了变化。因反响?、?消耗了大量的氢离子， 电极界面上 pH 值上升，生成了一层碱式铬酸铬胶体膜(Cr(OH)3?Cr(OH)CrO4)，掩盖在电极外表，电阻增加，故电流密度下降。阴极外表四周 pH 值的上升，为Cr2O72-离子

5、转化为 CrO42-离子制造了条件，于是反响?向右方进展，CrO42-浓度快速增加。电位负移到 d 点时，该点对应的电位 就是铬离子复原析出电位，反响?开头。de 段是镀铬的真实极化曲线，反响?、?、?、?同时进展，随电位负移， 反响?快速加快。 在催化剂硫酸根离子的作用下，掩盖在电极外表上的胶体膜发生溶解:这种溶解首先发生在局部，然后渐渐蚕食开放，由此露出的基风光积小，真实电流密度很高，极化作用大，铬的复原才能以肯定速度进展。在生的铬层外表上又会生成胶体膜，胶体膜的溶解和生成循环往复进展下去，起了重要的调整作 用。镀液中的 SO42-和阴极生成的三价铬虽不直接参与电极反响，但它们的存在和含量

6、对镀铬层质量至关重要。三价铬是胶膜的重要组分，假设其含量低，胶体膜难以形成或者形成后薄而多孔，易被硫酸溶解，此时露出的基风光积大，电流密度较低的部位就达不到铬的析出电位，故三价铬少，掩盖力量差;假设三价铬浓度高，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，简洁溶解胶膜，低电流密度区无铬层，同三价铬低时的状况一样;硫酸缺乏，则同三价铬高的状况一样，铬层粗糙。所以镀铬中肯定要严格掌握它们的含量，特别是铬酐与硫酸的比值。(三)强化清洗治理在镀铬之前应将滚筒清洗干净，清洗肯定要彻底，把铜外表的氧化杂质清洗掉，不能有锈斑痕迹，这是保证镀铬质量的重要一

7、环。假设清洗不彻底，易导致掉铬故障。对滚筒的手工清洗分为以下几个步骤。1.在碳酸镁膏(MgCO3)中参加酒精、温水溶化的洗衣粉和洗洁精，调成糊状，用海绵(5,10cm 厚)擦洗。2.用自来水冲洗。3.用 3,5,的硫酸(H2SO4)中和，增加活性。4.用蒸馏水冲洗干净。5.电解除油，即阴阳极联合除油，这是重要的环节。阳极电流密度为 1,A/dm2,阴极电流密度为 5,7A/dm2。其脱脂液有 3 种成分，一是氢氧化钠(NaOH)7g/L;二是碳酸钠(Na2CO3)20g/L;三是磷酸三钠(Na3PO4)20g/L。时间为:阳极 1 分钟，阴极 6 分钟，阳极 1 分钟，共为 8 分钟。标准每周

8、换一次槽液。6.最终用 3,的稀硫酸(H2SO4)中和后，再用蒸馏水冲洗干净，然后进展镀铬。(待续)(四)强化导电性治理当前很多镀铬质量问题，都源于对电流掌握不好，电流值分布不均匀，滚筒两端高、中间低，造成局部结合力差，铬层硬度低且不稳定。因此，必需掌握好电流差。由于滚筒两端电流差值的大小是版滚筒在电镀过程中导电性的综合表达，导电部位是否干净、接触是否良好， 都表现在电流差值的大小上。电流差对铬层的整体质量，如左右均匀性、局部结合力、耐磨性和耐腐蚀性都有极大的影响，所以要把它作为掌握镀铬质量的主要参数之一。局部操作人员虽然对导电性已经有了肯定的认 识，但对滚筒两端电流差与导电性的关系尚生疏缺乏

9、，因此必需强化这方面的管 理。1.导电轴与碳刷和滚筒接触要良好，能做到面接触的应尽量做到面接触。否则在生产中易消灭整流器沟通电变为直流电时不稳定或阳极局部钝化。2.保持导电部位干净干净，应常做清洁。3.电流密度掌握在 60A/dm2，电压掌握在 10?2V。4.装卡要结实，导电性能肯定要好。5.送电方法:承受冲击电流送电法。版滚筒入槽后，在不通电流的状况下，转动 1,2 分钟预热，然后先快速送大电流，再降至正常电流。留意:肯定要重视镀铬前的预热，假设预热不够，冷滚筒热镀简洁爆皮，印刷时消灭脱铬。(五)强化铬液治理保证铬槽溶液配比浓度正确、稳定全都，是获得构造紧凑的镀铬层、提高铬层质量的重要环节

10、。因此，首先要做到铬液的各种化学成分纯，且配比要准确。1.镀铬溶液的成分镀铬溶液的根本成分是铬酐和硫酸，按铬酐浓度可分为低、中、高浓度 3 种，凹版镀铬承受的都是中浓度镀铬液，即铬酐浓度为 180,250g/L 的镀液。铬酐含量为 250g/L、硫酸根含量为 2.5g/L 的镀液称为标准镀铬液，多用于镀硬铬。多数制版公司的镀铬液组成成分如下:(1) 铬酐(CrO3)，含量为 190,250g/L。(2) 硫酸(H2SO4)，含量为 1.9,2.5g,L。铬酐与硫酸的比值为:CrO3?H2SO4=100?1，实际生产条件不同，比值会在 100?(0.8,1.2) 波动。2.镀铬溶液的配制(1)

11、将计算量的铬酐放入槽中，参加总体积三分之二的去离子水，加热至 50,60?，边加热边搅拌溶液，然后稀释至总体积。因工业用铬酐含有 0.4%左右的硫酸根，应取样分析后，再添加化学纯硫酸至工艺标准，搅拌均匀。(2) 在镀铬过程中，阴极反响如下:2H+2e?H2?Cr2O7-2+8H+6e?Cr2O3+4H2O(3)配置镀铬液所用的铬酐等原材料肯定要纯，每批材料要稳定。有些公司由于原材料不纯、不稳定，出了问题很难找出缘由。有的公司选用俄罗斯的铬酐，纯度较高;有的公司选用疆产的铬酐，质量也不错。铬酐含硫酸量不同，会使硫酸的用量配比有出入，应把握其规律。3.生产留意事项(1) 留意铬酐浓度的影响一般镀液

12、的铬酐浓度在 190,250g/L 范围内变化，随着铬酐浓度上升，镀液导电率提高，掩盖力量亦有提高，而阴极电流效率降低。参加某些添加剂后，浓度影响降到次要位置。通常镀液浓度可由比重法测定，铬酐含量与波美度的关系如表 3 所示。(2) 留意硫酸浓度的影响在镀铬过程中，硫酸起着催化剂的作用，溶解碱式铬酸盐胶膜， 使铬能顺当析出。硫酸浓度对铬层质量影响很大，重要的是铬酐和硫酸的比值，而不是硫酸确实定含量。当Cro3/SO42-=100 时，电流效率最高;当 Cro3/SO42-=95(即 H2SO4 含量略高) 时，铬层的光滑度和致密性好，但电流效率和掩盖力量下降，版滚筒两边会发白;当 Cro3/S

13、O42->100(即 H2SO4 略少)时，掩盖力量较好，但铬层的光滑度降低，消灭发花、粗糙的现象。硫酸对阴极反响的影响如表 4 所示。假设镀液中硫酸含量过高， 可用碳酸钡(BaCO3)沉淀过多的硫酸,其反响如下:H2SO4 + BaCO3 ?BaCO4?，CO2?， H2O2 克 BaCO3 可沉淀 1 克 H2SO4。(3) 留意三价铬的影响镀铬溶液中除必需含有铬酐和硫酸外，还应含有肯定量的三价铬。镀液要先通电处理产生肯定量的三价 铬。一般制版公司阴极承受碳刷，阳极承受铅锑合金条，有的承受钛铂合金，其铬层结合力好。生产中，阳极与阴极面积比掌握在 2?1 或 3?2，可以保持三价铬的稳

14、定。三价铬含量低，承受大阴微小阳极电解;三价铬含量高，则应增大阳极面积， 削减阴极面积进展电解。在温度为 50,60?时，用电流密度为 5,10A/dm2 的电流通电 2,4 小时，直至三价铬到达工艺要求为止。在中浓度镀液中，有的公司将三价铬的含量标准为 1,5g/L，有的为 2,5g/L。实践说明，三价铬含量低，铬沉积速度慢，镀层软，掩盖力量差;三价铬含量高，镀层发乌粗糙，光亮度差，光亮电流密度范围变小。当三价铬含量过高时，用细铁棒做阴极，使阳极面积约为阴极面积的10,30 倍，阳极电流密度为 1.5,2A/dm2，直到三价铬含量降低到规定范围为止。(4) 产生三价铬的两种方法?电解处理法:

15、在温度为 50,60?时，用小电流(7,10A/dm2)装废版滚筒一根，镀 30 小时，产生三价铬离子。?化学处理法:有的公司是在温度为50,60?时，在 1000L 的主槽内参加适量甲醛(分析级、3000g)，循环半小时;有的公司是在 1000L 的主槽内参加适量过氧化氢(1000,1500g)。(待续) 4.工艺条件(1) 阳极选择镀槽内的阳极最好承受钛网镀铂金，铬层结合力好，不简洁脱落。也有些公司承受铅锑合金条做阳极，但往往导致镀层分布不均匀，简洁造成铬层结合力不全都，产生掉铬。(2) 镀铬温度镀铬温度应掌握在 50,60?，最正确为 52,55?。镀铬温度高，铬层软，温度每降低 1?,

16、硬度会提高 HV60。由于氢气析出，阴极区内的pH 值上升，发生如下的转化:Cr2O72+H2O ?2CrO42- +2H+CrO2-4+8H+6e?Cr+4H2O(3) 承受标准化镀铬工艺有的制版公司标准了镀铬工艺，承受日本式全浸，在 50?、40A/dm2 条件下进展，由此可获得 HV820 的铬层硬度。实践证明， 该工艺条件成熟，只要溶液稳定，就是一个好的选择。(4) 承受硬铬镀液 DIL 目前国内很多制版厂家都在硬铬镀液中参加适量的添加剂。据报道,参加一种稀土添加剂的低铬镀液为解决铬酸镀铬中铬的沉积速度过低等缺乏之处起到很大作用，将一般高铬镀液的电流效率由 6%,15%提高到 20%,

17、31%、沉积速度提高 60%,110%、硬度提高 30%,60%，适用于耐磨镀硬铬。但生产中也存在着质量的稳定性和牢靠性问题。因此，选择添加剂时要以先进性、稳定性、经济性为原则。有的制版公司选用智立化工生产的产品硬铬镀液 DIL，效果不错。硬铬镀液DIL 是将铬酐、硫酸、型混合催化剂、蒸馏水等按肯定比例配制好，再精制而成的成品镀液，分为开缸液和补加液两种，一般承受补加液，按肯定比例直接参加镀槽中维持生产。实践证明，配比为 10 千克铬酸加 2023ml 补加液，能提高电流效率(阴极电流效率为 20,27%)、加快沉积速度(一般当 DK=50,80A/dm2 时，单边沉积速度可到达 50,100

18、m/s、提高镀液的均镀力量(正常状况下，硬铬镀液 DIL 的分散力量是一般电镀液的 1.5 倍左右)和镀层硬度(硬度?HV950)，耐磨性能也比一般工艺提高了 20%左右，而且镀层结合力好;当前处理为喷沙时，不需反向刻蚀即可得到结合力结实的铬层，避开了镀液中铁、铜等杂质离子的积存。(5) 把握铜滚筒浸入面积阴阳极的面积比，即铜滚筒浸入镀铬液内的面积与钛网面积比，应至少为1?2,2?3。(6) 版滚筒转速版滚筒转速要依据版滚筒直径而转变。(7) 镀铬时间传统镀铬时间为 40 分钟，镀硬铬为 30 分钟。5.工艺维护(1) 要保证铬液浓度全都。每天定时测量波美度，一般标准为 17,20Be?，有的

19、公司为 20,22Be?，达不到标准要准时补充液，标准 3 天就要补充一次铬酐。(2) 承受硬铬镀液 DIL，应做到以下几点:?槽液工作温度最好掌握在 60?左右。?溶液中金属离子的含量不要超过12g/L。?槽液中 SO42-的含量过高时，需要用 BaCO3 沉淀，且应充分搅拌溶液半小时以上。?当槽液蒸发过多时，应留意适当补充些蒸馏水或去离子水。(3) 留意去除硬铬镀液中的杂质。影响铬层质量的杂质主要为铜离子和氯离子。铜的来源主要是挂具及滚筒外表铜的溶入，假设铜超标(>8g/L)，滚筒中间部位铬层就会发黑，滚筒将无法使用。超标的氯会使滚筒发灰。除去硬铬镀液槽中杂质的方法有电解法，一是在开

20、缸时提升三价铬，用大电流电解法;二是在生产中去杂质，承受小电流电解法。也有的承受 DJ001 大孔树脂逆流方式进展离子交换而除去杂质。(六) 重视镀铬的后处理镀完铬之后，还需要进展后处理抛光，以进一步提高印版外表的光滑度，增加耐印力。抛光也应加以标准，以保证网点变化稳定。1. 抛光方法目前制版公司的铬抛光有两种方法，一种是承受 MDC 和国产的铬抛光机进展抛光，有些公司承受国产抛光机，标准为:压力 2kg，层次版抛一个半来回，文字、线条版抛 2 个来回，选用 3M 公司的 9 目、12 目、15 目砂带。实践中体会到， 用 9 目砂带有切削力，效果较好。二是承受手工抛光，材料用的是上海钻石牌5

21、00#砂纸，抛光 2 分钟，然后改用 600#砂纸再抛光 1 分钟。2.标准技术指标铬抛光工艺要标准两项技术指标:(1) 镀铬外表的粗糙度实践证明，并不是镀层越光滑，印版就越好，而是镀层应具有肯定的粗糙度，且应依据不同的承印物，标准不同的镀层光滑度。有些公司标准为:进展 OPP 膜印刷，镀层光滑度为 5,6m，纸张印刷时为 8m，这样可避开版滚筒在印刷过程中消灭带墨或刀丝现象。有些制版公司没有测量仪，仅凭阅历，往往掌握不稳定，造成印刷中消灭带墨或刀丝现象。(2) 抛光后的网点大小变化实践证明，抛光会使网点变小。承受机器抛光，由于砂带的压力、震荡较大，因此比手工抛光简洁抛浅;对小版滚筒抛光，由于

22、其承受的压力较大，因此比大版滚筒简洁抛浅;不同色版的网线角度不同，导致抛浅程度也不一样，如:黄版简洁抛浅。黑版网点有些毛刺，应多抛些。有些公司通过试验标准 为:90%,100%的深暗调区域，镀层光滑度为 3,5m，80%,90%的深调区域为2,3m，有的公司标准为 3,4m;0,70%的高光至中间调区域，标准为 1,2m，同时做到网点变化稳定。另外，实际生产中还存在着一些问题，一是有些制版公司从手工抛光改为机器抛光后，没有留意到两者网点变化不一样，致使抛浅过多而返工; 二是操作不标准，致使网点抛浅程度不稳定;三是在调整电雕曲线和参数设置时， 没有考虑抛光后的网点变化因素而加以补偿，致使打出凹印

23、样后图色变浅而返工。 (待续)3.阅历介绍有些制版公司在生产中总结出一个阅历，在镀完铬、卸完版后， 承受高温除氢(H2)法，即用 100?开水烧烫版滚筒。其原理是在镀铬之后，会有残留的氢离子，通过高温可把它冲洗掉，使铬层更加光亮平滑，发青呈银白色，效果极为抱负。假设冲洗不干净，残留的氢离子会腐蚀铬，也是导致掉铬的一个因素。4.留意事项装卸活支撑件上会存有铬液，假设擦洗不干净，简洁附着在镀好的滚筒上，因此要留意清洁。(七) 铬层质量标准 1. 版滚筒外表光滑，不能有脱铬、露铜、斑点、刮伤等弊病。铬层应无毛刺、凹点、凸粒，侧圆处光滑。2. 铬层单面厚度为 10,5m，铬层太薄，影响铬层各项保护性能

24、;铬层太厚，由于尖端效应，影响小网点转移性能。3. 铬层硬度:CY/T9,94 规定为 HV800,HV1000,生产实践证明最正确为 850HV。硬度太低会影响印版耐印力，太高又会引起印刷中的“打刀” 现象。铬层硬度与印版耐印力的关系。4. 铬层硬度要到达均匀全都。(八) 电镀课题笔者在一家制版公司时听到德国专家建议，在研磨之后、电雕之前，承受一种特别的处理方法，即:对铜层外表进展处理，突破常规的镜面要求，不要求太光，甚至不要抛光，有意识地把外表处理成“sss”形，使其具有肯定的粗糙度，这样不但使铜和铬的结合力增加，而且也使铬的耐用力提高，更能使用户的刮刀损耗大大降低。依据这一观点，该公司在

25、雕刻前承受 1000#细砂纸的反面在滚筒外表打磨一下，使铜面具有肯定的粗糙度，然后进展雕刻和镀铬，经过印刷试验，耐印力提高了，掉铬现象削减了。另外，在制作腐蚀版过程中，通过长期承受砂纸打磨外表的工艺，从未发生过掉铬现象。固然他们也长期承受镀铬后高温除氢法，即用开水浇烫的方法到达上述效果。这一课题有待进一步争论和试验。值得留意的是:把铜面处理成具有肯定粗糙度，假设把握不好，印刷时会挂墨。(九) 退铬重镀工艺凹版滚筒制作完成后，铬层不符合质量标准，或印刷时版面磨损(但未伤及铜层)而导致版滚筒不能连续使用的故障时有发生，这就需要退铬重镀，常用的退镀工艺方法有以下3 种。1.氢氧化钠法配制浓度为 80

26、g/L 的氢氧化钠电解溶液，把版滚筒浸入溶液中，渐渐旋转滚筒并通电，电流密度为 10,13A/dm2，电压为 4,5V。这样退去铬层一般需要 30 分钟。2.盐酸法(1) 先用蒸气或电流使体积比为 1?1 的盐酸溶液升温，然后再放入版滚筒，浸 10 多分钟后就可退去铬层。速度快是这种方法的优点。(2) 简易法:先用开水浇滚筒 5 分钟，然后将开水和盐酸各一半兑成 2 千克溶液，再渐渐浇滚筒，即可退铬。3.稀硫酸与添加剂法国外消灭了一种以稀硫酸与添加剂协同作用的退铬工艺，其退铬时间只需 4 分钟，而且无过腐蚀，适应高效率生产的需要，但添加剂较贵。广东南海市制版中心曾宪雄先生依据电化学原理研制出与其功能相当的添加剂。用赫尔槽试验说明，试片厚度为 0.01mm 的硬铬层在 2,4 分钟内即可退除干净，且铜层光亮，用 TLD-D4 数显式深度计检测，试片网值在退铬前后无变化，值得推广使用。来源印刷技术