氯化物-硫酸鹽型混合體系鍍Cr-Ni-Fe 不銹鋼合金鍍液組成及工作條件見(jiàn)表11-3 。

1. 配方1 (表11-3)

  鍍液中使的丙三醇（即甘油）是一種光亮劑，可提高鍍層的光澤。

  pH控制在1.8~2.2之間，pH較低時(shí)，鍍液覆蓋能力較差，沉積速率較快。

  pH較高時(shí)，鍍液覆蓋能力較佳，但鍍層色澤較暗，沉積速率較慢。用鹽酸降低pH,用氨水提高pH.由于鍍液中有硼酸緩沖劑的存在，使鍍液的pH變化非常緩慢，一般在8~12h后用pH計(jì)測(cè)量，方可穩(wěn)定準(zhǔn)確測(cè)得鍍液的pH,一旦加入過(guò)多的氨水，當(dāng)pH>3.0時(shí)，三價(jià)鉻會(huì)出現(xiàn)Cr(OH)。沉淀，造成鍍液渾濁，要用鹽酸加入降低pH至2,才能逐步緩慢溶解所生成的Cr(OH);沉淀。

  本溶液要用電磁轉(zhuǎn)動(dòng)子攪拌電鍍，電磁子轉(zhuǎn)速為250r/min.

2. 配方2 (表11-3)

 本配方中使用檸檬酸三鈉作為配位劑，糊精作為提高鍍層光澤的添加劑。

 沉積速率實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表11-4。

 從表11-4可見(jiàn)，pH=2時(shí)，沉積速率最大，其次是電流密度，溫度對(duì)沉積速率的影響最小。

 鍍層的電化學(xué)腐蝕測(cè)試：動(dòng)電位掃描測(cè)試是將電極放在3.5%NaCl室溫溶液中的，極化范圍調(diào)到相對(duì)開(kāi)路電位±0.2V,掃描速率0.2mV/s,測(cè)定陰陽(yáng)極極化曲線，計(jì)算腐蝕速率，腐蝕電流的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表11-5。

 由表11-4、表11-5可見(jiàn)，不同工藝參數(shù)下，電鍍得到的鍍層的耐蝕性能相差很大，F(xiàn)e-Cr-Ni合金在3.5%NaCl溶液中沒(méi)有明顯的鈍化現(xiàn)象，但卻顯示了一定的延緩腐蝕效果，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的最優(yōu)方案為電流密度為12A/d㎡,溫度為25℃,pH為2。

3. 配方3 (表11-3)

a. 鍍液pH的影響

  ①. 鍍液pH對(duì)鍍層成分含量的影響

   鍍液pH對(duì)鍍層成分含量的影響見(jiàn)圖11-3(溫度30℃,電流密度14A/dm²,CrCl₃·6H₂O 25g/L,Fe²⁺/NP+濃度比為1:5)。

   由圖11-3可見(jiàn)，隨著pH的升高，鍍層中鐵和鉻的含量先略有升高，然后降低。pH=2時(shí)出現(xiàn)峰值。

 ②. 鍍液pH對(duì)鍍層硬度的影響

   鍍液pH對(duì)鍍層硬度的影響見(jiàn)圖11-4（溫度30℃,電流密度14A/d㎡,CrCl₃·6H₂O 25g/L,Fe3+/Nj+濃度比1:5)。

  由圖11-4可見(jiàn)，鍍層的硬度隨pH的升高而減小。這是由于pH升高，鍍層中鐵和鉻的含量降低，使鍍層硬度下降。pH升高，陰極析氫量減少，使合金層中氫含量減少而降低鍍層硬度。pH1.5時(shí)，鍍層硬度最高，pH2~2.5時(shí)，鍍層中鐵和鉻的含量下降迅速，硬度下降緩慢。pH過(guò)低，析氫嚴(yán)重，表面出現(xiàn)氣道和針孔。pH過(guò)高，Cr³⁺易發(fā)生羥橋基聚合反應(yīng)，鍍層邊緣出現(xiàn)黑色沉積物，質(zhì)量變壞。故pH應(yīng)控制在2.0為宜。

b. 陰極電流密度的影響

 ①. 陰極電流密度對(duì)鍍層成分含量的影響

   陰極電流密度對(duì)鍍層成分含量的影響見(jiàn)圖11-5(溫度30℃,pH 2.0,CrCl₃·6H₂O 25g/L,Fe2+/Ni2+=1:5)。

  由圖11-5可見(jiàn)，隨著陰極電流密度的增大，鍍層中鐵和鉻的含量迅速增加，電流密度大于14A/d㎡后，鍍層中鐵和鉻的含量略有下降。陰極電流密度過(guò)大。鍍層表面質(zhì)量變差，析氫嚴(yán)重，鐵、鉻含量略有下降。因此，電流密度控制在14A/d㎡為宜。

  ②. 陰極電流密度對(duì)鍍層硬度的影響

   陰極電流密度對(duì)鍍層硬度的影響見(jiàn)圖11-6（溫度30℃,pH 2.0, CrCl₃·6H₂O 25g/L,Fe2+/Ni2+=濃度比1:5)。

   由圖11-6可見(jiàn)，隨著陰極電流密度的增大，鍍層中鐵和鉻的含量迅速增加，相應(yīng)鍍層的硬度也隨之增加。

c. 溫度的影響

 ①. 鍍液的溫度對(duì)鍍層成分含量的影響

   鍍液的溫度對(duì)鍍層成分含量的影響見(jiàn)圖11-7(電流密度14A/d㎡，pH=2, CrCl₃·6H₂O 25g/L,Fe2+/Ni2+濃度比1:5)。

   由圖11-7可見(jiàn)，鍍液溫度的升高，鍍層中鐵和鉻的含量先增加后減小，在30℃時(shí)出現(xiàn)峰值。

 ②. 鍍液溫度對(duì)鍍層硬度的影響

   鍍液的溫度對(duì)鍍層硬度的影響見(jiàn)圖11-8 (電流密度14A/d㎡,pH=2, CrCl₃·6H₂O 25g/L,Fe2+/Ni2+濃度比1:5)。

  由圖11-8可見(jiàn)，隨著鍍液溫度的升高，鍍層的硬度在30℃時(shí)出現(xiàn)峰值。故溫度應(yīng)控制在30℃為宜。

d. 鍍液中CrCl₃·6H₂O濃度的影響

 ①. 鍍液中CrCl₃·6H₂O濃度對(duì)鍍層成分含量的影響

  鍍液中CrCl₃·6H₂O濃度對(duì)鍍層成分含量的影響見(jiàn)圖11-9，(電流密度14A/d㎡,pH=2,溫度30℃,鍍液中Fe²⁺/Ni²⁺濃度比1:5)。

  由圖11-9可見(jiàn)，隨著鍍液中CrCl₃·6H₂O濃度的增大，鍍層鉻的含量緩慢增加，鐵含量緩慢減少，由于增大Cr³⁺濃度有利于Cr³⁺的沉積，但Cr³⁺濃度過(guò)大，Cr³⁺易發(fā)生羥橋反應(yīng)，使Cr³⁺在陰極放電析出困難，使鍍層中鉻含量降低，故CrCl₃·6H₂O濃度應(yīng)控制在25g/L為宜。

 ②. 鍍液中CrCl₃·6H₂O濃度對(duì)鍍層硬度的影響

  鍍液中CrCl₃·6H₂O濃度對(duì)鍍層硬度的影響見(jiàn)圖11-10，(電流密度14A/d㎡,pH=2,溫度30℃,Fe²⁺/Ni²⁺濃度比1:5)。

  由圖11-10可見(jiàn)，由于增大鍍液中Cr³⁺的濃度，有利于Cr的沉積，鍍層的硬度變化和鍍層中鉻的含量上升趨勢(shì)相同，當(dāng)CrCl₃·6H₂O 為25g/L時(shí)，鍍層硬度達(dá)到峰值。Cr³⁺濃度過(guò)大，Cr³⁺易發(fā)生羥橋反應(yīng)，Cr³⁺在陰極放電析出困難，鍍層中鉻含量降低，導(dǎo)致鍍層硬度變小，故CrCl₃·6H₂O 應(yīng)控制在25g/L為宜。

e. 鍍液中Fe²⁺/Ni²⁺濃度比值的影響

①. 鍍液中Fe²⁺/Ni²⁺濃度比值對(duì)鍍層成分含量的影響

  鍍液中Fe²⁺/Ni²⁺濃度比對(duì)鍍層成分的影響見(jiàn)圖11-11(電流密度14A/d㎡2,pH=2,溫度30℃,CrCl₃·6H₂O 25g/L)。

  由圖11-11可見(jiàn)，鍍液中c(Fe²⁺)/c(Ni²⁺)對(duì)合金中鐵的含量影響比較大，通過(guò)固定鍍液中Ni²⁺的濃度而改變Fe²⁺的濃度，鍍層中鐵的含量先迅速增加，鎳的含量自然下降，由于Fe-Ni-Cr合金為異常共沉積，鍍液中Fe²⁺的濃度增加，更有利于優(yōu)先沉積，鉻含量也略有上升。當(dāng)c(Fe²⁺)/c(Ni²⁺)接近0.2時(shí)，可得到合鐵鉻較高的合金鍍層。

 ②. 鍍液中Fe²⁺/Ni²⁺濃度對(duì)鍍層硬度的影響

  鍍液中（Fe²⁺)/(Ni²⁺)濃度比對(duì)鍍層硬度的影響見(jiàn)圖11-12。

  由圖11-12可見(jiàn)，通過(guò)固定鍍液中Ni²⁺的濃度而改變Fe²⁺的濃度，鍍層中鐵含量迅速增加，鎳含量下降，更有利于先沉積，鉻含量也略有上升。鍍層的硬度則由于鐵含量迅速上升而不斷增大，當(dāng)c(Fe²⁺)/c(Ni²⁺)接近0.2時(shí)出現(xiàn)最大值，隨后鐵和鉻的含量下降，硬度也隨之下降。由此可見(jiàn)，控制c(Fe²⁺)/c(Ni²⁺)接近0.2,可得到含鐵、鉻較高，硬度較大的合金鍍層。

f. 鍍層形貌和結(jié)構(gòu)

  按照表11-3的配方3 的最佳含量及工藝控制在最佳條件，電鍍實(shí)驗(yàn)可得Cr6%、Fe 54%、Ni40%,硬度高達(dá)70(HR30T)的光亮鍍層。所得鍍層掃描電鏡可見(jiàn)鍍層表面結(jié)晶均勻，結(jié)構(gòu)致密，沒(méi)有孔洞和裂紋，鍍層光亮性極好，只有當(dāng)電沉積時(shí)間較長(zhǎng)、鍍層較厚時(shí)才會(huì)出現(xiàn)細(xì)小的裂紋，但也不存在針孔。