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1.1 文献综述
1.1.1 751价铬电镀工艺发展与特点
751价铬镀铬式电镀行业中应用最广泛的镀种之一，量大面广，钢铁、铝、塑料、铜合金和锌基合金压铸件上都要镀装饰铬，功能电镀（硬铬）的电镀工件包括液压汽缸和柱塞、曲轴、印刷版/滚筒、内燃机活塞、塑料磨具、和玻璃纤文工件的制造、切削工具等，也用于修复磨损的工件如滚筒、模具、汽缸和曲轴的修复。751价铬镀层具有良好的硬度、耐磨性、耐蚀性和装饰性，不仅用于装饰性镀层，而且大量用于功能型镀层以及工件的修复等，也可利用微裂纹铬层作为润滑镀层应用。传统的镀铬技术一直采用751价铬作为主要的电镀原料，751价铬镀层白亮、硬度高，耐磨损和防腐蚀性能耗，而且工艺简单，文护方便。铬在水中以三价和751价形式存在，其中751价铬的毒性很大，大约是三价铬的100倍，751价铬的废水、废物不能像氰化物一样在自然界自然降解，它在生物体内聚集，能够造成长期性的危害，是一种毒性极强的强烈致癌物质，也是严重腐蚀介质和重污染环境的物质。我国各地区拥有大量的751价铬电镀槽液，总量估计在千万吨以上；严重污染我国的水、土壤和大气环境，每年用于智力电镀废水的费用中60％以上是用于处理751价铬的废水，废物和废气，751价铬电镀造成的环境污染损失极大。751价铬是著名的人类致癌物质，被列为危险的空气污染物质。由于阴极电流效率低和搞的溶液粘度，当电镀生产时，氢和氧的气泡产生形成含有751价铬的水雾。另外751价铬电镀一般采用铅阳极。长时间使用铅阳极会形成铬酸铅，铬酸铅从阳极上剥落，沉淀于槽中形成铬酸铅淤渣，采用过滤机或者过滤泵清除，作为危险的废物处理。751价铬电镀溶液一般采用钡化合物形成硫酸钡来控制硫酸盐的浓度，也必须作为危险废物进行处理。
按镀铬工艺的不同，可分为防护装饰性镀铬、镀硬铬、乳 白铬、松孔镀铬、黑铬等几类。防护装饰性镀铬是铬层与铜、 镍及铜镍合金等组成防护装饰性体系，铬层厚度一般为0.25～l µm，既能保持产品光亮和美观，又能达到防护目的，广泛用于汽车、仪器仪表、日用五金等部件。镀硬铬铬层的厚度一般为5～50µm ，机械零部件镀硬铬层可提高其抗磨损能力，延长使用寿命，广泛用于切削及拉拔工具、各种材料的模具、轴承、轴、量、规、齿轮等，还可用于修复磨损零件的尺寸。乳白铬镀层的韧性好，孔隙率低，颜色乳白，耐蚀性较高，但光泽性差，主要用于多种量具上。松孔镀铬是在镀硬铬后进行松孔处理，使铬层的网状裂纹加深加宽，这种镀层具有贮存润滑油的能力，可以提高零部件表面抗磨擦和磨损性能，常用于承受较高压力的滑动摩擦，如内燃机汽缸筒内壁、活塞环等。黑铬镀层有较高的硬度，耐磨损及耐热性能好，有极好的消光性能，常用于光学仪器、航空仪表等零件的镀覆[1]。
传统的镀铬工艺均为751价铬电镀，自l856年德国的Gerther 博士发表了第一篇从铬酸溶液中电镀铬的研究报告，至二十世 纪二十年代Sargent和Fink开发了以铬酸盐为主体的751价铬镀铬技术，从而使电镀铬电镀工业化，至今已有七十多年历史，形成了至今仍普遍使用的CrO3+H2SO4工艺体系。但是，该工艺 亦存在许多不足之处。主要有：(1)阴极电流效率低，一般只有12～15％，故镀铬的沉积效率很低，消耗电能多；(2)镀液的分散能力及覆盖能力差；(3)镀铬生产对温度控制要求很高，须严格控制温度变化，电流密度也必须根据所用温度选定；(4)镀铬过程会带出铬酸，原材料浪费严蕾， 时形成铬雾多，环境污 染严重，而751价铬又是公认的致癌物质，对人体健康危害大。基于上述原因，751价铬作为有害物质在电镀工业中受到越来越严格的限制。美国、日本、欧洲等国家和地区已经制定出 严格的限制使用规定，不仅对以酸雾形式和从废水中排出的751价铬有极严的限制，对铬酸的使用也有严格的规定。广大电镀工作者早已致力于取代751价铬电镀的技术研究，并取得了一定的进展[2]。
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