关键词：镀铬，镀铬杆，镀铬工艺
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铬面是凹版制版公司的一张脸面，能够直接为公司博得客户的信任。光亮的铬面，超凡的耐印力，令人称心的刮刀耗费，无不对客户产生着宏大的吸收力。镀铬层印刷时直接与承印资料接触，要能有效地维护铜层不被刮伤、刮坏，因而，请求铬层要到达一定的硬度。
      铬层的高硬度和外表硬度平均是进步凹版滚筒耐印力的关键，假如印数到达50万印，则铬层硬度在HV750～HV950、耐印力在80万～100万次为佳。目前业内普遍采用镀硬铬工艺，有的公司还采用瑞士镀铬工艺，以保证铬层有很高的硬度、很好的耐磨性及化学稳定性，从而进步印版滚筒的耐印力，使其可以接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遭到镀铬质量是个永远的问题，是形成返工的一个主要要素。影响镀铬质量的要素很多，也很复杂，铬层硬度与温度、电流密度、铬酐及硫酸的含量有着亲密关系。归结一下，笔者以为主要有三大影响要素：一是导电性不良，二是镀铬液不稳定，三是清洗不洁净，还有些公司固然制定了质量规范和控制数据，但员工在执行时不认真，不严厉，形成返工。因而，必需强化管理，严厉管理。
      (一)镀铬工艺流程
      雕琢好滚筒→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)。
      (二)镀铬的根本原理
      镀铬液中铬酸普通以重铬酸方式存在(H2Cr2O7)，在浓度很高的镀铬液中能够三铬酸(H2Cr3O10)和四铬酸(H2Cr4O13)的方式存在。当镀液中只要铬酸而无硫酸等催化剂存在时，通入直流电，阴极上只要氢气析出，没有铬层堆积，相当于电解水。
      参加恰当的硫酸催化剂后(CrO3∶H2SO4=100∶1)，在阴极上依次发作下列反响：
      Cr2O72-＋8H+ +6e → Cr2O3+4H2O  ①
      2H＋＋2e → H2↑    ②
      Cr2O72-+ H2O2CrO42-+2H+  ③
      CrO42-+ 8H+ +6e → Cr↓+4H2O  ④
      由以上反响可知，镀铬的阴极反响是很复杂的。现应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，首先发作的是六价铬复原成三价铬的反响(反响式①)，如图1极化曲线的ab段。随着电位负移，电流密度剧增，反响①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①、②同时停止。看极化曲线的bcd段，随着电位负移，电流密度逐步降落，这标明电极外表状态发作了变化。因反响①、②耗费了大量的氢离子，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)，掩盖在电极外表，电阻增加，故电流密度降落。阴极外表左近pH值的升高，为Cr2O72-离子转化为CrO42-离子发明了条件，于是反响③向右方停止，CrO42-浓度疾速增加。电位负移到d点时，该点对应的电位ψ就是铬离子复原析出电位，反响④开端。de段是镀铬的真实极化曲线，反响①、②、③、④同时停止，随电位负移，反响④疾速加快。            
      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作溶解：
      这种溶解首先发作在部分，然后逐步蚕食展开，由此显露的基面子积小，真实电流密度很高，极化作用大，铬的复原才干以一定速度停止。在重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停止下去，起了重要的调理作用。
      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，胶体膜难以构成或者构成后薄而多孔，易被硫酸溶解，此时显露的基面子积大，电流密度较低的部位就达不到铬的析出电位，故三价铬少，掩盖才能差；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，招致结晶粗糙，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，同三价铬低时的状况相同；硫酸缺乏，则同三价铬高的状况一样，铬层粗糙。所以镀铬中一定要严厉控制它们的含量，特别是铬酐与硫酸的比值。
      （三）强化清洗管理
      在镀铬之前应将滚筒清洗洁净，清洗一定要彻底，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环。若清洗不彻底，易招致掉铬毛病。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、温水消融的洗衣粉和洗洁精，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.用蒸馏水冲洗洁净。
      5.电解除油，即阴阳极结合除油，这是重要的环节。阳极电流密度为1～５A/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。标准每周换一次槽液。
      6.最后用3％～５％的稀硫酸（H2SO4)中和后，再用蒸馏水冲洗洁净，然后停止镀铬。
      (四）强化导电性管理
      当前许多镀铬质量问题，都源于对电流控制不好，电流值散布不平均，滚筒两端高、中间低，形成部分分离力差，铬层硬度低且不稳定。因而，必需控制好电流差。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现，导电部位能否洁净、接触能否良好，都表如今电流差值的大小上。电流差对铬层的整体质量，如左右平均性、部分分离力、耐磨性和耐腐蚀性都有极大的影响，所以要把它作为控制镀铬质量的主要参数之一。局部操作人员固然对导电性曾经有了一定的认识，但对滚筒两端电流差与导电性的关系尚认识缺乏，因而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。否则在消费中易呈现整流器交流电变为直流电时不稳定或阳极部分钝化。
      2.坚持导电部位洁净整洁，应常做清洁。
      3.电流密度控制在60A/dm2，电压控制在10±2V。
      4.装卡要巩固，导电性能一定要好。
      5.送电办法：采用冲击电流送电法。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：一定要注重镀铬前的预热，假如预热不够，冷滚筒热镀容易爆皮，印刷时呈现脱铬。
      (五）强化铬液管理
      保证铬槽溶液配比浓度正确、稳定分歧，是取得构造紧凑的镀铬层、进步醪阒柿康闹匾?方凇Ｒ虼耍?紫纫?龅礁跻旱母髦只?С煞执浚?遗浔纫??贰?BR>      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，凹版镀铬采用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的镀液称为规范镀铬液，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，实践消费条件不同，比值会在100∶(0.8～1.2)动摇。
       2.镀铬溶液的配制
      (1) 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，应取样剖析后，再添加化学纯硫酸至工艺标准，搅拌平均。
      (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资料一定要纯，每批资料要稳定。有些公司由于原资料不纯、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；有的公司选用新疆产的铬酐，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，应控制其规律。
      3.消费留意事项
      (1) 留意铬酐浓度的影响
       普通镀液的铬酐浓度在190～250g/L范围内变化，随着铬酐浓度升高，镀液导电率进步，掩盖才能亦有进步，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，使铬能顺利析出。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，而不是硫酸的绝对含量。当Cro3/SO42-=100时，电流效率最高；当Cro3/SO42-=95(即H2SO4 含量略高)时，铬层的光亮度和致密性好，但电流效率和掩盖才能降落，版滚筒两边会发白；当Cro3/SO42- >100(即H2SO4略少)时，掩盖才能较好，但铬层的光亮度降低，呈现发花、粗糙的现象。
      硫酸对阴极反响的影响如表4所示。
      假如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↑＋H2O
      2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，还应含有一定量的三价铬。
      镀液要先通电处置产生一定量的三价铬。普通制版公司阴极采用碳刷，阳极采用铅锑合金条，有的采用钛铂合金，其铬层分离力好。消费中，阳极与阴极面积比控制在2∶1或3∶2，能够坚持三价铬的稳定。三价铬含量低，采用大阴极小阳极电解；三价铬含量高，则应增大阳极面积，减少阴极面积停止电解。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请求为止。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。
      理论标明，三价铬含量低，铬堆积速度慢，镀层软，掩盖才能差；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则范围为止。
      (4) 产生三价铬的两种办法
      ①电解处置法：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。
      ②化学处置法：有的公司是在温度为50～60℃时，在1000L的主槽内参加适量甲醛(剖析级、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)。
      4.工艺条件
      (1) 阳极选择
      镀槽内的阳极最好采用钛网镀铂金，铬层分离力好，不容易零落。也有些公司采用铅锑合金条做阳极，但常常招致镀层散布不平均，容易形成铬层分离力不分歧，产生掉铬。
      (2) 镀铬温度
       镀铬温度应控制在50～60℃，最佳为52～55℃。
      镀铬温度高，铬层软，温度每降低1℃,硬度会进步HV60。
      由于氢气析出，阴极区内的pH值上升，发作如下的转化：
      Cr2O72++H2O →2CrO42- +2H+
      CrO2-4+8H++6e →Cr+4H2O
      (3) 采用规范化镀铬工艺
      有的制版公司标准了镀铬工艺，采用日本式全浸，在50℃、40A/dm2条件下停止，由此可取得HV820的铬层硬度。理论证明，该工艺条件成熟，只需溶液稳定，就是一个好的选择。
      (4) 采用硬铬镀液DIL
      目前国内许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处理铬酸镀铬中铬的堆积速渡过低等缺乏之处起到很大作用，将普通高铬镀液的电流效率由6%～15%进步到20%～31%、堆积速度进步60%～110%、硬度进步30%～60%，适用于耐磨镀硬铬。但消费中也存在着质量的稳定性和牢靠性问题。
      因而，选择添加剂时要以先进性、稳定性、经济性为准绳。有的制版公司选用智立化工有限公司消费的新产品—硬铬镀液DIL，效果不错。硬铬镀液DIL是将铬酐、硫酸、新型混合催化剂、蒸馏水等按一定比例配制好，再精制而成的废品镀液，分为开缸液和补加液两种，普通采用补加液，按一定比例直接参加镀槽中维持消费。理论证明，配比为10千克铬酸加2000ml补加液，能进步电流效率(阴极电流效率为20％～27%)、加快堆积速度(普通当DK=50～80A/dm2时，单边堆积速度可到达50～100μm/s、进步镀液的均镀才能(正常状况下，硬铬镀液DIL的分散才能是普通电镀液的1.5倍左右)和镀层硬度(硬度≥HV950)，耐磨性能也比普通工艺进步了20%左右，而且镀层分离力好；当前处置为喷沙时，不需反向刻蚀即可得到分离力结实的铬层，防止了镀液中铁、铜等杂质离子的积聚。
      (5) 控制铜滚筒浸入面积
      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改动。
      (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) 要保证铬液浓度分歧。每天定时丈量波美度，普通规范为17～20Be°，有的公司为20～22Be°，达不到规范要及时补充新液，标准3天就要补充一次铬酐。
      (2) 采用硬铬镀液DIL，应做到以下几点：
      ①槽液工作温度最好控制在60℃左右。
      ②溶液中金属离子的含量不要超越12g/L。
      ③槽液中SO42-的含量过高时，需求用BaCO3沉淀，且应充沛搅拌溶液半小时以上。
      ④当槽液蒸发过多时，应留意恰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，假如铜超标(>8g/L)，滚筒中间部位铬层就会发黑，滚筒将无法运用。超标的氯会使滚筒发灰。除去硬铬镀液槽中杂质的办法有电解法，一是在开缸时提升三价铬，用大电流电解法；二是在消费中去杂质，采用小电流电解法。也有的采用DJ001大孔树脂逆流方式停止离子交流而除去杂质。
      (六) 注重镀铬的后处置
      镀完铬之后，还需求停止后处置抛光，以进一步进步印版外表的光亮度，增加耐印力。抛光也应加以标准，以保证网点变化稳定。
      1.抛光办法
      目前制版公司的铬抛光有两种办法，一种是采用MDC和国产的铬抛光机停止抛光，有些公司采用国产抛光机，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。理论中领会到，用9目砂带有切削力，效果较好。二是采用手工抛光，资料用的是上海钻石牌500#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
      理论证明，并不是镀层越光亮，印版就越好，而是镀层应具有一定的粗糙度，且应依据不同的承印物，标准不同的镀层光亮度。有些公司标准为：停止OPP膜印刷，镀层光亮度为5～6μm，纸张印刷时为8μm，这样可防止版滚筒在印刷过程中呈现带墨或刀丝现象。有些制版公司没有丈量仪，仅凭经历，常常控制不稳定，形成印刷中呈现带墨或刀丝现象。
      (2) 抛光后的网点大小变化
      理论证明，抛光会使网点变小。采用机器抛光，由于砂带的压力、震荡较大，因而比手工抛光容易抛浅；对小版滚筒抛光，由于其接受的压力较大，因而比大版滚筒容易抛浅；不同色版的网线角度不同，招致抛浅水平也不一样，如：黄版容易抛浅。黑版网点有些毛刺，应多抛些。有些公司经过实验标准为：90%～100%的深暗调区域，镀层光亮度为3～5μm，80%～90%的深调区域为2～3μm，有的公司标准为3～4μm；0～70%的高光至中间调区域，标准为1～2μm，同时做到网点变化稳定。
      另外，实践消费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，致使网点抛浅水平不稳定；三是在调整电雕曲线和参数设置时，没有思索抛光后的网点变化要素而加以补偿，致使打出凹印样后图色变浅而返工。
       3.经历引见
       有些制版公司在消费中总结出一个经历，在镀完铬、卸完版后，采用高温除氢(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，经过高温可把它冲洗掉，使铬层愈加光亮平滑，发青呈雪白色，效果极为理想。假如冲洗不洁净，残留的氢离子会腐蚀铬，也是招致掉铬的一个要素。
       4.留意事项
       装卸活支撑件上会存有铬液，若擦洗不洁净，容易附着在镀好的滚筒上，因而要留意清洁。
      (七) 铬层质量规范
      1. 版滚筒外表光亮，不能有脱铬、露铜、斑点、刮伤等弊病。铬层应无毛刺、凹点、凸粒，侧圆处润滑。
      2. 铬层单面厚度为10～5μm，铬层太薄，影响铬层各项维护性能；铬层太厚，由于尖端效应，影响小网点转移性能。如图2所示。
      3. 铬层硬度：CY/T9～94规则为HV800～HV1000,消费理论证明最佳为850HV。硬度太低会影响印版耐印力，太高又会惹起印刷中的“打刀”现象。铬层硬度与印版耐印力的关系如图3所示。
      4. 铬层硬度要到达平均分歧。
      (八) 电镀课题
      笔者在一家制版公司时听到德国专家倡议，在研磨之后、电雕之前，采用一种特殊的处置办法，即：对铜层外表停止处置，打破常规的镜面请求，不请求太光，以至不要抛光，有认识地把外表处置成“sss”形，使其具有一定的粗糙度，这样不但使铜和铬的分离力加强，而且也使铬的耐用力进步，更能运用户的刮刀损耗大大降低。
      依据这一观念，该公司在雕琢前采用1000#细砂纸的反面在滚筒外表打磨一下，使铜面具有一定的粗糙度，然后停止雕琢和镀铬，经过印刷实验，耐印力进步了，掉铬现象减少了。另外，在制造腐蚀版过程中，经过长期采用砂纸打磨外表的工艺，从未发作过掉铬现象。当然他们也长期采用镀铬后高温除氢法，即用开水浇烫的办法到达上述效果。这一课题有待进一步研讨和实验。
      值得留意的是：把铜面处置成具有一定粗糙度，若控制不好，印刷时会挂墨。
      (九) 退铬重镀工艺
      凹版滚筒制造完成后，铬层不契合质量规范，或印刷时版面磨损(但未伤及铜层)而招致版滚筒不能继续运用的毛病时有发作，这就需求退铬重镀，常用的退镀工艺办法有以下3种。
      1.氢氧化钠法
      配制浓度为80g/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。这样退去铬层普通需求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。速度快是这种办法的优点。
      (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
      国外呈现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，顺应高效率消费的需求，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用相当的添加剂。用赫尔槽实验标明，试片厚度为0.01mm的硬铬层在2～4分钟内即可退除洁净，且铜层光亮，用TLD-D4数显式深度计检测.