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电镀清洁生产
镍钴铁纳米合金代铬镀层
电镀工艺

烟台电镀技术研究所
.9

目录
一，代铬镀层综述 1
1，代铬镀层介绍.......................................1
2,Ni-Co-Fe合金代铬镀层优点及工业现实状况..............19
3.替换镀硬铬纳米镍钴铁合金电镀技术项目介绍...........20
4镀铬政府限制 ...........................................................25
5代铬镀层镍钴铁优缺点............................................................27

二，Ni-Co-Fe合金代铬镀层工艺及影响原因.............30
1 电流密度，PH値和温度对工艺影响............30
2 阴极电位对工艺影响..........................30
3 热处理对工艺影响.............................30
4稀土添加剂对工艺影响........................32
5添加剂对镀层影响 .............................32
三，代铬镀层镍钴铁试验方法
1,代铬镀层镍钴铁试验方法.................................................33
.2，代铬镀层镍钴铁槽液配制...................................33
3,代铬电镀镍钴铁合金工艺故障处理....................................35
4,代铬镀层镍钴铁电镀设备说明........................43
5,Dw高硬度高耐磨镍钴铁代铬工艺................................47
6,电镀镍钴铁溶液在线净化设备原理.........................................50
四， Ni-Co-Fe合金代铬镀层最新研究.................53
1,环境保护代铬镀层镍钴铁性能描述................................53
2 Ni-Co-Fe合金纳米线有序阵列模板合成和磁性...70
3电沉积纳米晶Ni-Co-Fe合金镀层热稳定性........70
4,镍钴铁镀液分析仪..............................72
五。镍钴铁代铬镀层经典应用
1，液压缸活塞杆 镍铁钴代铬镀层.............................................76
2，减振器杆电镀镍钴铁合金工艺...............................................77
3，结晶器铜管电镀镍钴铁工艺研究.....................80
4，结晶器铜板电镀镍钴铁镀层.........................80
5，结晶器铜板电镀镍钴铁工艺
6，结晶器铜管电镀镍钴铁优越性
7，结晶器铜管电镀镍钴铁工艺参数
8， 抽油泵杆电镀镍钴铁.............................90
9,导电辊用镍钴铁镀层电沉积制备和性能研究.................92
10摩托车发动机气缸体应用新型镍钴铁涂层技术探讨..96
11,镍钴铁合金电镀工艺在销轴件中应用.............97
12,电镀镍钴铁合金螺杆钻具........................................101
13,镍钴铁代铬镀层在油田设备中应用.............................102
14,环境保护型抽油杆卧式电镀镍钴铁内壁生产线设计...103
15,活塞杆电镀纳米镍钴铁全自动生产线.................106
六． 代铬镀层比较分析..................................................122
1，减震器杆六价铬镀铬及镍钴铁代铬工艺特点之比较.122
2，三价铬电镀六价铬电镀镍钴铁电镀对比......126
3，镍钴铁镀层       （ 代硬铬，装饰铬 ）................127
4,， 镍钴铁纳米镀层应用范例...................129
5，纳米合金dw镍钴铁电镀工艺..........................131
6,三价铬电镀六价铬电镀镍钴铁电镀对比.......132
7,电镀镍钴铁合金代铬镀层 经济效益...............134
8,中国外液压缸活塞杆镀层技术对比研究.....136
总结
1,代铬镀层替换技术法律依据HJ-BAT-11........145
2,镀硬铬经济替换工艺研究-代铬镀层镍钴铁........145
3, 铬替换品镍钴铁纳米镀层研究汇报......................154
4， 硬铬电镀替换品六个产品评定依据............................158
参考文件

一，代铬镀层综述
因为铬镀层含有光亮、防变色，在大气环境下稳定性和光泽持久性等独特优良性能，而取得了广泛应用。然而镀铬均镀性较差，电流密度高，电流效率低，能耗高，同时，铬雾和含铬废水排放严重污染环境和水源，危害人体健康。三氧化铬毒性及替换工艺
1镀硬铬及铬酸盐/钝化之间分化
2六价铬接触可能性
3在硬铬电镀车间生产过程中..
4空气浓度铬（VI）和肺癌相关
5职业病
6替换工艺
6.1通常特征功效性硬铬电镀6.2概述6.3指定替换工艺技术和危险物质分析6.3.1热喷涂（TS）6.3.2镍和镍合金6.3.3钴合金和钴合金纳米晶6.3.4PVD / CVD真空过程6.3.5表面改性6.3.6三价铬沉积6.4结论替换进程1区分硬铬电镀及铬酸盐/钝化
这份汇报，是指专门为硬铬电镀工艺，其最终产品形成铬金属层。金属铬是无铬（VI）物种，是不是致癌物质，已被国际癌症研究机构（IARC）列为31组归类。从金属铬及其合金（如铬铁）健康造成障碍是unknown2
相比之下铬酸盐涂层仍然含有铬（VI），造成再钝化反应后当涂层被损坏。含铬（VI）这种涂料严格限制，比如，在欧洲汽车今天，几乎在任何这类申请。本文不考虑全部涂料，含铬（VI）文章，和不考虑装饰铬层，最大厚度1.5微米沉积，其沉积层铬（VI）是完全无偿，在相同方法硬铬电镀。 。所以，硬铬电镀不组成任何最终消费者任何风险。相反，硬铬电镀一直在食品工业中使用了几十年。镀硬铬影响，这正是在相同方法作为装饰性镀铬分类，因为铬沉积，因为它是从含铬（VI）电解质，而不是最终消费者组成任何威胁。
2硬铬电镀车间生产过程中接触六价铬可能性
在硬铬电镀车间工作时，有接触铬（VI）多种可能性：一）皮肤接触，B）吸入和c）摄入。案例C）将不会在这里深入讨论，因为铬（VI）化合物所造成危害是众所周知全部职员，使她们不轻易不慎吞下这种物质。
皮肤接触可能作为一个标准问题，在全部类型拆卸工作，工作时，浴池和补充氧化铬时。然而，工作指示，和个人防护装备已颁布全部这些工作领域，在观察和使用能预防皮肤接触。在皮肤接触不可能事件（事故），需要采取紧急行动，以快速消除皮肤铬和降低铬（VI）仍然存在，以降低吸收进入人体危害和降低由此产生任何有毒或致癌作用。
关键危害是吸入生产环境中铬（VI）。假如铬（VI）浓度低，呼吸路径分泌物降低，铬（III）从而解毒。然而，高暴露浓度能够超出
[职业接触铬（VI）和肺癌风险。铬（VI），细胞损伤，其中除其它能够增加患癌症风险，造成肺部减灾能力
浴场经营产生气体，这些气体气泡表面铬电解液。当气泡破裂，气溶胶发展，空气污染和铬（VI）。这气溶胶被删除，洗净后立即发生，通常在在洗澡水库边吸单位。不一样数量气溶胶排放系统设计而定，比如，在浴缸表面覆盖，大大降低了空气污染。铬气溶胶和不足，吸力能够释放到铬浴场周围空气，然后就能够在生产车间工人吸入。铬（VI）污染关键毒性作用，在表面处理厂职员，所以从吸入到肺部造成肺癌。比如，镀硬铬，镀硬铬硫酸浴，即使数字抵触这个。
数据质量是不可再生。比如，平均值和标准偏差为指定曝光值，这表明，正态分布值。在几乎全部类别标准偏差间隔延长到负范围内。
指定百分还表明，测量值分布不正常。下面图表显示多种工艺类别指定百分分布。比较近正态分布变量百分位分布以下。能够清楚地看到在百分位值曲线差异。这意味着，正态分布是不是现在所使用数据，所以它是要问什么样数据被用在这里和分布为何如此不一样平常。只有当这种被称为实测值正确解释是可能。但要得出这么结论，很高水平，铬（VI）风险存在，既不是许可，也不是科学上站得住脚。
深入评定显示，实测值assumedly 65％，低于5微克/立方米限制，即使正确测定是从给定信息可能。也不是明确，定量限在具体测量数据。在一些类别多种测量值限制，甚至合并在一类。
4空气浓度铬（VI）和肺癌相关
文件中包含大量多种调查和研究对铬（VI）化合物所组成危害。全部这些研究证实，铬（VI）毒性和致癌性，但具体暴露珠平所带来风险并没有被量化可靠。多种组织，如美国环境保护局，环境保护局，或对职业接触限值科学委员会价值观和其它人来高度不一样，在不一样研究评定。附件XV铬trioxide5汇报
列出了这种价值品种。概述在下面图表，它指定了一个在肺癌1微克/立方米空气中浓度为1:100和1:10,000之间风险增加。
4职业暴露限值（SCOEL）科学委员会成立了由委员会决议任务，在工作场所化学物质，欧盟委员会就职业接触限值（95/320/EC）。
作为一个标准问题，暴露铬（VI）需要一时曝光值之间差异，比如在空气中，暴露剂量。曝光值能够依据工作场所或其它原因改变，并作为一项规则，每班或每工作周雇员平均价值。曝光剂量是有一定曝光值乘以时间，这个值是有效。在这里，职业医学，通常讲X X年微克/立方米。所以，将在空气中浓度为50微克/立方米，20年后达成1000微克/立方米X年剂量。
几乎全部流行病学研究基础上测得曝光值和职员死亡率在两个铬盐生产厂在美国（不硬铬种植植物）。这些雇员团体被称为在佩恩斯维尔队列和巴尔摩cohort1文件。尤其是巴尔摩队列和研究相关2357名工人，在巴尔摩铬酸盐厂曾在1950年和1974年之间死亡原因进行一个很大数目，铬（VI）空气测量。 1992年年底数据搜集。在这组平均人口工人肺癌死亡率比较，显示1.80风险增加。一个工人死于肺癌风险比正常人群高出80％。然而，在几乎全部肺癌病例科目也抽烟，因为吸烟者百分比也是在这组高出80％以上。另外，案件数量太小，使额外风险程度统计确定性，现在还不清楚。另外，只有很高铬（VI）曝光值进行了测量。
6替换工艺
6.1功效性镀硬铬通常特征
功效性硬铬电镀区分以下特点：镀层厚度3 - 5000微米•高硬度高达700-1200HV•高耐磨性•低摩擦和tribologically优势
结协力高•可加工•耐化学品•耐温度
•可回收和毒性无害
6.2指定替换工艺概述
文件提到了大量系统，可作为可能替换进程。然而，在这些过程中，只有极少数是作为替换品是可行。 下面列出过程，其中有作为最具潜力替换硬铬电镀依据附件XV因为涂层特征复杂相互作用，这些封面只有一小部分硬铬电镀频谱 - 甚至当全部替换品总被认为是。
1。和超音速热喷涂（高速氧燃料）
2。镍及镍合金涂层，和镍镀层系统，尤其是镍钴铁纳米合金电镀
3。钴和钴合金涂层
4。真空工艺和PVD / CVD（物理/化学气相沉积）
5。表面改性
6。沉积铬（Ⅲ）
不包含在这一点上替换工艺，锌基础上，溶胶 - 凝胶工艺和混合聚合物过程中，因为它们在附件XV指定为可能替换铬酸盐和硬铬电镀工艺。镀硬铬，镀铬装饰和铬酸盐或钝化之间差异是在第1条所述。
无有害物质分析进行任何指定附件第十五汇报中替换品。这个过程提供了这么分析只能在授权过程。 15
6.3技术和有害物质指定替换工艺分析，这应该被视为在一个较早时间，因为已知危险潜力部分如指定替换品，比如，发展精细，在热喷涂硬金属粉尘。
以下分析目标是确定这一进程在何种程度上代表了镀硬铬替换从技术角度来看，和揭示替换过程中所带来健康风险。
6.3.1热喷涂（TS）
TS描述最常见于文学，说是关键选择。超音速火焰喷涂层部分特点，尤其是相吻合和那些硬铬plating12。
粉状物料在超音速过程中，加紧高速度和温度，并喷洒在塑性状态组件。涂料发展液滴液滴。
尤其是WC-Co或Cr3C2复合镍铬粉被用来替换硬盘chromium12
不过，也有从技术角度来看，显着不足：
技术分析
点下面提到说明为何热喷涂能够作为替换硬铬电镀在有限范围内仅用于：12,13,14
超音速关键缺点之一是，有显著内表面涂层限制。这是不可能外套直径小于200 mm.16
•喷上涂层和基体之间纽带，是纯粹机械;相比之下，铬电镀坚持基板依据
更换硬铬电镀，热喷涂 - 问题，处理方案，和未来可能方法。固态物理学法律。机械债券TS涂层，涂层附着力较差可能是受

通常应用于涂料是多孔，假如过低，不渗水，然后能够造成增加腐蚀（最小厚度是80微米）涂层厚度。

在粗糙涂层表面TS应用过程结果。依据不一样应用，这可能需要后续加工，坚硬陶瓷涂层，如WC-Co使用时，它能够是很昂贵。大量硬金属粉尘在研磨过程中，在相同方法时，金属粉末喷涂涂层应用时，开发。所以，TS不能被接收作为替补，当涂层厚度低于最低要求，以满足尺寸要求。
•小型或复杂减弱组件是很困难大衣，假如她们能够涂在全部。
•超音速火焰喷涂涂层含有断裂时伸长很低原因是brittle.14
有害物质分析
热喷涂对多种灾难潜力，这使得使用它作为替换硬铬电镀出现，尤其是在保障雇员禁忌生产力：
当组件被喷粉末，以很高速度在塑性状态，仅作为涂料喷涂材料存款一部分。可高达60％过喷expected19大量材料，这是没有存入，在坚硬金属粉尘形式，其中还包含一个分数和E-分数dusts.20
•当使用粉含有超出5％铬，它是能够测量排气中铬（VI）。 （A级分数是肺泡分数E-分数灰尘吸入分数。）

•喷涂硬金属粉末，也带来了风险，尤其是当WC-Co使用。 lasfargues认为关键事实WC提升合作效果
6.3.2镍和镍合金
和被指定为替换镀硬铬，镍和镍合金涂层，尤其是Ni-P和沉积Ni-W合金。电沉积镍钴铁纳米涂层
沉积完成电子化学或无电流。
技术分析
使用镍和镍合金作为替换品是受部分技术限制：
•硬化镍和镍合金镀层含有比功效性镀铬硬度较低（500-750高压）。 13这个值是不足够很多应用。但电沉积镍钴铁
硬度高大700以上，能够替换六价铬电镀。济南泰格化工 电话：
•需要一个热处理合金无电流沉积Ni-P合金硬度增加。这里温度大约。 400°C是用于13日，从而造成翘曲和违反组件公差。 2513热变形元件后续诊疗是可行，只是在简单情况下。另外，进入元件进行温度可能会造成在基板上改变，尤其是对高强度钢和回火钢，降低归根到底组件实力。熔点低材料也硬化过程除外。

•在硬铬电镀，镍或镍合金涂层是受较高胶粘剂wear.26
•尤其是当使用小规模（纳米级）颗粒分散沉积手段，以加强涂料，它是极难取得颗粒均匀分布在涂层。出于这个原因，它通常是均匀涂层性能，在大多数情况下不可能实现。

多层镍，铜及其合金，不能作为竞争考虑，因为没有取得涂料所需硬度属性组成系统，即使考虑到最新事态发展27
有害物质分析
越来越多文件提到修改涂层性能 - 利用纳米粒子也更近靠近镀硬铬特点。
•使用纳米粒子组成了重大风险。
6.3.3钴合金和钴合金纳米晶
纳米晶-P合金沉积被认为是可能替换镀硬铬。
可硬化合金涂层，并列入涂层中粒子是可能。

多种研究认为，作为涂料内径补充到TS NCO - P。使用脉冲电流电镀工艺或化学沉积涂层。
技术分析
以下几点显着限制使用NCO-P镀层替换硬铬电镀： •在淬硬状态NCO-P合金太软（530-600HV）直接竞争和功效铬plating.31
•高硬度（680HV）31只可能和热处理，使这个值仍然大大高于技术镀铬（> 900 HV）实现值低。
•耐磨性也较低。
热处理能够造成失真元件和基板，其中不包含在很多材料上使用属性改变。
有害物质分析
是在考虑纳米晶-P镀层关键有以下几点：
•很多钴化合物在REACH进程在候选名单。这些还包含二氯化钴和硫酸钴
这些化合物中NCO-P合金沉积所需电解质中。
NCO-P镀层替换硬铬电镀。从技术，所以也代表了潜在物质列入电纳米钴磷作为硬铬替换涂层。是不可能实现硬铬电镀决定性性能，尤其是硬度和优异耐磨损特征。为了达成较高硬度，热处理是必需，这可能会造成负面改变中组件，然后依次排除技术产品使用。定位排除REACH候选名单上所使用钴化合物作为替换硬铬电镀认真考虑这些。
济南泰格化工超微晶钴合金完全能够达成镀铬性能要求。
6.3.4PVD / CVD真空工艺
PVD和CVD工艺在真空技术领域，尤其是提到作为硬铬替换品。这里，碳化钨（WC），氮化锆（ZRN）氮化钛（TiN）涂层材料是可能。
技术分析
因为下面列出技术问题，使用真空过程中，只能被视为是一个利基更换硬铬电镀技术：
•PVD和CVD工艺通常许可涂层厚度只有几微米耐磨性。 13出于这个原因PVD / CVD系统关键用于薄膜技术相结合。
氮化物或碳化物涂层耐磨性常见部分脆，比几微米时，沉积层在更大。
因为工艺技术，组件几何是很有限，在零件大小是coated.36
因为实现层厚度低，修补涂料是不可能，因为这些全部需要更大数量物质沉积。

有害物质分析
涂层过程中不暴露职员到任何有毒物质，因为涂层工艺是在真空状态下完成。
•然而，清洁涂料商会从细微粉尘造成危害时，镀膜室墙壁上沉积涂层材料，机械拆除。
•多种物质，如一氧化碳，硫酸和多种氯化合物组成CVD过程中对工人高潜在危险。
真空过程中不能被认为是替换镀硬铬，关键从技术角度。应用是能够想象，在那里将有可能改变这种替换技术。然而，这些仅是利基领域。使用
替换硬铬电镀PVD / CVD工艺是不可行，大表面上使用。
6.3.5表面改性
附件XV中提到表面改性进程关键是硝化（氮化）工艺。
氮化能够使用等离子过程或tenifer诊疗完成，使组件在浸入熔盐。
技术分析
以下技术上限制，存在表面改性过程：
•在硝化过程中温度为520°C至580°C间发生后，浸入熔盐，而温度为450°C至约。 550°C血浆硝化常见。
•高温作用，对元件容差危险。
25后续处理几乎是不可能，除非极其简单元件几何尺寸，即使如此，它并不总是能够恢复公差。氮化对热敏感材料，如高强度钢使用，比如，是不可能，因为大量热，调成组件。另外，依据材料，强度折减，能够估计热处理
6.3.6三价铬沉积
研究集中部分铬电解质沉积时间。
在装饰性镀铬，三价铬电解液已经被用来作为装饰铬电镀六价铬电解质对于一些应用程序中使用替换品。
技术分析
•使用三价铬电解液功效铬涂层沉积过程仍处于发展阶段。
•即使开发工作结束后，从价电解质硬铬镀层沉积，只会有可能特殊应用和很简单元件几何尺寸，因为电子化学limits.39
价涂层工艺，现在正在开发将有可能只有很有限程度上是因为元件几何尺寸。

有害物质分析
笔者不熟悉任何危险潜力。
6.4结论替换进程
技术和有害物质分析全部关键点再次列出，并总结以下：
有一个熟悉功效铬电镀使用六价铬电解质替换品种。这些替换品不包含一个普遍替换过程中，能够在一对一基础上替换硬铬电镀。
热喷涂过程中，作为关键替换方案中提到，造成重大健康风险，预防其使用作为替换镀硬铬。另外部分提到技术不足之处是排除标准。
镍或镍合金基础上涂料和涂层系统不提供任何真正替换镀硬铬，因为在淬硬状态下硬度和耐磨性低于硬铬，使她们技术替换不可接收。但镍钴铁合金能够替换镀铬。
从硫酸钴和氯化钴电解质纳米晶钴 - 磷合金沉积。这些化合物全部包含在将在REACH物质SVHC清单中。另外，实现力学性能不足以满足要求硬铬电镀。济南泰格化工超微晶钴合金完全达成镀铬性能
因为技术上原因，也是需要考虑PVD / CVD过程中，也提到替换仅用于特殊应用。
从技术角度来看，表面改性过程中不能被认为是可行，尤其是因为包含高温。另外，这些过程不存涂层，使整个维修范围不能涵盖使用表面改性。
使用三价铬电解液沉积仍处于发展阶段，将能够替换只有一小部分硬铬使用六价铬电解质应用。
功效硬铬电镀假如是要更换，这将是必需使用过程，不含有相同技术或机械性能，并在健康方面，不提供任何改善雇员保障，因为这些介绍熟悉和较少和研究安全隐患。其它替换品，其次，被认为是在有害物质方面相对无害，不过，从技术制高点，只能被视为利基应用替换品。

所以，最理想镀铬替换品—电镀镍钴铁，超微晶钴合金
所以致力于开发代铬镀层，前后开发了电镀Sn- CO 、CO- B、Ni- CO- Tl- B等合金镀层和化学镀Ni- MO- P、Ni- Cu- P、Ni-Sn- P、CO- W- P、Ni- W- P 等合金镀层，不过这些合金镀层综合性能不能满足替换铬镀层要求。鉴于上述情况，本文就能够替换铬镀层电镀Ni- Fe- C合金工艺优点，镀层性能，工业现实状况，研究现实状况，发展方向等加以叙述。从而使我们对电镀Ni- Fe- CO各个方面有一个全新认识。本文着重介绍Ni-Co-Fe合金代铬镀层电镀工艺和最新研究结果。

2， Ni-Co-Fe合金代铬镀层优点及工业现实状况
Ni-Co-Fe合金代铬镀层，在很大层度上改善了镀层色泽，得到了和铬镀层极为相同合金镀层，且镀层经热处理后其硬度和铬相当，。本发明Ni-Co-Fe合金代铬镀层电镀液能在铁件和锌合金等基材上电镀得到暗青亮致密镍钴铁合金镀层，镀层表面无微裂纹，含有很好耐蚀性和耐磨性，基体结协力良好。镀液浓度低，带出量少，整个电镀工艺过程实现清洁生产，符合环境保护和可连续性生产要求，且操作简单，适于推广。在中国现在面临严重环境问题大环境之下，Ni-Co-Fe合金代铬镀层有着宽广发展前景。而且能耗低，深镀能力远远强于电镀铬，适适用于小零件常规滚镀生产，经济效益显著。Ni-Fe-CO 合金镀层既可保持电镀金属镍镀层光亮性好、机械性能优良和化学性质稳定优点，还能够使镀层硬度和耐磨性显著提升，且镀层在高温下仍可保持很高硬度。电镀 Ni-Fe-CO 合金镀层外观呈银白色，色泽美观，镀层化学稳定性好，硬度较高、耐磨性和耐蚀性很好。经过电镀方法制备 Ni-Fe-CO 合金镀层含有独特优越性，不仅能够经过改变镀液各成份及电镀工艺参数来制备不一样组成合金镀层，从而得到不一样机械物理性能和化学性能镀层来满足不一样环境需要，而且电镀工艺简单、成本低、易操作。合适增加 Ni-Fe-CO合金镀层中 Co 含量，有利于提升镀层硬度，伴随镀层中 Co 含量增加，镀层硬度增大，磁性能也增大，当镀层钴含量达成 80%左右时，可取得含有良好磁性能 Ni-Co 合金镀层，可广泛用于电子、航天工业等领域。电镀 Ni-Co 合金镀层耐蚀性和耐磨性优良，可广泛用作防护-装饰性代铬镀层。用作装饰及耐磨用电镀 Ni-Fe-CO合金镀层中 Co 质量分数通常在40%以下，常见镀液关键有硫酸盐型、氯化物和硫酸盐混合型和氨基磺酸盐型，常见电镀 Ni-Fe-CO合金镀液以酸性镀液居多。采取电镀方法制备纳米 Ni-Fe-CO合金镀层，可融合纳米材料粒径可控、反应条件温和、纯度高优点，使镀层硬度得到很大程度提升，碱性纳米 Ni-Fe-CO合金电镀新工艺含有工艺稳定、镀层光亮、电流密度范围宽等优点，得到镀层可用作防护-装饰性镀层，可广泛应用于手表、汽车零部件等，也可用于电铸模具，应用前景宽广。
即使代镀铬工业已在蓬勃发展，但Ni-Co-Fe合金代铬电镀工厂还极少，因为Ni-Co-Fe合金代铬电镀仍有实现批量生产技术性难题未处理，外国已经有工厂实现生产线自动化生产，但也只在小数，整个行业仍在孕育当中。更关键是镀层性能跟镀铬层仍有一定差距，所以要完全顶替镀铬，仍有一段路要走，但科研结果硕果累累，很多人全部坚信Ni-Co-Fe合金代铬电镀会会最终发展起来。节能环境保护代铬镀层—光亮镍钴铁合金镀
3，替换镀硬铬纳米镍钴铁合金电镀技术项目介绍
项目介绍：铬镀层含有极好耐磨性能和光亮性能而被广泛应用于生产生活当中。中国每十二个月镀铬总产值大于100亿人民币，其中镀硬铬约占20%，装饰铬约占有80%。传统铬电镀在铬酸（六价铬）镀液中进行，六价铬是极强氧化剂和致癌物质，能够造成人体肾功效衰竭、心率衰竭、白血病，并可强烈引发癌症。美国环境保护署(EPA)、欧盟WEEE和ROHS指令、中国《电子信息产品污染控制管理措施》全部明确严禁和控制六价铬电镀工艺使用，并表示只要有成熟替换工艺商业化，则必需淘汰六价铬电镀工艺。
　　世界各国研究人员正致力于研究能够替换六价铬电镀工艺。现在开发三价铬电镀工艺可替换装饰性六价铬电镀工艺，不过因为铬镀层含有极好耐磨性能，现在为止，能够替换硬铬电镀工艺还未见商业化报道。。Nickel-iron-cobalt (Ni-Fe-Co) alloy substitutes for chromium plating are said to have a wear resistance twice that of chromium and corrosion resistance that is 2.6 times greater.镍铁钴（镍铁钴）镀铬合金替换品，含有耐磨性两次铬，耐腐蚀，是增加2.6倍。 With the appropriate nickel and iron content, a color similar to that of chromium can be obtained.用合适镍和铁含量，能够得到类似颜色铬。 The iron and cobalt in solution increase hardness and stability.铁和钴溶液中增加了硬度和稳定性。
Friction and wear tests were performed on this particular coating using a ball-on-disc machine.这个特殊涂层用球 - 圆盘机上进行摩擦磨损试验。 The surface was observed using a scanning electron microscope (SEM), and the surface composition analyzed with a x-ray analyzer.使用扫描电子显微镜（SEM），并用X-射线分析仪分析表面成份，表面观察。 Hv hardness was determined to be 1,118 at room temperature, whereas hard chromium was 900 Hv. HV硬度被确定为1,118室温，而硬铬为900暖通。 Hv hardness of the Ni-Fe-Co coating did not change until the temperature reached 300C, where it went to 1,552; at 400C, it was 1,422; at 500C, it was 1,300; at 600C, it was 1,190; and at 700C, it was 1,040.沉积Ni-Fe-Co涂层硬度HV没有改变，直到温度达成300C，它在哪里就去到1552; 400C，它是1422; 500C，它是1300; 600C，它是1190和700C，它是1,040。
The wear rate for the Ni-Fe-Co plating was 110.56 10-17[m.sup.3]/NM (where V=lm/s, P=600 N, T=30 min).镍铁钴镀层磨损率为110.56 10-17 [m.sup.3 /海里（其中：V =流明/ S，P = 600 N，T = 30分钟）。 The wear rate for hard chromium was 241.11 10-17[m.sup.3]/NM [2,3].耐磨硬铬率为241.11 10-17 [m.sup.3] / NM：[2,3]。 济南泰格化工研制镍钴铁合金成功应用到连铸结晶器铜管上，铜板上，通钢量大幅提升。但因为含有镍，会对皮肤造成过敏，也不是最终代铬镀层。
-间美国麻省理工学院数次报道开发了一个晶粒很细小镍钨合金，能够替换替换硬铬镀层，不过一样也未见大规模商业化。美国军方甚至认为六价铬电镀硬铬技术是不可替换。
　　以上多个研究全部在镍电镀基础上引入钨元素，而要引入钨元素话肯定会牺牲电流效率，由镀镍95%以上，降为镀镍钨合金30-40%。电流效率降低带来很多问题（如分散能力降低、析氢严重）可能是造成这些工艺不能大规模商业化关键原因。
　　本项目组经过2年试验研究，采取了一个全新控制晶粒尺寸方法，开发替换镀硬铬纳米镍钴铁合金电镀技术，工艺稳定、操作过程、电流效率（95%以上）、分散能力、覆盖能力好，不过其晶粒尺寸仅仅为6-8nm，镀态硬度可达成700-800Hv，远远大于钨合金硬度（500Hv左右），靠近于六价铬电镀硬铬硬度（900-1000Hv），光亮性、耐磨性和耐腐蚀性能和铬镀层相当，有望根本替换耐磨性六价铬电镀工艺，为电镀耐磨性镀层相关产业带来重大变革。在中国外环境保护政策越来越严厉现实状况下，此技术有着极其广泛应用前景和经济价值。
投资规模：200-5000万，技术转移

技术优势：本电镀添加剂，加入镀液中，镀层硬度可由400Hv提升到900Hv，耐磨性和铬镀层相当，可替换铬镀层。相对于六价铬镀硬铬，有以下几方面优势：（a）节能，电镀时能耗约为六价铬电镀得1/3；（b）分散能力、覆盖能力大大优于六价铬电镀；（c）光泽性和铬靠近；（d）硬度、耐磨性能和铬相当；（e）环境保护，无六价铬离子，废水中金属离子能够回收。(9) 纳米镍钴铁镀层测试根据ASTM B117盐雾测试六价铬存款超出了耐腐蚀结果。达成1000小时。

目标：提供产品及成套技术、设备。电镀成本略高于镀铬。
市场前景：伴随市场经济飞速发展，金属和非金属制品铬镀层处理产品已广泛进入航空、机器、电子、化工、五金等各个行业领域，其用量及应用范围十分喜人，市场需求十分庞大。 如装饰铬用于卫浴件、汽车外壳、活塞环、活塞杆，缸套、舰船发动机、发动机转子，自行车、缝纫机、钟表、仪器仪表、日用五金等零部件防护和装饰；耐磨铬用于切削及拉拔工具，多种材料压制模及铸模、轴承、轴、量规、齿轮等，还可用来修复被磨损零件尺寸公差。连铸结晶器铜管，铜板电镀镍钴铁。
　　替换镀硬铬纳米镍钴铁合金电镀技术替换严重污染环境六价铬电镀硬铬技术，替换了原有硬铬市场，含有很大技术市场。据不完全统计，全世界镀铬需求约600亿美元，镀硬铬需求260亿美元。本项目之前，还未有技术能够替换硬铬电镀技术。本项目替换六价铬镀硬铬技术，不仅能够替换硬铬原有市场，还能够在此基础上拓展，因为本项技术符合环境保护标准，而且各项性能全部优于铬镀层。也就是说，本技术中国外市场大于600亿美元／年，中国市场大于200亿/年。
4，镀铬政府限制 

几十年来一直镀铬材料选择，建立磨损部件，提升耐磨性和耐腐蚀机械元件。 多年来，镀铬受到攻击，因为在电镀过程中发出一个物质，它被认为是一个致癌物质六价铬。 这种物质是在我们呼吸空气，也能够进入我们供水，使人民生活亲密镀铬设施有相当大关注。 大多数人全部不会是很熟悉镀硬铬。 镀硬铬是镀铬应用已作为一个相当沉重涂层耐磨性，润滑，油保留，其它“磨损”目标（通常在千分之一英寸来衡量）。 部分例子将液压缸棒，轧辊，活塞环，模具表面，导丝，枪孔等“硬铬”是​​不是真比其它镀铬困难，它被称为硬铬，因为它是足够厚，硬度它能够进行测量，而仅一英寸厚镀铬装饰百万分之一，将打破像蛋壳，假如硬度试验进行，所以它硬度不能真正直接测量。
硬铬电镀几乎总是适适用于钢，通常淬硬钢制成物品。 它外观是金属，能够有光泽，为了克服这个问题，监管机构已经制订了更严格镀铬过程中产生空气质量标准。 这些标准要求镀铬设施安装日益复杂设备，以实现遵守。 这些要求提醒愿望，以替换部分其它涂层替换镀铬，镀铬使用是如此普遍。 

美国和加拿大政府已合作活动，以替换镀铬，硬铬替换队或HCAT - 工业企业和政府机构在寻求替换镀铬过程中利益集团。 这项活动大部分集中在热喷涂，尤其是作为一个可行替换超音速。 现在正专注于应用程序是飞机部件。 对于这些应用，HCAT已确定了三个涂料 - 碳化钨/钴，碳化钨/钴铬和Trib
内孔部件，不能喷涂，喷涂设备昂贵，噪音大。济南泰格化工致力于研究环境保护代铬镍钴铁纳米镀层，同时成本廉价。
传统镀铬因为环境污染严重，其应用正在受到越来越严格限制。所以，开发代铬镀层有着很现实市场需求。对于耐磨性硬铬镀层，能够有部分复合镀层作为替换镀层，而对于装饰性代铬镀层，因为镀铬层光亮色泽多年来已经为广大消费者接收，采取其它镀种替换装饰镀铬一个基础要求是色泽要和原来镀铬相当。能满足这种要求关键是部分合金镀层。
1)电镀镍钴铁合金替换铬镀层成本比较低
2)工艺相对比较成熟，技术优异。连铸结晶器铜管内孔电镀镍钴铁已连续生产36月，工艺稳定。
3)能够使用之前设备不需要更换
4)有环境保护效果,产生废水少，且可回用，电流密度小，比镀铬节电90%
5)能够处理铁杂质品质缺点，变废为宝。
6)能够满足耐腐蚀要求，盐雾试验可达1000小时
7)生产周期降低300%,不需要预热
现在，国际和中国大环境全部在从很大程度上限制着六价铬镀层生产和使用，国家和政府也在不停增大对代铬镀层研发投入并主动激励电镀企业使用代铬镀层，这全部为代铬镀层研发和应用提供了良好环境，广大科研工作者也必将会研发出绝佳Ni-Fe-CO工艺，并从根本上替换六价铬镀层。
5,代铬镀层镍钴铁优缺点

硬铬和装饰铬全部是镀铬一个，镀硬铬通常采取比较多是常在高温条件下使用机械，如：模具等。镀装饰铬顾名思义，关键目标就是为了表面光亮、外形美观、防锈等等。
镀硬铬长久以来一直是航空部件制造、维护和修复关键组成部分。对于像飞机起落架、汽轮机、液压和其它部件，铬能够提供长久耐磨涂层。遗憾是发觉用于电镀作业六价铬会对电镀工厂工人造成严重伤害。
近几年伴随对镀铬健康和环境威胁意识显著增强，造成逐步向替换涂层技术转移。过去二十年环境和健康规则越来越严格，严重打击了中国镀硬铬行业，使约二分之一电镀车间搬出企业或撤到乡村以外限制较少地方。大部分镀铬将被取替。
于此同时，铬镀层替换品已稳获市场。热喷涂是最为熟知镀硬铬替换工艺，已在航空业确立市场并向航空业以外通常工业和重型车辆市场拓展。然而，热喷涂正面临着来自和镀铬竞争一些