CNS 4157-2005 Electroplated coating of nickel and chromium《铬及镍电镀层》.pdf

1、 1 印行年月 94 年 10 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 類號 ICS 25.220.40； 77.120.40 H30604157經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 66 年 8 月 11 日 94 年 4 月 19 日 (共 10 頁 )鉻及鎳電鍍層 Electroplated coatings of nickel and chromium 1. 適用範圍：本標準適用於鋼鐵、銅、銅合金、鋅合金等底材，為防蝕及裝飾之目的而施以鎳，銅鎳，鎳鉻及銅鎳鉻之電鍍（以下簡稱電鍍）。 備考： 含雙層鎳，微裂鉻，微孔鉻等電鍍，就其主要表面規定之。 2. 種類

2、、等級及符號 2.1 種類及等級：電鍍之種類以最後鍍層為準，等級是以厚度為準，如表 1 分類。 表 1 種類及等級 電鍍厚度 m 底材 種類 等級 等級 符號 符號 鎳及銅鎳 鉻 1 號 1 級 2 級 3 級 4 級 5 級 Ep-Fe/(Cu+Ni) 3 Ep-Fe/(Cu+Ni) 5 Ep-Fe/(Cu+Ni) 10 Ep-Fe/(Cu+Ni) 15 Ep-Fe/(Cu+Ni) 20 3 以上 5 以上 10 以上 15 以上 20 以上 鋼鐵 2 號 1 級 2 級 3 級 4 級 5 級 6 級 7 級 8 級 Ep-Fe/(Cu+Ni) 3Cr 0.1 Ep-Fe/(Cu+Ni)

3、5Cr 0.1 Ep-Fe/(Cu+Ni) 10 Cr 0.1 Ep-Fe/(Cu+Ni) 15 Cr 0.1 Ep-Fe/(Cu+Ni) 20 Cr 0.1 Ep-Fe/(Cu+Ni) 25 Cr 0.1 Ep-Fe/(Cu+Ni) 30 Cr 0.1 Ep-Fe/(Cu+Ni) 40 Cr 0.1 3 以上 5 以上 10 以上 15 以上 20 以上 25 以上 30 以上 40 以上 0.1 以上 0.1 以上 0.1 以上 0.1 以上 0.1 以上 0.1 以上 0.1 以上 0.1 以上 1 號 1 級 2 級 3 級 Ep-Cu/Ni 2 Ep-Cu/Ni 5 Ep-Cu/Ni

4、 10 2 以上 5 以上 10 以上 銅及 銅合金 2 號 1 級 2 級 3 級 4 級 5 級 6 級 Ep-Cu/Ni 2Cr 0.1 Ep-Cu/Ni 5Cr 0.1 Ep-Cu/Ni 10 Cr 0.1 Ep-Cu/Ni 20 Cr 0.1 Ep-Cu/Ni 25 Cr 0.1 Ep-Cu/Ni 30 Cr 0.1 2 以上 5 以上 10 以上 20 以上 25 以上 30 以上 0.1 以上 0.1 以上 0.1 以上 0.1 以上 0.1 以上 0.1 以上 鋅合金 1 級 2 級 3 級 4 級 5 級 6 級 Ep-Zn/(Cu+Ni) 10 Cr 0.1Ep-Zn/(C

5、u+Ni) 15 Cr 0.1Ep-Zn/(Cu+Ni) 20 Cr 0.1Ep-Zn/(Cu+Ni) 25 Cr 0.1Ep-Zn/(Cu+Ni) 30 Cr 0.1Ep-Zn/(Cu+Ni) 40 Cr 0.110 以上 15 以上 20 以上 25 以上 30 以上 40 以上 0.1 以上 0.1 以上 0.1 以上 0.1 以上 0.1 以上 0.1 以上 備考 1. 1 號最後鍍層是鎳， 2 號最後鍍層是鉻。 2. 銅鎳之合計厚度以 (Cu+Ni)符號表示，其中鎳厚度可由買賣雙方協議。 3. 在鋅合金底材上之鍍銅厚度至少須在 5m 以上。 4. 銅合金底材，最好先一層擊鍍銅。 2

6、CNS 4157, H 3060 2.2 符號：電鍍之符號依 CNS 7796電鍍工程圖表示法之規定。 3. 底材 3.1 電鍍鉻及鎳底材上應無刮痕、凹洞、細裂縫、搔紋、不導電之附著物及經輾、鑄、削等而產生之底材毛頭，因這些原因將造成鍍層缺陷而影響品質。且電鍍底材之加工應注意避免有損於電鍍層之使用、形成、配合、功能或防護能力。 3.2 高強度鋼料應避免使用酸洗，以防止過度之氫脆性產生。 3.3 具有最大抗拉強度 1000 MPa 以上的鋼鐵，在各種機械冷作後，必須經過 19014之溫度而經 3 小時以上之熱處理，以清除殘留應力，才能進行脫脂與鍍鎳及鉻的過程。 4. 品質 4.1 外觀：電鍍品之

7、外觀需光澤均一，以 4 倍放大鏡檢視不能有起泡、底材露出、燒焦、電鍍不均勻、剝落或其他對使用上有害之缺陷；鍍層之光澤與顏色由買賣雙方約定，最好各持有相同樣品作為認定之標準。 4.2 鍍層厚度：鍍層厚度是指主要表面 (1)的最薄鍍層厚度，鍍層厚度與等級關係，如表 1 所示。 註 (1) 主要表面係指能為直徑 2cm 之圓球所接觸的表面，或依 CNS 7796 第 4節中所約定。鍍層厚度與環境耐蝕性關係如附表 1。 4.3 鍍層之含硫量：鎳鍍層含硫量之要求可由買賣雙方協議之。 4.4 鍍層之耐蝕性：依買賣雙方協議，鍍層之耐蝕性可依第 5.5 節規定做試驗，其品質要求可由買賣雙方協議或依表 2 之基

8、準。 3 CNS 4157, H 3060 表 2 耐蝕性的基準 試驗種類 電鍍符號 鹽水噴霧試驗(CNS 8886) 醋酸銅鹽水噴霧試驗(CNS 8886) 鐵氰錯鹽試驗2cm斑點數(CNS 4160) Ep-Fe/(Cu+Ni)3 Ep-Fe/(Cu+Ni)3 Cr 0.1 未滿 12 未滿 12 Ep-Fe/(Cu+Ni)5 Ep-Fe/(Cu+Ni)5 Cr 0.1 未滿 5 未滿 5 Ep-Fe/(Cu+Ni)10 Ep-Fe/(Cu+Ni)10 Cr 0.1 R. N 9 以上 (2)R. N 9 以上 未滿 2 未滿 2 Ep-Fe/(Cu+Ni)15 Ep-Fe/(Cu+Ni)

9、15 Cr 0.1 R. N 9 以上 R. N 9 以上 未滿 1 未滿 1 Ep-Fe/(Cu+Ni)20 Ep-Fe/(Cu+Ni)20 Cr 0.1 R. N 9 以上 R. N 9 以上 未滿 1 Ep-Fe/(Cu+Ni)25 Cr 0.1 Ep-Fe/(Cu+Ni)30 Cr 0.1 R. N 9 以上 R. N 9 以上 Ep-Cu/Ni 10 Ep-Cu/Ni10 Cr 0.1 R. N 9 以上 R. N 9 以上 Ep-Zn/(Cu+Ni)10 Cr 0.1 Ep-Zn/(Cu+Ni)15 Cr 0.1 R. N 9 以上 R. N 9 以上 Ep-Zn/(Cu+Ni)2

10、0 Cr 0.1 Ep-Zn/(Cu+Ni)25 Cr 0.1 Ep-Zn/(Cu+Ni)30 Cr 0.1 R. N 9 以上 R. N 9 以上 R. N 9 以上 註 (2) R.N 為等級號碼 (Rating Number)之簡稱。 4.5 鍍層之微孔性與微裂性：鉻鍍層之微孔性與微裂性之要求可由買賣雙方協議之。 4.6 鍍層之附著性：電鍍須依第 5.7 節規定作附著性試驗，其結果須無剝離、起泡等現象發生。 4.7 鍍層之延展性：鎳鍍層延展性之要求可由買賣雙方協議之。 4.8 去氫脆性：所有鋼料硬度在洛氏硬度 HRC 40 以上者，電鍍後 4 小時內須在 19014以上之溫度下烘焙至少

11、3 小時以上，以去除氫脆性。被鍍之彈簧或其他可彎曲鍍件，在氫脆性處理前不可彎曲。 5. 試驗 5.1 試驗前處理：試驗面以適當的溶劑擦拭或用水濕潤過的脫脂棉沾上氧化鎂或沉降性碳酸鈣之微細粉末擦拭試驗面，經水洗後以乾淨的布或吸水紙拭去水分。 4 CNS 4157, H 3060 但在外觀試驗時，可免施行前處理。 5.2 外觀試驗 5.2.1 目的：此試驗是為了要檢查光 澤度、光澤均勻度、顏色、顏色均勻度、霧狀、污斑、起 泡、燒焦、電鍍不均勻、剝落 (3)、傷痕、平滑度、底材研磨的好壞等為目的，依如下之條件施行。 註 (3) 包括中間層電鍍之露出。 5.2.2 試驗方法：在黑色或近於黑色 之背景下

12、，為避免直射日光，宜使用北窗光線，在垂直方向，以目視距試驗片 60 cm 以上之一定距離 (4)檢查，或者是使用標準白色光源（例如可用 D 65 光源，勒克斯 1000 以上）以垂直方向照射， 45 度方向目視檢查，如圖 1 及圖 2 所示。 註 (4) 與試驗片之距離可由買賣雙方協議之。 圖 1 圖 2 北窗光線 試片60cm試片 濾光鏡 光源 目 5 CNS 4157, H 3060 5.2.3 判定：依照製品之使用目的， 指定其主要表面與非主要表面，而遵照個別之檢查基準判定之。 5.3 厚度試驗：依鍍層厚度、鍍件形狀與底材種類，由買賣雙方協議可選擇下列方法進行試驗。必要時，亦可依其他可靠

13、方法進行，各項試驗誤差必項小於 10%。 5.3.1 顯微鏡式厚度測定法：顯微鏡式厚度測定法可依 CNS 12114金屬鍍層與金屬氧化層用橫截面顯微鏡式 厚度測定法測定，將欲測定之電鍍面作成垂直的橫截面 ，經研磨 (5)後以顯微鏡測定其厚度，為了易於分辨鍍層之界線，可適當的加以浸蝕之後再觀察。 註 (5) 試樣製備中鍍層如變形，其測定誤差會很大，試樣可用金屬夾緊或鑲埋入樹脂內再研磨，也可將試樣鍍上其他金屬保護層並鑲埋入樹脂內再研磨。 5.3.2 射線厚度計測定法：本測定法適用於鍍層與底材的原子序相差 20%以上時，在試樣之可測定或被指定 之表面，以適當放射性同位素之射線照射之，以射線測厚計測定

14、試樣的射線反向散射 (back scatter)的強度，與標準試樣比較後，可測得其厚度。 5.3.3 電解式測定法：電解式測定法應依照 CNS 4161金屬鍍層用電解式厚度測定法施行。將已知面積之鍍 件置於適當電解液中，在陽極上電解溶解而計算其鍍層厚度。 5.3.4 噴流式測定法：噴流式厚度測定可依 CNS 4162金屬鍍層用之噴流式厚度測定法測定。 5.4 含硫量試驗：鎳鍍層含硫量之測定由買賣雙方協議之。 5.5 耐蝕性試驗 5.5.1 要點：本試驗是測試電鍍層之 耐蝕性為目的，由買賣雙方協議，依下列方法進行試驗。 5.5.2 鹽水噴霧試驗法應依照 CNS 8886鹽水噴霧試驗法試驗。而以表

15、 3 規定之時間連續施行 (6) 。 註 (6) 無法長時間連續噴霧時，亦可用 8 小時單位斷續噴霧，其合計噴霧時間應由買賣雙方協議之。 6 CNS 4157, H 3060 表 3 噴霧時間（小時） 試驗種類 電鍍符號 鹽水噴霧試驗(CNS 8886) 醋酸銅鹽水噴霧試驗 (CNS 8886) 醋酸鹽水 噴霧試驗 (CNS 8886) Ep-Fe/(Cu+Ni) 10 Ep-Fe/(Cu+Ni) 10 Cr 0.1 Ep-Fe/(Cu+Ni) 15 Ep-Fe/(Cu+Ni) 15 Cr 0.1 Ep-Fe/(Cu+Ni) 20 Ep-Fe/Ni 10 Ep-Cu/Ni 10 Cr 0.1

16、Ep-Zn/(Cu+Ni) 10 Cr 0.1 Ep-Zn/(Cu+Ni) 15 Cr 0.1 24 Ep-Fe/(Cu+Ni) 20 Cr 0.1 Ep-Zn/(Cu+Ni) 20 Cr 0.1 Ep-Zn/(Cu+Ni) 25 Cr 0.1 8 48 Ep-Fe/(Cu+Ni) 25 Cr 0.1 Ep-Fe/(Cu+Ni) 30 Cr 0.1 Ep-Zn/(Cu+Ni) 30 Cr 0.1 16 96 5.5.3 醋酸銅鹽水噴霧試驗法：醋酸銅鹽水噴霧試驗法應依照 CNS 8886 試驗，而以表 3 規定之時間連續施行。 5.5.4 鐵氰錯鹽試驗法：鐵氰錯鹽試驗應依照 CNS 4160表面

17、處理用鐵氰錯鹽試驗法施行。 5.5.5 判定基準：依據電鍍之種類，其耐蝕性之判定可照表 2 之規定施行。 5.6 微孔性與微裂性試驗：鉻鍍層之微孔性與微裂性依附錄 1 方法進行試驗。 5.7 附著性試驗：鍍層之附著性可依下列任一方法試驗之。 5.7.1 彎曲試驗法：於彎曲試驗機上沿半徑 4mm 作 90彎曲試驗，每次先彎 90再彎回原位，視為彎曲一次，彎曲時先向後彎 90再向前彎，如此作 3 次彎曲，再檢視鍍層有無剝離現象。 5.7.2 急冷試驗法：將試樣在 150溫度下，加熱 10 分鐘，然後急冷於室溫水中，觀察是否有起泡剝離等現象發生。 5.7.3 黏性膠帶附著性試驗：使用 Scotch

18、cellophane tape no. 600 或其他相當黏性膠帶，黏貼試面，黏貼後以垂直方向迅速撕開，不得有任何鍍層剝 離現象，則方為合格。 5.8 延展性試驗：鎳鍍層之延展性依附錄 2 方法進行試驗。 5.9 氫脆性試驗：鍍層去氫脆性試驗法由買賣雙方協議之。 6. 檢驗：檢驗之抽樣表及允收品質若買賣雙方另有規定，則從其規定，否則依如下之 7 CNS 4157, H 3060 規定。 6.1 目視檢驗及非破壞性厚度抽樣檢驗：從每批產品中依 CNS 2779計數值檢驗抽樣程序及抽樣表中一般檢驗水準之批量採取樣本，其抽樣計畫採用表-A 之規定，允收品質水準 (A.Q.L)採用 1.5%。 6.2

19、 破壞性之抽樣檢驗：從每批產品中依 CNS 2779 中特殊檢驗水準 S-3 之批量採取樣本，其抽樣計畫採用表 -A 之規定，允收品質水準 (A.Q.L)採用 1.0%。 8 CNS 4157, H 3060 附錄 1 鉻鍍層微孔性與微裂性之試驗 1. 試驗過程 1.1 試樣須有適當之清洗。 1.2 試樣邊緣之切痕須用適當膠帶保護，以熱鹼液清洗，通過撥水性試驗後，再以去離子水清洗，然後浸入於 5%濃度的硫酸溶液中。 1.3 於試樣上依下列條件鍍上一層銅鍍層。 硫酸銅 210 240 g/l 比重 1.83 的硫酸 47 62 g/l 溫度 18 24 還原極電位 0.3 V 時間 1 5 mi

20、n 陽極 Cu 1.4 取出試樣，先後以冷與熱之離子水清洗後，於空氣中乾燥之。 1.5 此時只有在微裂和微孔中的鎳鍍層有銅的電沉積。 1.6 以適當的顯微鏡，計算單位面積的鉻微孔數目，或單位長度的鉻微裂數目。 9 CNS 4157, H 3060 附錄 2 鎳鍍層延展性試驗 1. 試驗片製作：鎳鍍層試驗片依下述方法製作。 1.1 與鍍件相同底材的試片上施以適當的拋光與清洗，軟質黃銅片可用以代替鋅鑄件底材（此試片需有較大面積，因為電鍍後每邊需要切除 25mm 的寬度）。 1.2 與實際鍍件相同條件下，鍍鎳 25m 厚度。經清洗乾燥後，切除試片四邊使成為長 150mm，寬 10mm，厚 1mm 的

21、試驗片。此 試驗片四周需研磨以去除毛頭。 2. 試驗方法：在直徑 11.5mm 的模柱上，將此試驗片依電鍍層反方向，以穩定壓力彎折 180，使試片兩端平行。彎折過程中，試驗片與模柱需連續接觸。 3. 檢驗：彎折凸出的鍍層部分若無裂痕（邊緣部分可以有些裂痕），即表示鍍層具有8%的延展性。 附表 1 鍍層厚度與環境耐蝕性的關係 底材 電鍍符號 鎳鍍層厚度 (m) 環境耐蝕等級數 Ep-Fe/(Cu+Ni)VIII Cr 0.1 40（雙重鎳） SC 4 Ep-Fe/(Cu+Ni)VII Cr 0.1 30（雙重鎳） SC 3 Ep-Fe/(Cu+Ni)V Cr 0.1 20 SC 2 鋼鐵 Ep-

22、Fe/(Cu+Ni) III Cr 0.1 10 SC 1 Ep-Cu/Ni 30 Cr 0.1 30（雙重鎳） SC 4 Ep-Cu/Ni 25 Cr 0.1 25（雙重鎳） SC 3 Ep-Cu/Ni 10 Cr 0.1 10 SC 2 銅及銅 合金 Ep-Cu/Ni 5 Cr 0.1 5 SC 1 Ep-Zn/Cu 5 Ni 40 Cr 0.1 40（雙重鎳） SC 4 Ep-Zn/Cu 5 Ni 30 Cr 0.1 30（雙重鎳） SC 3 Ep-Zn/Cu 5 Ni 20 Cr 0.1 20 SC 2 鋅合金 Ep-Zn/Cu 5 Ni 10 Cr 0.1 10 SC 1 備考 (1

23、) SC 代表環境耐蝕等級 (Service Condition)，例如鋼鐵底材於 SC 1 環境需要鎳10 m 以上以及鉻 0.1m 以上的鍍層厚度。茲將各環境耐蝕等級數說明如下： SC 4：使用於極嚴酷環境中，暴露 於清潔劑鹽水中，也受到機械性的刮磨。 SC 3：使用於嚴酷環境中，有雨水與清潔劑的浸蝕。 SC 2：使用於一般乾燥環境中，常有磨擦與水汽的凝結。 SC 1：使用於室內的溫和環境，只有輕微磨擦，很少有水汽凝結。 (2) 雙重鎳鍍層：其底層的含硫量須小於 0.005%，延展性要小於 8%，並且厚度為全部鎳鍍層的 60%以上 (如果底材為鋼鐵，則厚度為 75%以上 )；上層的含硫量必須大於 0.04%，並且厚度為全部鎳鍍層的 10%以上。 10 CNS 4157, H 3060 引用標準： CNS 2779 計數值檢驗抽樣程序及抽樣表 CNS 4160 表面處理用鐵氰錯鹽試驗法 CNS 4161 金屬鍍層用電解式厚度測定法 CNS 4162 金屬鍍層用噴流式厚度測定法 CNS 7796 電鍍工程圖表示法 CNS 8886 鹽水噴霧試驗法 CNS 12114 金屬鍍層與金屬氧化層用橫截面顯微鏡式厚度測定法 修訂日期：第一次修訂： 71 年 6 月 17 日 第二次修訂： 72 年 10 月 19 日 第三次修訂： 76 年 9 月 17 日