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电镀技术起源于中世纪欧洲的炼金术，由原始的瓶瓶罐罐和各色溶液通过导线相连发展成现代的电镀技术，其中电镀铬是应用最广的一项电镀技术。电镀铬是一种电化学过程，也是一种氧化还原过程。电镀铬的基本过程是将工件浸在镀铬溶液中作为阴极，金属板作为阳极，接直流电源后，在工件表面沉积出所需的镀铬层 [1-2] 。见图1.1。
电镀铬的基本工序为：（磨光→抛光）→上挂→脱脂除油→水洗→（电解抛光或化学抛光）→酸洗活化→（预镀）→电镀→水洗→（后处理）→干燥→下挂→检验。各工序的作用为：
前处理：施镀前的所有工序称为前处理，其目的是修整工件表面，除掉工件表面的油脂、锈皮、氧化膜等，为后续镀层的沉积提供所需的电镀表面。前处理主要影响到外观和结合力，据统计，60%的电镀不良品是由前处理不良造成，所以前处理在电镀工艺中占有相当重要的地位。
图1.1 电镀铬基本原理示意图
喷砂：除去零件表面的锈蚀、焊渣、积碳、旧油漆层，和其他干燥的油污；除去铸件、锻件或热处理后零件表面的型砂和氧化皮；除去零件表面的毛刺和方向性磨痕；降低零件表明的粗糙度，以提高油漆和其他涂层的附着力；使零件呈漫反射的消光状态。
磨光：除掉零件表明的毛刺，锈蚀、划痕、焊缝、焊瘤、砂眼、氧化皮等各种宏观缺陷，以提高零件的平整度和电镀质量。
抛光：抛光的目的是进一步降低零件表面的粗糙度，获得光亮的外观。有机械抛光、化学抛光、电化学抛光等方式。
脱脂除油：除掉工件表面油脂有有机溶剂除油、化学除油、电化学除油、擦拭除油、滚筒除油等手段。
酸洗：除掉工件表面锈和氧化膜，有化学酸洗和电化学酸洗。
电镀：在工件表面得到所需镀层，是电镀加工的核心工序，此工序工艺的优劣直接影响到镀层的各种性能。
电镀铬这项传统的表面技术，长期以来被广泛应用于传统工业的各个领域，起到防腐、耐磨、装饰等作用。但是随着现代工业的发展，对工件表面防护的技术要求逐渐提高，以及电镀铬自身存在许多问题无法解决，电镀铬技术变得越来越无法满足需求，许多新的表面防护技术相继出现用以替代电镀铬。
有关镀铬的历史可以追溯到20世纪中叶，1854年法国的Rober Baoson教授首次从煮沸的氯化亚铬溶液中实现了铬电沉积。1856年德国的Gerther博士发表了第一篇关于从铬酸溶液中电镀铬的研究报告，从而掀起了六价铬电镀的研究高潮。电镀铬的工业化要归功于Fink和Scdwartz等人在1923—1924年间的工作。至今电镀铬工业已有了90多年历史并成为电镀工业必不可少的镀种之一 [3-5] 。
镀铬技术的发展经历了普通镀铬、复合镀铬和新型高效快速镀铬三个重要阶段，也就是人们所称的第一、第二、第三代镀铬工艺。第一代以单一硫酸作催化剂；第二代以混合型氟化物作催化剂；第三代以有机和无机阴离子的混合物作催化剂。
第一代镀铬工艺以硫酸作为催化剂，电镀液的成分为CrO 3 +H 2 SO 4 。由于具有电镀液配方简单、稳定，成本低等特点，该工艺获得了最普遍的应用，但是该工艺存在许多突出的问题：
（1）阴极电流效率很低，工业化生产中仅为12%~15%，生产时由于放出大量氢气和氧气，加上温度较高，产生了毒性很大的铬雾。
（2）镀液的分散及覆盖能力差，如欲获得均匀的镀层，必须采取人工措施，如设计象形阳极或保护阴极。
（3）镀铬生产对温度控制要求很高，如欲获得光亮镀层，不但要严格控制温度变化，电流密度也必须根据所用温度选定。
第二代镀铬工艺以混合型氟化物作为催化剂，在电镀液中加入了氟化物、溴化物、碘化物等。其中加入氟化物可以提高电流效率、覆盖及分散能力，但含氟化物的镀液在低电流区对工件腐蚀比较严重，目前比较先进的镀硬铬工艺都不含氟化物。
第三代镀铬工艺以有机和无机阴离子的混合物作为催化剂，在电镀液中加入了卤化有机二酸，有机磺酸等。如添加溴化丁二酸、溴化丙二酸，可以提高镀液的分散及覆盖能力，电解液即使在高温、高电流密度下电解，有机物也不会被氧化；添加有机磺酸以较高的电流效率（大于22%）获得了结合力良好的光亮镀层，并避免了低电流腐蚀问题。但是该工艺存在成本较高、工艺较复杂等局限。
这三代电镀铬技术都无法避免的使用了六价铬，在电镀过程中以及电镀后所产生的废水、废气都是公认的有毒物质，对环境及人体会造成严重的危害。于是三价铬电镀工艺得到了研发和应用。三价铬电镀的明显优势表现为低的环境污染问题以及较好的分散和覆盖能力，但三价铬工艺至今仍存在一些致命的不足，表现为镀液的稳定性不好，成分复杂，分析监控困难，镀层的质量及外观较差，特别是三价铬电镀层厚度一般仅为3~4μm，只能用于装饰镀铬。并且三价铬在电镀过程中以及电镀完成后，很容易被氧化生成六价铬，仍然存在污染环境的危害 [6-10] 。
随着现代工业的发展，对机械零部件表面性能的技术要求不断提高，同时对生态环境保护也越加重视，虽然电镀铬技术也在不断发展，但至今已越来越表现出无法满足使用需求，与现代工业的要求无法匹配。究其原因，是由于电镀铬技术存在以下的许多关键问题：
（1）电镀铬过程中会产生大量含有Cr 6+ 的有毒废气和废水，这会导致严重的环境污染问题，现在各国对镀铬技术的管制越来越严格，如美国、加拿大等国已明文禁止使用六价铬的电镀技术，我国也在颁布的《重金属污染综合防治“十二五”规划》中明确指出，Cr为重点防控污染物，电镀为重点治理行业。
（2）电镀铬技术本身也存在一些缺陷：
1）镀铬层内存在微裂纹及“氢脆”现象，不可避免地会产生穿透性裂纹，导致腐蚀介质从表面渗透至界面而腐蚀基体，造成镀层表面出现锈斑，甚至剥落。
2）电镀工艺沉积速度慢，约为25μm/h，如果要镀300~500μm厚的镀层往往需要十几至二十小时的时间，因此不适用于厚镀层。并且当镀层厚度超过100μm时，镀层容易开裂甚至出现剥落，同时加工成本会大幅提高。
3）电镀铬层的硬度较低，哪怕是硬铬镀层的硬度一般为HV800~HV900，远不及一些陶瓷和金属陶瓷材料，而且硬铬镀层的硬度在温度升高时会因其内应力的释放而迅速降低，其工作温度只能低于427℃，因此难以适应现代机械高温、高速的工作要求。
4）电镀铬层由于镀层厚度较薄，硬度较低、并且存在微裂纹等不足，导致电镀铬层的耐磨粒磨损性能较差，如启闭机活塞杆等，在使用过程中由于沙子等杂质的摩擦，导致局部磨损，腐蚀介质进入基体，进而导致镀层剥落。
5）电镀铬层的防护寿命较短，无法达到许多机械设备的设计寿命，会带来频繁的检修，导致大量的资源及财力的浪费，严重的甚至会导致工程事故，如镀铬启闭机活塞杆表面发生锈蚀、镀铬剥落后，导致卡死，闸门无法开启。
因此，许多新技术被研究用以替代电镀铬技术，如热喷涂、PVCD、激光熔覆等。其中PVCD技术可以在工件表面制备高性能的防护镀层，但受到其加工原理的限制，无法处理大型的工件，一般只能处理1.5m以内的工件，另外该工艺的加工成本较高，无法大范围推广应用；激光熔覆技术由于其工艺复杂，设备及加工成本较高，并且容易产生热变形等不足，也无法完全替代电镀铬技术。而近年来迅速发展起来的热喷涂技术，具有无污染，加工效率高、加工工序简单、涂层品种丰富、涂层具有高性能及高使用寿命、对工件的形状无要求、能现场对大型部件进行加工等特点，被认为最有可能可以用来替代电镀铬技术，并且可能实现电镀铬技术的全面替代。我们研究发现通过该技术制备的防护涂层，其使用寿命较电镀铬层可以提高3~8倍，大幅降低了设备的检修、维护周期，保证设备运行的稳定性 [11-13] 。