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怎样减小滚镀混合周期的影响?

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圈内好友多次提到滚镀的混合周期,知道了混合周期对滚镀的电镀时间和镀层厚度波动性产生重要的影响,如下式所示:
 
Tm ∝ T • C.V
 
式中 Tm ——滚镀的混合周期;
T——滚镀的电镀时间;
C.V——镀层的厚度变异系数。
 
从式中可以看出,混合周期与滚镀的电镀时间和厚度变异系数(反映镀层厚度波动性)均成正比,则混合周期越长,滚镀的电镀时间越长,镀层厚度波动性越大。所以,滚镀生产中应尽量缩短零件的混合周期,减小混合周期对电镀时间和镀层厚度波动性的影响。
 
那么,怎样减小混合周期的影响呢?可以从以下几个方面考虑。
 
1、滚筒横截面形状
 
滚筒的横截面形状是六角、八角(或七角)还是圆形,其零件的混合周期是不同的。一般,圆型滚筒比八角(或七角)形滚筒混合周期长,而八角(或七角)形滚筒比六角形滚筒混合周期长。所以,滚镀生产中六角形滚筒远比其他形状的滚筒应用广泛。但当六角形滚筒尺寸较大时(比如内切圆直径大于420mm时),一般应采用八角形滚筒。因为这时六角形滚筒的阴极导电钉在滚镀过程中摆动幅度较大,可能造成电流波动较大,且镀层的磨削程度较大而影响镀速。不断遇到有要求滚筒内对角500mm(相当于内切圆直径约430mm)且坚持要做成六角形滚筒的情况,其实是不合适的。
 
也有将小滚筒(载重3、5kg或9、10kg)做成八角(或七角)形的情况。这个问题应辩证看待,如果是为了减轻易损零件磨削、磕碰等是无可厚非的,但如果是普通情况就不合适了。所以,滚筒到底做成什么形状应视情况而定,不能人云亦云、盲目照搬,否则自己可能会受到不同程度的影响。
 
2、滚筒尺寸
 
滚筒尺寸不同其零件的混合周期是不同的,滚筒直径小一些比直径大一些零件的混合周期短。因为在相同转速的情况下,滚筒直径小比直径大表层与内层零件的换位速度快,则单位时间内零件的混合次数多,因此混合周期短。但滚筒直径小会降低对零件的承载量,此时则靠增加滚筒长度来增加滚筒产能,此即细长型滚筒的由来。所以,在滚筒容积相同(或装载相同数量零件)时,滚筒细长些比粗短些更合理。
 
生产中不乏不合理的滚筒尺寸产生不利影响的例子。例如,某电镀厂受现有镀槽限制,配备的滚筒较短,但为了增加容量而把滚筒直径加粗。起初使用这种滚筒总镀不出理想的产品来,后来减少了装载量,才使产品质量得到提高。因为这种粗短型滚筒零件的混合周期长,则电镀时间和产品质量必然受到一定影响。装载量减少后,零件的混合周期缩短,产品质量也就得到提高。但减少装料量,滚筒直径加粗还有什么意义呢?
 
3、滚筒转速                  
 
提高滚筒转速,有益于缩短零件的混合周期。因为滚筒转速提高后,滚筒壁板对零件的翻动力增强,则零件的混合更加充分,混合周期也就缩短。但提高滚筒转速会受到很多因素的制约,比如:
 
(1)镀层硬度的影响
镀层硬度不同,滚镀时零件受到的磨削程度不同,则对镀速的影响不同,因此采用的滚筒转速也不能相同。一般滚镀硬度不高的金属(如锌、镉等),滚筒转速应低一点如7r/min,而滚镀硬度较高的金属(如镍、铜等)则可高一点如11r/min。
 
(2)镀种的工艺特点的影响
除镀层硬度外,镀种的工艺特点也会对滚筒转速产生影响。例如,滚镀铬要求电流连续、平稳,中途不能断电,否则镀层极易钝化造成零件表面“挂灰”。所以,尽管铬镀层硬度非常高,滚筒转速也不能提高,通常只有1r/min左右,否则因转速快会加剧零件上电流的断续,影响镀层质量。
 
(3)滚筒大小或尺寸的影响
同样的镀种,使用不同大小或尺寸的滚筒,转速可能会不一样。例如,金和银与锌、镉等同属硬度不高的金属,则一般情况下滚镀金、银的滚筒转速可采用7r/min。但滚镀金、银一般使用的滚筒较小,小滚筒转动时零件间磨削程度较轻,所以滚筒转速可提高到11r/min。
 
(4)零件表面性质的影响
零件表面的物理或化学性质也会对滚筒转速产生影响。例如,钕铁硼材质脆性大,为减轻表面受损不宜采用与普通零件一样快的滚筒转速。但钕铁硼化学活性较强,又需要提高转速以缩短零件混合周期、以提高镀速减轻表面氧化程度、提高镀层结合力。这时,零件的表面性质对滚筒转速的影响就比较显著。
 
4、滚筒大小
 
使用小滚筒,零件的混合周期短,镀层质量也较好。但小滚筒产能低,为完成产量需要增加滚筒数量,则设备投资大、占地多,需要的操作工人也多,劳动生产效率低。所以,生产中总是希望使用的滚筒大一些,以尽量提高产能,提高生产效率。尽管如此,但如果不顾实际情况选择的滚筒过大,则可能会事与愿违,欲速则不达。因为滚筒增大后虽然产能提高,但混合周期却加长,这样不仅未必能提高生产效率,反倒可能使镀层质量下降。所以,生产中应选择合适大小的滚筒,才能既提高生产效率,又减小混合周期的不利影响。
 
5、滚筒装载量
 
滚筒装载量指滚筒内零件占整个滚筒内部容积的体积比。显然,滚筒装载量越小,零件的混合周期就越短。这有点像炒菜,小炒时锅里的菜翻动快,菜熟得也快,大锅菜正好相反。但滚筒装载量小,产能上不去,生产效率低,过小还可能因零件少无法与阴极导电钉正常接触,影响导电。但滚筒装载量大,零件的混合周期长,生产效率未必能提高,镀层质量也可能受到影响。所以,为平衡产量与质量的矛盾,一般普通零件的滚筒装载量为滚筒容积的1/3~2/5,过多过少都不合适。
 
6、采用振动电镀
 
根据零件的具体情况选择合适的滚镀方式,是减小零件混和周期影响的有力措施。振动电镀就是一种零件混合周期影响较小的新的滚镀方式。
 
振动电镀减小零件混合周期的影响,是通过控制镀层厚度波动性来实现的。它通过控制零件的振动频率或振幅等振动条件,来控制零件在振筛料筐内的混合条件,从而达到控制镀层厚度波动性的目的。振动电镀如果选择的振动条件适当,可将镀层厚度波动性控制到最小。尤其对某些特殊零件(如薄壁件),选用振镀其镀层厚度波动性比传统滚镀小得更多。例如,集成电路陶瓷外壳密封用盖板镀金,采用振动电镀厚度变异系数4.7%,而采用普通滚镀,厚度变异系数大于35%。
 
总之,在认识了零件混和周期对滚镀所造成的影响后,生产中就可以根据镀层的产量与质量要求、镀种的工艺特点及镀件的特点等多种不同情况,采取积极有力的措施,趋利避害,以达到减小零件混和周期的不利影响、提高滚镀生产效率和产品质量的目的。



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