滚镀工艺中的几个技术问题.pdf

P a t i n g a n d Fi n i s h i n g V o I 2 3 N O 4 文章编号：1 0 0 1 3 8 4 9(2 0 0 1)0 4 0 0 3 0 0 4 滚镀工艺中的几个技术问题 郑 瑞 庭(公安部第一研究所 北京 1 0 0 0 4 4)摘要：滚镀加工具备 大批量、高速度的加工能力，能弥补挂镀 工艺中质量上难 以克服的某些弊端。为 进一步提 高滚镀技术的工艺水平，重点介绍了滚镀需要 注意的操作要点，提 出了改进产品质量的建 议 对滚镀溶液的维护与故障排除方法、生产工艺中的节能措施、阳极配置要求、设备的改进等有详 细 的论 述。关键词：滚镀；滚 桶构造 控 温措 施；溶 液 维护 j阳极配 置 中图分 类号：T Q1 5 3 文献标 识码：B S e v e r a l Te c h ni c a l Pr o bl e ms i n Ba r r e l Pl a t i ng Pr o c e s s ZHENG Ru i-t i n g 应用滚镀工艺加工的镀层除具有厚度相对均 匀、镀层光亮度好、不会产生毛刺、无绑扎(挂勾)印 痕之外，还具有省略挂具制作工时及其材料的消耗，节省挂具上无效镀层的浪费，工件也无装挂的麻烦，一人能管理 3 5台滚镀设备同时加工 比挂镀生产 效率高很多等一系列优点，为此，一般电镀厂、点都 设有滚镀车问或滚镀小组 承担着批量小件的滚镀 任务 今笔者把长期从事滚镀工艺管理工作中所积 累的技术 问题在此 作一 简要 的介绍 1 滚镀 件预 处理过程 中需注意事项 在 同一 批的滚镀 件 中其表 面状态也 不会是 一样 的，故在预处理之前或之后都要进行认 真的表面质 量检查。预处理之前若发现有过厚的氧化皮或严重 锈蚀的要事先挑出来，单独处理。预处理之后若工件 表面尚有油污、锈迹乃至有残存 的酸、碱溶液等污物 未能检查出来，而直接转人下道工序，不但会严重污 染滚镀溶液，还会引起镀层掉皮、起泡、有锈迹处无 镀层沉积，工件不得不返修，返修时稍不注意还可能 造成废品。为防止这类质量问题 的发生，预处理过程 中要多翻动工件，一次处理件的量尽可能少一点 有 可能的话最好在滚桶内分别进行除油、除锈 利用滚 桶进行工件的预处理能不断改变工件位置，使工件 的各个部位均能与酸、碱直接接触，较易净化工件表 面。为加速除尽深凹等部位的污物，还可在滚桶内加 人一些铁屑之类作为磨料，促使工件与工件 的表面 难以接触的部位借助磨料的撞击作用而获得净化。2 滚镀溶液与挂镀溶液两者不宜通用 滚镀溶液 的主盐和导电盐的含量，一般要 比挂 镀溶液的配方高，(有时会稍低于挂镀溶液)，当利用 挂镀溶液改作滚镀溶液时要注意根据工艺文件中规 定的工艺 配方 予 以调 整。收稿 日期：2 0 0 0 0 6 2 2 作者简 介：郑瑞庭(1 9 3 0 一)、男 浙江 宁渡人 公 安部第一研究所工程师 维普资讯 2 O 0 1 年 7 月 电 镀 与 精 饰 第 2 3 卷第 4 期(总 1 3 9 期)3 1 3 滚 桶内工件 装载量如何确定 滚镀时 桶 内工件装 载量 的多少要 视 滚镀件 的重 量与体积之 比+郎一定重量工件集群后所占空间较 小的不宜装载过多，否则不易滚散，引起遮盖面积过 大，需要增加滚镀时间，且镀层厚度也不易均匀，使 部分工件或工件的局部部位厚度超差，但这类工件 装载量也不宜太少，否则由于滚镀过程 中工件之间 接触机会减少，引起相互之间的电流时断时续，造成 沉积速度缓慢，还有可能工件因频频脱 电而影 响镀 层的结合力，并易 起烧焦。这类工件 以占桶内体积 2 5 3 0 较 为适 宜。当遇有需滚镀的工件太少时除可与别的工件搭 配混合滚镀之外，也可采用挂镀或筛 网镀、篮筐镀和 布兜镀等方法进行口 。占有空间大的工件可在允许 范围内相对 多装载一些，但要考虑到滚镀时电力线 的分布，工件能否充分滚散 电源设备 的允许容量，滚镀溶液升温过快等问题的发生，装载量晟大也不 宜超过滚桶体积的 5 0 。4 并非所有形状的工件都适宜滚镀 精密度较高的或带有刃 口、锐角的工件+以及 由 过于薄 的材料 制成的工件和细长 的工件都不能滚 镀，否则工件会在桶内相互碰撞摩擦而受到损伤。1)在正常工艺条件下难以满足不同工件各 自质 量要求的；2)规格过于接近的工件(如标准件)，否则事后 难 以分检；3)较重 的实体 件与 薄形材料制件和较细长工 件 否则后者有可能因相互撞击而变形 f 4)易于相互卡住的工件，会使卡住处无镀层沉 积，甚至出现成团连接在一起无法滚镀。7 对滚桶 中工件 的大致面积要心 中有数 要估算好每一滚桶 中工件的表 面积难度较大+但是滚镀件的品种相对 比较稳定，如能制订一个表 格。把每一批不同形态工件的名称、数量、重量、所估 的总面积乃至所配进的电流强度及所获质量情况记 录下来，供以后滚镀相同或近似形态的产品时做为 配送电流的依据 8 滚镀 时要 有足够的 阳极面积 在相同容积 的槽中，滚镀与挂镀相 比滚镀件表 面积要 比挂 镀件 的表面积 大得 多，为此，滚镀时 要 配 备更大的阳极面积，以预防因阳极 面积不足而引起 钝化。足够的阳极面积是维护溶液正常运行和保证 镀层质量的关键，平时要多检查，阳极面积不足时应 及 时 补充。5 片状工件滚镀时需注意 的问题 9 减少滚镀溶液损失的措施 片状工件滚镀时由于相互之间容易粘贴，难以 获得理想 的镀层质量，此时搭配一定比例的螺钉类 工件一起滚镀，在滚镀过程 中片状工件有被螺钉之 类工件隔离的机会，这一做法有一定效果，但还会有 少数工件因经较长时间相互贴台而 l 起镀层过薄或 无镀层，镀后需仔细挑捡，以确保每件质量。有的单位采用小石子作为片状件滚镀时的隔离 物 这一做法值得商榷。首先是石子不耐酸，碱 会污 染溶液，且密度小，在滚镀过程中会有部分石子与工 件各自集群，起不到应有的隔离作用。石子为非导 体，工件之间 由于石子的隔离，电流有瞬间中断的可 能，对镀 层的结 台 力有影 响 6 那 些形态工件不宜搭配在一起滚镀 日常所接触 的工件中有以下几种形态的工件不 宜 混合搭 配滚 镀：减少溶液的损失是滚镀工艺 中降低生产成本 的 重要环节。滚镀结束时把已离开槽液的滚桶搁在槽 面的架子上，用手慢慢地按倒、顺方 向各转二圈，然 后再作左、右倾斜，使滚桶 内的溶 液最大 限度地控 净。当从滚桶 向篮筐中倾倒工件时可在其下置一大 号塑料周转箱，收集工件上流出来的溶液。上述收集溶液的方法与常规操作方法比较，经 十次试验得出数据，平均每一滚桶 的工件中可以多 收集 8 0 0mL溶 液。1 O 要 防止溶液被金属 杂质污染 滚镀件 中冲压件 居多，这些工件表面附有冲压 过程 中遗 留下来 的琐 碎的 铁 屑，这些 铁 屑往往 小 于 滚桶的孔眼，如滚镀前未曾清理 出去，滚镀时就会 由 孔眼中掉出落入镀槽。为避免溶液因此受到污染，要 注意以下两点：维普资讯 1)工件经预处理后先放在相应的铁丝筛网内在 水中过一遍筛，尽可能的除去其表面所粘附的铁屑；2)工 作完 毕 后用 磁铁 将 落人镀 槽 中的铁 屑 吸 除。滚镀件产 生眼子印的原 因及预 防 滚镀工艺中滚镀件产生眼子印是由以下几种情 况 引起：1)工件 本身不 适宜 滚镀 片状件 滚镀 时较容易 平贴在桶壁，不易返落，较难合群 由于 L 眼处电流 大 从 而引起 L 跟 印；薄材制件较轻 在滚桶中滚动时易于漂 向空中 时有 互不接 壤 结果 电流集 中在为数不 多 的工件上 引起这 些工 件短时 间 的电流密 度过大产 生孔 眼 印 2)滚桶 的部分 孔眼被 堵滚桶 的部 分孔 眼被堵 阻碍 了电流的正常通过 使靠 近正常孔跟部位的工 件表 面电流 密度过大，从 而产生 L 眼。3)阴极触点太小桶 内滚镀的工件较少时，工 件相互接触机会减少，电流集中在部分工件上 此时 靠近桶壁的工件必然 电流密度过大而产生 L 眼印 必需把阴极导线“软辫子”适当加长，并尽可能分出 多个接头，使滚桶内的工件都能传导 电流。当滚镀 件过 少时 可改 在小 滚 桶 内滚 镀，或搭 配 一些别的件共滚，可减少上述问题的产生。4)滚 桶转 速 过慢滚 桶 转 速过慢 工 件 的某 个 部位对 准 孔眼 的时间 必然 会 延 长，再 加 以在桶 壁 的 工件较难翻落下来，就会产生孔眼印 5)工件装载量过多滚桶内工件的装载量过多 时，由于翻动不过来，电流过于集中，桶 中心的工件 沉 积速 度缓 慢，要 达 到必 要 的镀 层 厚度 必 须要延 长 滚镀时间，加大电流密度，这时紧靠 阳极，即桶边的 工件 必然 会产 生明显 的孔 眼印。6)阳极分布不合理 阳极分布是否合理不能只 看阳极挂勾 有时挂勾下面的阳极板早 已溶断。当阳 极欠缺时会引起 电流分布不匀 桶 内工件因通过 的 电流密度差异过大，电流密度过大部位若工件 的翻 动受 到较大 阻力，则 孔眼 印就较 易出现。7)溶液中的主盐 导电盐质量浓度过低 当滚 镀 溶 液 中主盐 或导 电盐 的质量 浓 度 不 足时 镀 层 的 分散能力即会降低，这时易产生孔眼印 l 2 滚镀应有 备用溶液 一般滚镀车间工作量都比较饱满 槽液容积相 对较 小，溶液的体积电流密度较大，溶液的消耗较 快，各组分的比例容易失调，又由于预处理时工件表 面较难 净化，污物 容易带 人镀槽 等 问题的存 在 因而 滚镀溶液需要经常调整、补充和净化处理 这就需要 占用工作 时 间，如有 备用溶 液就 能解决 这一难题 把 已失效、受到污染的溶液吸出来，注备用溶液即可 继续工作，然后对替换出来的溶液进行调整、补充和 净化处理。作为下一轮的备用溶液更换之用 l 3 防止溶液升温过快的简易措施 滚镀时由于溶液的体积电流密度较大，产生的 焦耳热较高，升温过快，而有些镀种的添加剂浊点又 较低，不允许在较高的温度下工作。为此需要考虑冷 却措施 图 l所示为一种简易冷却设施。在镀槽底下挖个坑，接上上下水即可，这种冷却 形式对使用深井水单位来说尤为有利，如果利用下 水沟则更为方便 只要把下水沟拓宽、加深即可使 用，还可利用清洗槽中排出来的废水做冷却水。A A A A 进 水方向 圈 I 调节滚镀 溶液温度的设备安装 围 l 4 滚桶孔眼设计 中需注意的问题 滚桶 L 跟设计有如下三个方面应予注意：1)孔 眼 直径滚 桶 的孔 眼应 尽 可 能稍 大一 点，以所镀工件不会由孔中掉出来为准。最好备有多种 孔径的滚桶，满足不同形态和直径的工件滚镀需 要。2)孔眼外侧宜扩孔滚桶孔眼外侧扩大后有利 维普资讯 电 镀 与 精 饰 第 2 3 卷第 4 期(总 1 3 9 期)3 3 滚桶 内外 电流和溶 液的通 过 从 而改 善工艺性 能 为 获得 优质镀层 创造 条件。3)L 眼与桶壁 要有一 定斜度滚桶 的孔 眼宜按 图 2所示设计，使 其成一 定的斜 度，这 种式样 的滚 桶 向 国 2斜眼式滚桶结构周 在工作时溶液能得到机械地提汲 利于桶外溶液进 桶内，使桶内溶液获得频频更新，改善捕内、外溶 液的浓差，从而大大的改善工艺条件 保证了滚镀加 工 持续进 行 1 5 滚桶转速 的适宜范围 滚镀时滚桶的转 速一般控制 在 1 0 1 2 r mi n 较为适宜，转速过快沉积速度缓慢，转速过慢对某些 形状复杂件较易烧焦，平面件还容易产生眼子印。但 对于滚镀质地较软的镀层时转速还是适 当慢些 为 好 以减轻镀 层 的磨损。参 考文献：1 郑瑞庭 篮筐镀、布兜镀和 筛网镀 方法介绍 l J 上 海 电镀，1 9 9 7，(1)：2 5 2 6 江苏宜兴市 邮堂化工原料厂 专供稀土系列 电镀添加剂产 品；j _ ：1、9 9 8 A稀土耐蚀薄镍电镀添加剂 节镍镀镍佳品 i 1)适用于使用各种国产、进口光亮剂的半光亮镀镍、光亮镀镍和滚镀镍。i 2)原镀镍工艺不变 只加 9 9 8 A 0 3 0 8 g L (补加量 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