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《电镀与环保 》2002年02期
侯荣阶 , 王志刚 , 王炳申 
　　随着空军新装备的跨越式发展和电镀新材料、新工艺的应用,在航空维修工程中对零件进行电镀时,合理地设计与制作挂具,对于保证镀件质量,提高维修速度,降低劳动强度,减少污染物的带出和排放,提高军事效益和环境效益都有重要意义。
1 　按照零件电镀的特点设计和制作挂具
(1) 由于新装备零部件的电镀质量要求高,因此,电镀挂具的设计与制作也要有所提高才能跟上新装备发展的要求。
(2) 除了按通用工艺规程进行电镀外,还要进飞机战伤的应急抢修电镀,这就需要设计制作和储存必要的挂具,以备战时进行野战抢修电镀。
(3) 航空维修中的电镀件,除部分通用和常用的成批件、新制批量件,可在自动线和滚镀机上完成外,还有相当一部分需要挂镀完成。比如某架飞机、某个部件维修时,需要电镀的零件只有几件、几十件,遇到这种情况,使用挂镀就可完成。因此,在挂具的设计制作时要充分考虑其批量和数量情况,同时还要考虑挂具的通用性和专用性。
2 　设计制作时应注意的问题
2. 1 　挂具材料的选择
　　应按照零件形状、大小、基体材料、镀种及镀层要求进行设计、选择制造挂具的金属材料和非金属材料。同时,要在确保产品质量的前提下选择既经济又实用的材料,达到降低生产成本的目的。比如镀锌、铬、镉等的挂具,浸入槽液部分可用A3 等一般钢材制作,上半部分则需用导电良好的铜棒或钢板制作;弹性夹具一般选用弹性钢材或铜材制作;电镀金、银的挂具全部采用铜材制作;铝件电镀和阳极化选用铝合金制作。选择挂具绝缘材料的要求是:既经济又实用。挂具的包扎绝缘部分用塑料布包扎成本较低,使用也比较方便,但带出溶液较多。用航空涂布油价格偏高,且涂布工艺复杂,但对于用钢丝、薄钢板或磷铜材料制作的弹性挂具则比较实用。现在市售的有些合成树脂在挂具制作上的应用范围较为广泛,效果也比较好。总之,不论采用什么材料、方法,都要使包扎和涂刷层表面均匀光滑,达到既要绝缘性能良好,又要让挂具出槽时槽液快速滴落回收。
2. 2 　挂具材料应有足够的强度和导电截面
　　设计制作挂具时,应根据挂具所挂零件,首先计算出受镀件(包括阴极保护) 的总面积和所需最大电流,然后根据最大电流密度的上限确定挂具的主杆及支杆的电流量,并选择材料的种类、粗细、厚薄等。对于多工序流水线使用的挂具,应按照流水线工序中的最大电流密度来计算。例如,镀铬流水线上的挂具在设计时应按镀铬工序的冲击电流密度来计算,并作为依据选取金属材料,同时还要考虑适当留有余量。否则,一旦遇有特殊情况,轻者烧坏包扎层,重者造成零件返工,延误时间。
    有些挂具还要考虑有足够的强度和重量,保证零件在阴极移动和空气搅拌过程中接触良好,不该晃动的不能晃动,需要晃动的则要晃动灵活。例如铝合金硬质阳极化的夹具,必须要有一定的重量和与零件有足够的接触面及牢度,因为硬质阳极化是在零度左右的硫酸溶液中进行,氧化过程中电阻率断增大,又加上强烈的空气搅拌,需要处理的零件又都是飞机上的块状蒙皮、作动筒类零件。因此,挂具的设计应充分考虑其使用特点,做到装挂后既坚固又导电良好。
2. 3 　挂具与零件要有良好的接触
　　挂具的设计如果不完美,装挂后与零件接触不良就会产生接触电阻,影响电流的传导作用,轻则导触点周围没有镀层、镀层结合力不良、镀层厚度不均匀等质量问题,重则发生电烧伤零件,造成零件报废。例如,面积稍大些的零件镀铬时,如果挂具与零件接触点小或接触不好,起镀时再使用冲击电流,镀后有时会造成夹具印很大,影响产品质量。特别是铝及铝合金的阳极化过程中,因为挂具与零件接触不良引起的电烧伤故障会经常发生,它不仅烧毁了挂具,还造成了零件报废,我们这方面教训十分深刻。为此,挂具的设计除了要有足够的强度和导电截面积外,还要精心设计与零件触点、触面的形状、角度、位置,尽量增大接触面积。例如, 飞机上的LB7 油泵壳体是铝合金拉伸制成的深筒件,其直径<;100 mm ,深度为250 mm ,表面处理要求是黄色阳极化。原挂具制成V 形,插入壳体中与零件成点接,由于零件表面积大,加之氧化过程中随着氧化膜的逐步形成增厚,电阻越来越大,如有零件晃动或其他原因,常发生电烧伤事故。改用<;6 mm 的粗铝丝,做成仿零件形状的U 形,插入后与壳体形成线接触,这样增大了接触面,也适当增加了装挂牢度,后再也没有发生电烧伤零件的事故。良好的接触点还涉及到挂钩及弹夹、弹撑材料的选取。弹性较好的钢丝、钢板或磷铜丝、板都是制作挂具的常用材料。为保证触点良好,每次使用前都要对挂具进行打磨、除锈、除氧化膜,等。
2. 4 　使用方便,装挂布置要合理
　　挂具设计制作时要考虑使用方便。自动线上的挂具体积可适当大些,但要注意操作者装卸方便。手工操作的要考虑体积、重量的大小等因素,以利于操作者在零件装夹、拆卸、上槽、下槽、提运时使用方便。管是专用挂具还是通用挂具,设计制作时都要根据飞机零件的形状、表面积、重量等因素,决定每个挂具的装挂数量、距离、大小、长短等。以达到布局合理,电流分布均匀的目的。挂具的长短一般是根据镀槽的深度和液面高度来决定,即零件上挂后要距液面保持100 mm 左右的高度,距槽底最好有150 mm 的距离。有的挂具设计制作时还要考虑镀槽内阳极板的。
3 　挂具的形式与构造
    航空零件的电镀挂具形式、构造多种多样,主要可分为通用挂具和专用挂具两大类。
3. 1 　结构形式
　　挂具的结构一般分为:吊钩、提杆、主杆、支杆、挂钩、弹钩及弹夹。有的挂具为了提运方便,还在挂具上焊一个手提钩[1 ] 。吊钩是极棒与挂具的第一连接,为保证其导电良好,首先要使吊钩与极棒接触适当;其次,要有足够的机械强度,能承载设计重量,装卸方便。挂具各部分的连接可用电焊、气焊或螺钉连接固定而成,一般用气焊较好。为增加电导,铜钩部分可适当加大,做成用螺钉连接的可调节式的各种类型,根据需要选用。支杆也是同样,根据零件形状、大小设计制作成长短、大小不一的各种样式,根据需要随时装配使用。所有焊点和连接处都要牢固可靠,接触良好,不得有虚焊、气孔、夹渣等。
3. 2 　通用挂具
　　航空零件电镀过程中,通用挂具的使用较为广泛,主要用于航空件的镀锌、镀镉、镀装饰铬等。承镀零件是飞机上的标准件、固定件、连接件等。需要注意的是挂具使用时不能超载。航空维修件电镀中,种类多、形状复杂,操作者在电镀过程中,有时急于完成任务,一个挂具上挂过多的零件形成超载,这样不但会损坏挂具,还会使镀件出现质量问题。用弹簧绕制的各种挂具,对于薄片零件比较适宜,特别是铝及铝合金阳极化的片状零件更为合适。所示。
图1 　弹簧挂具　　底部带螺栓的挂具,可根据零件的多少调配使用。如图2 所示。
图2 　底部带螺栓的挂具
　　通用挂具设计制作时对零件的几何形状一般可不做过多的考虑,因为其承镀的主要是标准件、常用件、成批件。挂具可按零件大致样式成批制作存放,待收到电镀零件后,根据零件形状再选择挂具。
3. 3 　专用挂具
　　专用挂具是在航空维修电镀中用得最多、最频繁的挂具。因为飞机机种、型号的区别,零件形状、构造也多种多样,所以要根据其特点设计制作专用具。如飞机各部位蒙皮、起落架、作动筒、活塞杆等。
3. 3. 1 　镀弹簧挂具是专用挂具的一种。航空维修中需要电镀的弹簧零件很多,主要为拉力弹簧和压缩弹簧,其直径、大小各不相同,除部分压缩弹簧件进行发蓝、镀镉处理外,拉簧一般均为镀镉。因为航空弹簧件电镀质量要求都十分严格,基本上都要使用专用挂具。比如,拉簧的电镀镉挂具设计制作时为了保证所有表面镀层均匀,不但要根据弹簧钢丝的直径考虑拉开的距离,还要顾及到镀后复原的尺寸保持不变。为此要根据各类弹簧的尺寸,分类制各种挂具,以备使用,如图3 所示。有些尺寸较长的弹簧,由于钢丝导电性差,中间部位不易镀上或镀层较薄,这时除了要在弹簧中间加连辅助导线外,还要贴近中部加挂镉阳极,如图4 所示。
图3 　镀弹簧的专用挂具
图4 　带辅助导线的镀弹簧挂具
　　有些直径较大,不宜过度拉长的弹簧,为了保证内圆表面的镀层,在专用挂具上还要制作辅助阳极,插入弹簧内。辅助阳极应根据弹簧内径的大小、长短做成镉棒,先插入表面钻有均匀小孔的软塑料管内,再插入弹簧内,固定在挂具上。注意塑料管应均匀地固定在弹簧中间,不能与内壁碰触。
3. 3. 2 　带辅助阳极的专用挂具。此类挂具也是航
    空零件电镀中用得较多的一种,其中有的设计制作还比较复杂。比如有些作动筒、助力器、阀门接嘴等。例如,几十公斤重的飞机螺旋桨桨毂,除内表面全都要镀层良好外,连它的四个桨叶孔内的滑道上也要有镀层,这样挂具的设计制作时就需要多个阳极,制作也相对复杂。再如加油枪上的铝合金管,其长度为400 mm ,内孔直径为10 mm ,表面处理要求:内孔硬质阳极化,其余表面黄色阳极化。第一步先进行硬质阳极化,对于这样轻的零件和小的内孔,具有强烈空气搅拌的硬质阳极化槽内,挂具的制作既要坚固,辅助阳极又要小巧精致,装配合适。图5 为助力器壳体内壁镀铬挂具示意图。
图5 　助力器壳体内壁镀铬挂具
3. 3. 3 　带象形辅助阳极的专用挂具。此类零件一般内腔或内孔曲折复杂,挂具设计制作时,辅助阳极就要根据其复杂的形状制作。如飞机灯罩镀亮铬的挂具,要仿照其较深的弧面制作象形铅阳极。再如胶圈模具的电镀铬挂具,因压制胶圈的工作面不但深而窄,而且深陷在胶模内腔,要求内表面镀铬。为此辅助阳极要用铅丝作成胶圈形状放入模具内腔,用冲击电流完成电镀铬。在设计制作带辅助阳极的挂具时,注意辅助阳的导线一定要满足电流的需要,并且与阴、阳极连接固定处保持一定的距离。防止因为导线过细发热,烫伤或烧毁绝缘层,造成阴、阳极接触。

楼主有没有图纸什么的？发表一下。