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滚镀工艺技术及操作事项

 
1、滚镀工艺中需要注意的十大要素
(1)电流密度差异大。滚镀的阴极电流密度虽然较大,然而由于电流密度差异悬殊,多数电流消耗在高电流密度的工件上,平均电流密度却很小,结果是阴极电流效率低,如操作中稍有疏忽,镀层厚度就难以保证
(2)滚镀过程中同时存在化学溶解。当工件翻滚时会使电流时断时续,要求加厚镀层需要延长滚镀时间,然而在局部处的镀层仍难以增厚
(3)及时调整主盐浓度。滚镀溶液中主盐消耗较快,这主要是阳极面积常常不足,工件出槽时损耗较多等原因引起的。主盐含量过低时会引起电流效率下降,镀层难以镀厚,为此需根据化验分析数据及时予以调整
(4)滚镀件预处理难度大。滚镀件只能在篮筐里预处理,难免有重叠,故难以彻底除尽污物。因而滚镀溶液易受污染,由于滚镀溶液对杂质较敏感,故溶液的净化处理工作量较大,往往容易因此而耽误生产
(5)溶液升温快。滚镀时电流大,放出的热量多,因槽液少,难以很快散热,当温度超过允许值时会导致溶液的分散能力和阴极电流效率明显降低,引起镀层硬度和内应力的急剧增加
    温度过高的另一问题是某些添加剂不允许在高温度的条件下工作,否则阳极极化性能降低,必须用较高的电流密度,才能获得细化结晶,但此时又可能出现恶性循环,温度又会有升高。滚镀的冷却装置是不容省略的,尤其是镀锌
(6)滚镀溶液的pH值变化大。pH值的变化尤其在滚镀镍时更为明显。这是因为滚镀镍过程中局部部位析氢激烈。为维护生产,pH值需要勤调
(7)阳极板消耗快。滚镀工艺本身阳极面积要求较大,阳极面积不足电流不易上调,难以满足滚镀工艺要求,并由于是滚镀溶液波动大,在液面交界处的极板易溶断。常见到只有极板头在阳极杆上挂着,而极板尾早已掉入槽底。这一情况也要加以注意
(8)滚桶转速与镀层质量的关系。滚桶的转速需视滚镀件本身质地的硬度和几何形状而定。软质镀层或小件宜选用较缓慢的转速,一般控制在15r/rain之内;硬质镀层或较大工件宜选用较快的转速,一般控制在15r/rain以上,但转速也不可过快,否则沉积速度缓慢
(9)要掌握合适的装载量。装载量过多影响镀层厚度的均匀性;装载量过少部分工件易脱离群体,在此瞬间该部分工件除失去放电机会之外,还有可能遭到化学溶解,甚至因处于阴、阳极之间而受到双性电极的影响,引起续镀层掉皮
(10)要重视镀后清洗。滚镀件出槽时表面会粘附不少溶液,为充分利用资源并减轻环境污染,要采取溶液回收并多级逆流漂洗,为防止镀层遭到损伤,筐内装载量不可过多,漂洗时要在水中轻轻抖动
2、滚镀溶液浓度高于挂镀溶液浓度的原因
    滚镀溶液的配方组成与挂镀溶液的配方组成相比,除某些少数镀种之外,大多基本相同,但组分浓度都高于挂镀,其原因如下。    
(1)主盐浓度:较高的主盐浓度可采用较大的电流密度,从而达目到加快沉积速度,提高工作效率,改善深镀能力的目的,有利于提高溶液的稳定性。    
(2)导电盐浓度:保持足够的导电盐含量有利于改善镀液的分散能力和深镀能力,有利于阳极正常溶解,对补充金属离子快速消耗有利
(3)缓冲剂浓度:滚镀时pH值的变化相对较快,又由于镀液剧烈搅动,液温相对较高,为不致因阳极溶解受阻而产生副作用,溶液中有足够缓冲剂的存在,这一问题即可得到解决
    由上述滚镀溶液中有关组分高于挂镀配方的有利因素,可见挂镀溶液不宜代作滚镀溶液,而应单独配制。 
3、提高滚镀槽液利用率
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,污物容易带入镀槽等问题的存在,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,注入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。 
4、滚镀件产生眼子印的七种因素
镀件出现眼子印是滚镀工艺难题。笔者通过多年来的实践,发现以下七点因素是引起孔眼印的重要原因。    
(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,由于孔眼处电流大,从而引起孔眼印。   
薄材制件较轻,在滚桶中滚动时易于漂向空中,有时互不接触,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,使靠近正常孔眼部位的工件表面电流密度过大,从而产生孔眼。   
(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孔眼印,必须把阴极导线“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钩,有时挂钩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干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、导电盐含量浓度过低。当滚镀溶液中主盐或导电盐的含量浓度不足时,镀层的分散能力即会降低,这时易产生孔眼印。 
5、滚镀溶液损耗过快因素
    减少滚镀溶液的损耗是滚镀工艺中降低生产成本的重要环节。滚镀溶液过快损耗有以下两种可能:
(1)溶液温度高自然蒸发。这时化工材料损耗甚少,添加水分后即可继续使用
(2)随工件带出。这时可采取以下方法收集。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、顺方向各转两周,然后再作左、右倾斜,使滚桶内的溶液最大限度地倒净。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500~1200mL溶液
    有条件的单位还可在滚镀槽旁边设一个镀液回收槽,工件上第一次清洗下来的镀液,以供作补充于滚镀液自然损耗之用,这样做既可做到材料的回收与利用,又可减轻有害有毒物质对环境的污染。   
6、滚镀件面积计算
    要估算好每一滚桶中工件的表面积难度较大,但是滚镀件相对比较稳定,如能制订一个表格,把每一批不同形态工件数量、重量、所估的总面积乃至所配送的电流强度及所获质量记录下来,则可供以后滚镀相同或近似形态的产品时作为配送电流的依据。    
    有的单位以滚桶内工件的重量为依据来配送电流强度,这显然不够正确,因为工件厚薄不一,其一定重量范围内的表面积不一样的。除此之外,滚镀溶液的温度、浓度的变化,滚镀件数量等也都是配送电流的重要依据,都应予以考虑。    
    除上述依据之外,也可先计算一个工件的面积,然后乘以滚疆的工件总数,当按重量计价收费而无数量概念时,也可先计算一下
7、混合件滚镀时应注意的几点
某电镀厂滚镀件种类较多,但工件量都比较小,无法单独滚镀,不得不将不同形状的工件混合滚镀,结果造成不少件变形、报废。应根据日常所积累的经验进行搭配,不可勉强。以下几种情况就不应硬性搭配,以免因此而影响产品质量
(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;
(4)易于相互卡住的工件,会使卡住处无镀层沉积,容易结团连接在一起无法滚镀
8、滚桶内工件装载量与质量的关系
    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而定,即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,并易引起烧焦。这类工件以占桶内体积25%~30%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。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大小,滚镀溶液升温快慢等因素,装载量最大也不宜超过滚桶体积的50%
9、根据工件外形选择滚镀工艺
应用滚镀工艺加工的镀层除了厚度相对均匀,镀层光亮度好,不产生毛刺、无绑扎(挂钩)印痕之外,还可以减少挂具制作工时及材料的消耗,减少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,比挂镀生产效率高好多倍。因此,一般电镀厂点都设有滚镀车间或滚镀小组,承担着批量小件的电镀任务
滚镀中,除数量不够一滚桶,或因某种原因不便混合滚镀等容易变形的工件,如以下几种工件不适合采取滚镀加工
(1)易滚成团的工件。由丝材弯成小件经滚镀后往往滚成一团,影响电沉积。   
(2)薄片小件。容易互相贴合的薄形小件滚镀时漂浮在滚桶里不易接触桶内引线,最后导致外表面有薄薄镀层被左、右薄片粘贴部分无金属沉积,与其他件组合镀还可能被撞成变形。    
(3)要求保持棱角的工件。工件在滚镀时会互相碰撞,若有角、尖锐要求的工件必然会撞成钝口。    
(4)易被另一种工件进入孔内的两种工件
(5)工件的内孔要求有均匀镀层的工件。滚镀时由于角度和方向的遮盖影响,无法保证工件的孔眼完全暴露,因此这些部位的镀层厚度无法得到保证。    
    以上仅仅是遇到过的几个例子,由于对滚镀的局限性考虑不周引起质量故障的例子很多,在决定采取滚镀工艺之前要谨慎考虑.
10、滚镀、筛网镀、篮筐镀与布兜镀技术
滚镀、筛网镀、蓝筐镀与布兜镀是除了绑扎或挂、夹后吊镀方法眨外的专用工具电镀工艺,方法虽简便,却能解决不少因镀件小、品豳杂、无法绑扎等一系列难以解决的问题
上述四种电镀方法主要区别在于镀件形状、数量等方面,可根据瞄电渡企业现有条件选用,其特点如下:
(1)可解决无法绑扎件的问题;
(2)可解决批量过大件加工周期过长的问题;
(3)可避免产生绑扎印痕,只要在电镀过程中严格按各自的工艺防法施镀,即可解决相互贴合的难题;
(4)镀件不易丢失;
(5)生产效率高;  
(6)电镀工艺全过程可一次性完成
             
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2009-08-27              
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