電鍍作業(yè)是一個復(fù)雜的過程,涉及到很多方面的東西,影響電鍍作業(yè)的因素很多,主要有以下一些因素。
1、電鍍槽對電鍍作業(yè)的影響
大多數(shù)電鍍都需電鍍槽,何為電鍍槽?廣義地說任何容器,只要不漏而又耐腐蝕,都可以用來做鍍槽。但是要講究質(zhì)量的話,鍍槽應(yīng)用按設(shè)計要求制作,而不是隨便拿一個容器就可用的。鍍槽設(shè)計的依據(jù)是產(chǎn)量和被鍍零件的大小、形狀。如果產(chǎn)量低、零件小,就用較小的鍍槽,否則就是浪費。反之,產(chǎn)量高、零件大,如果槽子太小,鍍液很容易出現(xiàn)失調(diào),電鍍質(zhì)量不能保證,也不劃算。合理的鍍槽容量應(yīng)該是滿負(fù)荷運作能力的1.2~1.5倍,建議用加工零件的受鍍面積來估算鍍槽容積,一般每平方分米應(yīng)占用8~12L容積,才可維持正常的工作。
2、掛具對電鍍作業(yè)的影響
掛具對電鍍質(zhì)量的影響非常大,卻又往往最容易被忽視。有些簡單的大零件,做一只鉤子把產(chǎn)品一鉤,往槽中陰極杠上一掛,就可以電鍍。 即使這樣,如果掛鉤導(dǎo)電截面不夠,燒紅發(fā)燙是常見的事。很多電鍍廠的掛具都在工作中發(fā)燙燙手,人們都習(xí)以為常,認(rèn)為電鍍就是這樣,實在是大錯特錯。
掛具導(dǎo)電截面不足,使一類導(dǎo)體電阻加大,無功電耗增加。電流表上電流很大,但零件上分布的電流反而不足,使二次電流分布不均,電鍍質(zhì)量無法保證。同時槽液溫度上升加快,槽電壓上升,帶來種種問題。因此要合理使用掛具主導(dǎo)電杠,以不燙手為原則。應(yīng)根據(jù)鍍槽的總電流強度和掛具數(shù)量計算導(dǎo)電截面,合理分配各個掛具,還應(yīng)根據(jù)零件形狀確定掛具附件。
一般掛具上端零件距液面至少5cm,下端距槽底10~15cm,在有攪拌孔和加熱管在槽底時,這個值還要增加或取其上限。人工操作的掛具要考慮每掛的重量,不要超過10kg。最好是雙鉤框式掛具,自動線的掛具在人工上下時,單掛也不可過重。另外,所有掛具都要對非直接導(dǎo)電部位絕緣處理,涂掛具膠。用膠布繞纏的方法不好,溶液殘液流在夾縫中不易清洗。
3、電鍍電源功率對電鍍作業(yè)的影響
電鍍電源的功率必須能承受所定的加工任務(wù),并連續(xù)地工作而不出現(xiàn)故障。一般是按被鍍產(chǎn)品的表面積和所鍍鍍種的正常電流密度計算出所需的總電流量,加上一定保險系數(shù)來確定選用多大的整流電源。在取電流密度時應(yīng)該取最大允許電流密度,并要考慮連續(xù)工作時的溫升和可能發(fā)生的工藝變化。因此,在計算出的電流總量上,要加30%左右的保險量,以策安全。否則,將難以保持穩(wěn)定的生產(chǎn)效率和良好的電鍍質(zhì)量。針對不同的鍍種,對電源和電壓范圍也要有所選擇。一般正常電鍍的槽電壓都在6V以下,但由于陽極鈍化和溶液電導(dǎo)率 (濃度、溫度、攪拌等影響 )的變化,槽壓會有波動,有時會在10V以上。因此,常規(guī)電鍍的電源電壓應(yīng)在0~12V范圍,對鍍鉻、鋁氧化等特殊鍍種,電源電壓應(yīng)在0~18V或更高一些,由于工作電壓過高時,整流元件的要求也高,造成電源造價升高。因此,不是鍍種需要時,應(yīng)選擇電壓低一些的設(shè)備比較合算。
4、電源波形對電鍍作業(yè)的影響
電源加工一般要求采用直流電源,但對直流的理解往往有誤差,并非從整流電源出來的電流是平穩(wěn)的直流電源,都帶有一定脈沖,要看采用的是什么整流線路和器件。
通常合適電鍍的電源應(yīng)該是三相橋式流并加濾波的線路。特別對于鍍鉻來說,平穩(wěn)的直流有利于鍍鉻的加工。因此鍍鉻的電流效率只有10%~15%,如果電流中有較多的脈沖,使其效率進(jìn)一步下降,其分散能力進(jìn)一步下降,質(zhì)量無法保證。對大多數(shù)電鍍來說,都是采用直流為好,脈沖有時有利于電鍍,特別是鍍銅或鍍貴金屬,但對大多數(shù)加工企業(yè)都是沒有必要的。
5、溫度對電鍍作業(yè)的影響
有些鍍種需要加溫才能得到合格的電鍍層,而有些鍍種又必須在某個溫度下工作才行,可見溫度指標(biāo)是電鍍工藝的重要指標(biāo)。能夠在很高溫度范圍內(nèi)都正常工作的鍍液當(dāng)然是好鍍液,但實際中這種鍍液不多。因此,用加溫或降溫的物理方式來彌補鍍液性能的不足是完全必要的,技術(shù)上是可行的,唯一的是投資問題。但如果加以綜合考慮,在一次投入后穩(wěn)定了質(zhì)量,減少了返工浪費和工時浪費,還是劃算的。因此,現(xiàn)在不少鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)也認(rèn)識到這一點,開始在電鍍設(shè)備上增加投入。
以光亮鍍鎳為例,當(dāng)溫度在 40℃以下時,再好的光亮劑也難以發(fā)揮出充分的光亮效果,在30℃以下就更難了。但一旦加溫至50℃以上,光亮效果就明顯了。當(dāng)然,增加槽溫會增加鍍液的蒸發(fā)和消耗熱能,能夠不加溫就鍍亮最好。這有待于科研人員去開發(fā)新型的光亮劑。加溫可以增加電解液電導(dǎo),使電流效率增加,在一定范圍內(nèi)是有利于電鍍的。相反,低溫下也可以在簡單溶液里鍍出結(jié)晶細(xì)致的鍍層,只不過實用價值不大。
6、pH值對電鍍作業(yè)的影響
pH值是電鍍工藝的重要因素,采用不同主鹽的鍍種有不同的pH值工作范圍。從酸堿度的角度,鍍液分為酸性、中性和堿性。對 pH值要求較嚴(yán)的往往是弱酸、弱堿性鍍液,比如光亮鍍鎳,pH值在4~4.5之間,pH值過低,光亮度會有影響,pH值過高,脆性增加。因此,對于鍍液的pH值要經(jīng)常檢測,不在工藝范圍內(nèi)要加以調(diào)整,調(diào)整的辦法是將與主鹽同離子的酸、堿稀釋后在攪拌下加入。不可以直接將濃酸、濃堿加入鍍液調(diào)pH值。
7、添加劑對電鍍作業(yè)的影響
隨著科技的進(jìn)步,現(xiàn)在已出現(xiàn)了許多種電鍍添加劑,特別是各種商業(yè)的光亮劑。由于光亮劑的出現(xiàn),使過去需要靠機(jī)械拋光才能達(dá)到光亮度的鍍種,可以直接從鍍槽中鍍出鏡面光澤的鍍層,這種光亮劑以往只用于鍍鎳等少數(shù)鍍種,現(xiàn)在已經(jīng)是幾乎所有鍍種都有不同程度的光亮添加劑,給電鍍工業(yè)帶來了很大的進(jìn)步。光亮劑現(xiàn)在幾乎都是有機(jī)化合物,添加量很少,主要是在電鍍過程中影響結(jié)晶過程,改變結(jié)晶取向,使其達(dá)到對光的反射趨向一致。但添加劑也使鍍層內(nèi)應(yīng)力增加,不同程度地帶來鍍層的脆性,好在由于不同有機(jī)物在參加電極反應(yīng)時,給結(jié)晶的影響方式不同,使內(nèi)應(yīng)力表現(xiàn)為壓應(yīng)力和張應(yīng)力兩種。因此,選取合適的添加劑,可以減緩內(nèi)應(yīng)力的影響。
添加劑的不利影響,主要是過量的添加劑分解產(chǎn)物的積累。所以使用添加劑的鍍液視生產(chǎn)量的情況要定期進(jìn)行處理,處理的方法是采用活性炭過濾。通常將鍍液加溫至60℃,在充分?jǐn)嚢柘录尤?~2g/L活性炭,當(dāng)使用顆粒活性炭時,要加至2~4g/L,處理的要點是充分?jǐn)嚢?h,不要一加進(jìn)去就靜置不管。為了防止添加劑的不足或過量,最好是按照消耗量勤加少加,即根據(jù)通電的安培小時數(shù)來加入添加劑。因為光亮劑在電解過程中才消耗,用電鍍時的消耗電量來補加比較科學(xué)。經(jīng)驗的方法是按受鍍面積,即出了多少活兒,消耗多少光亮劑。比如鍍鐵絲每1噸約消耗1kg,則每生產(chǎn)若干噸后,就補加多少公斤。補加添加劑要看清光亮劑名稱、廠家。不同廠家的,即使是同類光亮劑也不可以混用,以免造成不必要的麻煩。往鍍槽中添加光亮劑最好做當(dāng)班記錄,以便作為今后鍍液有故障時的參考。嚴(yán)格地說,往鍍槽中加入任何化學(xué)物,包括主鹽、輔鹽、添加劑等都應(yīng)有當(dāng)班記錄。這是防止出錯,萬一出錯也容易查找原因的良好管理辦法。
8、雜質(zhì)對電鍍作業(yè)的影響
雜質(zhì)對電鍍的影響是最常見的電鍍故障,在電鍍故障中占的比例較大。雜質(zhì)對電鍍來說分為三類: 有機(jī)雜質(zhì)、無機(jī)雜質(zhì)、機(jī)械雜質(zhì)。
有機(jī)雜質(zhì)主要是帶入槽內(nèi)的油脂、表面活性劑、添加劑分解物。
無機(jī)雜質(zhì)主要是主鹽以及工藝規(guī)范以外的金屬離子,比如鍍鎳中的Zn2+、Cu2+、Pb2+等,鍍鋅中的Cu2+、Fe2+等。這些雜質(zhì)由于沉積電位不同而在鍍件的低電流區(qū)或高電流區(qū)析出,使鍍層出現(xiàn)發(fā)黑、發(fā)脆或發(fā)花的故障。
機(jī)械雜質(zhì)主要指灰塵、陽極泥等不溶性漂浮物,混入鍍槽后受電泳作用影響,也會在陰極成為雜質(zhì)而影響鍍層質(zhì)量。對于有機(jī)雜質(zhì),主要靠活性炭吸附后過濾處理,無機(jī)雜質(zhì)比較麻煩,個別無機(jī)鹽很難用常規(guī)方法除去,即使可以除掉,成本也很高,因此要嚴(yán)防無機(jī)雜質(zhì)混入。一般用電解法、置換法或沉積法去除。機(jī)械雜質(zhì)主要靠過濾去除。
以上這些因素都是常見的影響電鍍作業(yè)的因素,當(dāng)然還有其他一些因素也對電鍍作業(yè)有影響,在進(jìn)行電鍍作業(yè)時要面面俱到,不要讓任何一個因素對電鍍作業(yè)造成不良影響。