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電鍍常見(jiàn)中空間因素的影響及消除的方法-仁昌分享

發(fā)布時(shí)間:2020.07.30 16:13 作者:仁昌奧克 文章來(lái)源:仁昌科技
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電鍍過(guò)程有關(guān)的各種空間要素,包括鍍槽形狀、陽(yáng)極形狀、掛具形狀、陰極形狀、制件在鍍槽中的分布、陰陽(yáng)極間的距離等,所有這些因素對電極過(guò)程都有一定影響,如果處理不當,有些因素還會(huì )給電鍍的質(zhì)量造成嚴重的危害。今天就了解一下都有什么影響以及如何消除。

①槽體體積和形狀的影響。


電解槽槽體的形狀和空間結構直接影響陽(yáng)極和陰極的配置。對于既定的電解槽,由于尺寸已經(jīng)確定,這時(shí)只能因地制宜地配置陽(yáng)極和陰極,盡量避免鍍槽幾何因素的不利影響。

如果鍍槽不符合下邊所介紹的尺寸配置,則在電鍍過(guò)程中會(huì )出現高電流區燒焦,低電流區鍍層達不到厚度要求,甚至鍍不上的情況。

但是最好的方法是根據所要加工的產(chǎn)品的大小和形狀來(lái)設計電解槽,這樣才可以將鍍槽的幾何因素的影響減到最小。

為了使問(wèn)題簡(jiǎn)明化,這里的討論都是以手動(dòng)單槽操作為例。多槽和自動(dòng)線(xiàn)所要遵循的原則是一樣的,可以以此類(lèi)推。

首先要確定的是電解槽采用單排陰極還是雙排陰極,這將確定鍍槽的寬度。對于單排陰極,是將產(chǎn)品掛在鍍槽中間的陰極杠上,兩邊配置陽(yáng)極。如果是雙排陰極,則要在槽中布置三排陽(yáng)極,這就要求槽體有足夠的寬度。

一個(gè)基本的原則是要保證兩極間的距離在250mm以上,對于槽寬來(lái)說(shuō),還要加上陽(yáng)極和陰極本身的厚度和陽(yáng)極朝槽壁要留有的50~100mm的空間,這樣算下來(lái),一個(gè)單排陰極鍍槽的寬度至少在800mm左右。

再說(shuō)長(cháng)度,長(cháng)度要依據陰極掛具的寬度和一槽內打算掛幾掛來(lái)確定。無(wú)論是掛多少,在鍍槽兩邊陰極的外端點(diǎn)要距槽端板100~150mm,兩掛之間的距離應該保持在100mm。如果一個(gè)單一掛具的寬度是500mm,每槽掛兩掛,這時(shí)鍍槽的長(cháng)度就是1400mm。

最后是鍍槽的深度。鍍槽的深度應該是掛具浸入電解液內的長(cháng)度加上距槽底150mm以上,和掛具上部的制件距電解液面100mm以下。這時(shí),如果掛具的長(cháng)度是600mm,則鍍槽的深度要至少保持在1000mm。這就是一個(gè)可以一次掛兩掛500mm×600mm的框式掛具、制品的厚度約150mm的常規鍍槽。電解液的容量約1000L。很多中小規模電鍍廠(chǎng)的單槽都是這種規格。

電解槽除了常用1000L的之外,還有2000L、2500L、3000L等幾種規格。有些行業(yè)和鍍種要用到更大的電解槽,如10000L,甚至于100000L。

②電極幾何形狀的影響。

這里所說(shuō)的是陰極和陽(yáng)極的幾何形狀的影響,而不涉及陽(yáng)極的純度和物理狀態(tài)。

首先必須保證陽(yáng)極的表面積是陰極的l.5~2倍。這是因為在電鍍過(guò)程中,陽(yáng)極的溶解電流密度與陰極的電鍍電流密度是不同的,陽(yáng)極的電流密度基本上是陰極電流密度的1/2左右,也就是當電流通過(guò)電解槽時(shí),陽(yáng)極的表面積只有比陰極大一倍,才能保證陽(yáng)極處在正常的溶解狀態(tài)。

如果陽(yáng)極的面積與陰極一樣大小,則陽(yáng)極會(huì )因為電流密度過(guò)高而處于鈍化狀態(tài)。這時(shí)陽(yáng)極就會(huì )不溶解而只會(huì )產(chǎn)生大量氧的析出,或是雖然仍然可以溶解,但是金屬離子是以高價(jià)態(tài)的離子進(jìn)入鍍液而對電鍍過(guò)程帶來(lái)危害。除了有些電鍍工藝要求陽(yáng)極以高價(jià)態(tài)溶解,通常都要保持陽(yáng)極的活化狀態(tài),使其能正常溶解。

為了使陽(yáng)極有相對穩定的表面積,最好要采用陽(yáng)極籃,這樣,在可溶性陽(yáng)極籃由于溶解而表面積減少時(shí),不溶性的陽(yáng)極籃的表面積可以緩沖陽(yáng)極減少對電鍍過(guò)程的影響。

如果是采用板式陽(yáng)極,則要經(jīng)常檢查和補充,不要等陽(yáng)極面積損失較大以后才補,否則會(huì )使陽(yáng)極因電流密度升高而鈍化,分散能力會(huì )下降。電解液穩定性也會(huì )因金屬離子的失調而下降。

陽(yáng)極的懸掛要注意,應由中間向槽兩端均勻分開(kāi),并且保持中間密度高兩邊少的原則。也就是中間掛的要多一些,兩端掛的要少一點(diǎn),這有利于電流的分布均勻。另外,陽(yáng)極的下端要比掛具的下端短100~150mm,這樣可以防止掛在下端的產(chǎn)品因電流過(guò)大而燒焦。

電鍍過(guò)程中的陰極,包括制品和掛具。由于掛具是承載制品的重要工具,并且本身也要通過(guò)電流和會(huì )在所有導電部位獲得鍍層,因此掛具的幾何形狀對電鍍的分布和質(zhì)量、生產(chǎn)效率等都會(huì )有所影響。

為了保持良好的導通狀態(tài),掛具上必須有與產(chǎn)品連接的可靠的掛鉤。并盡量采用張力掛鉤,而避免重力掛鉤。

所謂張力掛鉤,是指產(chǎn)品與掛具的連接鉤是采用有彈性的材料制作,并至少有兩個(gè)連接點(diǎn),以張開(kāi)和收縮形式與產(chǎn)品適合裝掛的部位連接。而重力掛鉤則是將產(chǎn)品掛在剛性的單一掛鉤上,靠產(chǎn)品的重量來(lái)保持與陰極的連接。

掛具上的產(chǎn)品之間最好保持50mm距離,掛具的下端距槽底還要有150mm的距離。陽(yáng)極與陰極的距離,要保持在200~250mm。

③產(chǎn)品形狀的影響。

需要進(jìn)行電鍍加工的產(chǎn)品,大多數的形狀不可能是簡(jiǎn)單的平板,而即使是平板型,表面的一次電流分布也只是接近理想狀態(tài),實(shí)際上由于“邊緣效應”,四周的電流還是比中間要大一些,更不要說(shuō)那些有深孔、凹槽或起伏較大的異形產(chǎn)品。這些外形過(guò)于復雜的產(chǎn)品,在進(jìn)行電鍍加工時(shí),突起的部位會(huì )因電流過(guò)大而燒焦,而低凹部位則又因電流小而鍍得很薄或根本鍍不上。對于這種有復雜形狀的產(chǎn)品,就是用分散能力再好的鍍液,也不可能鍍出合格的產(chǎn)品,這時(shí)就要采取一些防止幾何因素影響的措施:

A.輔助陽(yáng)極。

對于凹槽或深孔的制品,如果對這些部位的鍍層厚度有比較嚴格的要求,而用常規電鍍法又無(wú)法達到質(zhì)量要求時(shí),就要采用輔助陽(yáng)極的方法。

輔助陽(yáng)極是在掛具上對應產(chǎn)品的凹槽、深孔部位,專(zhuān)門(mén)設置一個(gè)與陰極絕緣而另有導線(xiàn)與陽(yáng)極相連接的小型不溶性陽(yáng)極。用來(lái)彌補這些部位因距陽(yáng)極太遠而電阻過(guò)大導致的電流偏低,通過(guò)輔助陽(yáng)極的這種趨近作用,使這些部位的鍍層能夠達到需要的厚度。

這種陽(yáng)極一般是安置在產(chǎn)品掛具上,與掛具保持絕緣,有專(zhuān)門(mén)的導線(xiàn)與陽(yáng)極相連,但是也有采用獨立輔助陽(yáng)極的方式。這時(shí)的輔助陽(yáng)極也有采用可溶性陽(yáng)極的。這樣可以保證這些平時(shí)難以鍍上鍍層或鍍得的鍍層的厚度達不到要求時(shí),獲得合格的鍍層。

B.仿形陽(yáng)極。

對于形狀特殊的產(chǎn)品,為了能獲得均勻的電鍍層,需要制作仿形陽(yáng)極。所謂仿形陽(yáng)極,就是讓陽(yáng)極的形狀與制品的外形形成陰模狀態(tài)的造型。這樣可以保證陽(yáng)極各點(diǎn)與制品的外形距離基本是一致的,從而在電鍍過(guò)程中獲得均勻的鍍層,這是保證一次電流分布處在相對均勻狀態(tài)的較好辦法,但是不適合被電鍍制件形狀經(jīng)常變動(dòng)的場(chǎng)合。

仿形陽(yáng)極的作用與輔助陽(yáng)極是一樣的,但它是更直接地通過(guò)讓陽(yáng)極的起伏與陰極基本對應的方法,使陰極表面的一次電流分布趨向均勻。適合于比較定型而又批量較大的產(chǎn)品的加工。這種仿形陽(yáng)極不需要單獨設置,而是在電解槽中代替常規的平板陽(yáng)極,操作上比輔助陽(yáng)極方便。

C.屏蔽陰極。

有些制品沒(méi)有明顯的凹槽部位,但有較大的突起或尖端,這時(shí)為了防止突起或尖端在電鍍過(guò)程中燒焦,要在這些突起或尖端部位設置屏障物來(lái)屏蔽過(guò)大的電流。這種用來(lái)屏蔽陰極過(guò)大電流的屏障物,就是屏蔽陰極。這種屏蔽陰極又分為兩種,一種是參加電極反應的受電式屏蔽,這種方式是讓高電流區的電流分流,減少高電區不正常沉積;另一種是電中性的屏蔽,采用塑料類(lèi)材料制成,增加高電流區的電阻,使突起部位的電流強度有所下降。

以上就是電鍍過(guò)程有關(guān)的各種空間要素的影響以及消除辦法。

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