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滚镀的优缺点

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人气:-发表时间:2017-03-09 10:20【

                       滚镀的优缺点

    滚镀严格讲叫滚筒电镀,它是将一定数量的小零件置于专用滚筒内、在滚动状态下以间接导电方式使零件表面沉积上各种金属或合金镀层、以达到表面防护、装饰或功能性目的的一种电镀方式。

    典型的滚镀过程是这样的:将经过镀前处理的小零件装进滚筒内,零件靠自身重力将滚筒内的阴极导电装置紧紧压住,以保证零件受镀时所需要的电流能够顺利传输。然后,滚筒以一定速度按一定方向旋转,零件在滚筒内受到旋转作用后不停地翻滚、跌落。同时,金属离子受到电场作用后在零件表面还原为金属镀层,滚筒外新鲜溶液连续不断地通过滚筒壁板上无数的小孔补充到滚筒内,而滚筒内的溶液及电镀过程中产生的气体也通过这些小孔不断地排出筒外。

    目前,滚镀的加工量约占整个电镀加工的50%左右,并涉及到镀锌、铜、镍、锡、铬、金、银及合金等几十个镀种。并且,滚镀的适用范围非常广,诸如紧固件、冲压件、水暖件、电子元器件及其它类似的大批量镀件等。甚至在电镀界曾流传这样一句话,“只要镀件能装进滚筒就能滚镀”,这句话虽有点夸大,但却能形象地说明滚镀在今天电镀工业中所具有的优势。时至今日,滚镀已发展成为应用非常普遍且几乎与挂镀并驾齐驱的的一种电镀方式。

    那么滚镀与小零件挂镀相比,其优点主要体现在哪些方面呢?

    第一,节省劳动力,提高劳动生产效率          

    滚镀将数目众多的小零件集中在一起进行电镀,省掉了繁琐的装挂,节省了劳动力,提高了劳动生产效率,这是与小零件挂镀相比滚镀最大的优越性。例如,某厂¢5mm×5mm铁螺丝滚镀亮镍,采用GD-10型滚镀机1台,1个工人操作,每班产量约70~80kg。而该厂最初采用铜丝捆扎挂镀的方法,1个工人每班最多生产5~6kg,若每班产量70~80kg,则约需工人8~12名。

    第二,镀件表面质量好。          

    滚镀时,因零件与零件间相互抛磨,使粗大的晶体在零件表面不能长大,因此得到的镀层细致、柔和、颜色均匀,表面有很高的光洁度。例如,水暖管箍及弯头(玛钢件)镀锌,这种零件属可滚镀可挂镀的情况,但滚镀的零件表面质量远优于挂镀。

    第三,镀层厚度波动性小。

    镀层厚度波动性,反映各零件间镀层厚度的接近程度。镀层厚度波动性小,说明各零件间镀层厚度的接近程度好。滚镀时,小零件在滚筒内一会儿从内层翻到表层,一会儿又从表层翻回内层,翻到表层时零件正常受镀,翻回内层时电化学反应基本停止。电镀刚进行不久时,总有一部分零件翻到表层的机会多,则受镀机会多,镀层厚;而另一部分零件翻到表层的机会少,则受镀机会少,镀层薄。但随电镀时间的延长,不同零件翻进翻出的几率逐渐均等,各零件间的镀层厚度逐渐接近,则镀层厚度波动性逐渐变小。并且,不同零件在滚筒内受到的各种作用也逐渐均等,则各零件间的表面质量也逐渐趋于相同。         

    而小零件挂镀时,因不同零件受镀的条件(如悬挂位置)不同,则电流分布不均等,各零件间的镀层厚度差别较大。例如,同样一个挂具上的零件,挂在中间还是边缘,上层还是下层,受金属尖端效应的影响,镀层厚度都会有不同的结果。

    第四,占地面积小。        

    因为滚镀对分散的零件进行集中处理,增加了镀槽对零件的承载量,所以与处理相同数量零件的挂镀相比,占地面积大大减小,这在土地资源日益紧缺的今天是难能可贵的。并且,处理零件的数量越多,滚镀的这种优势就越明显。

    滚镀又有哪些缺点呢?我们来看下。

    与挂镀相比,滚镀零件的受镀方式发生了较大改变:(1)挂镀在零件单独分装的状态下进行,而滚镀在零件集中且时合时离的状态下进行,在这个过程中产生了零件的混合周期;(2)挂镀在零件完全暴露的状态下进行,而滚镀在封闭的(虽然壁板上有孔)、溶液浓度较低的滚筒内进行。零件受镀方式的改变给滚镀带来两个最主要缺陷,即混和周期带来的缺陷和滚镀的结构缺陷。两大缺陷对滚镀生产效率和产品质量的提高造成严重影响,使滚镀的优越性不能得以充分发挥。

    第一,混和周期带来的缺陷。         

    混合周期指滚镀时零件从内层翻到表层,然后又从表层翻回内层所需要的时间。它由于使用了滚筒使小零件不停地翻滚而产生。滚镀时因混合周期的存在,零件不能像挂镀时一样时刻都在受镀,当位于表层时能够正常受镀,而位于内层时电化学反应却基本停止。这样,滚镀时零件的有效受镀时间得不到保证,为达到要求的镀层厚度,只有延长整个电镀过程的时间。这是滚镀相对于挂镀电镀时间较长的重要原因之一。 

    第二,滚镀的结构缺陷。         

    挂镀的零件完全暴露在镀液中,零件与阳极间无任何阻挡,因此溶液中物质的传送不受任何影响。但滚镀的零件是被封闭在多孔滚筒内的,零件与阳极间比挂镀多了一道阻挡物——滚筒壁板,则物质的传送比挂镀受到的阻力大。因此与挂镀相比,滚镀的镀层沉积速度慢、镀液分散能力和深镀能力下降及槽电压较高等,可将这些由滚筒封闭结构带来的缺陷称之为滚镀的结构缺陷。          

    (1) 镀层沉积速度慢  滚镀时,滚筒内消耗的金属离子难以从滚筒外的新鲜溶液中得到及时补充,致

使滚筒内金属离子浓度下降,则电流密度上限不易提高,镀层沉积速度难以加快。这是滚镀相对于挂镀电镀时间较长的另一个重要原因。          

    (2) 镀液分散能力和深镀能力下降  滚镀开始后,滚筒内溶液中的导电离子浓度下降,而滚筒外新鲜溶液又不能及时补充,因此溶液电阻率增大,则电流分布在阴极表面变得不均匀,溶液分散能力下降,零件表面镀层厚度均匀性变差。所以,滚镀难以适于对镀层厚度有高精度要求的零件(尤其针轴类)。另外,因难以使用大的电流密度及阴极表面二次电流分布不均匀,使得零件低区电流密度较小,当低于下限时会沉积不上镀层或沉积的镀层不符合要求。所以,滚镀溶液的深镀能力也会下降,滚镀的零件(尤其深孔、盲孔件)低区镀层质量往往不尽人意。          

    (3) 槽电压较高,电能损耗大,槽液温升快  滚筒的封闭结构使滚镀溶液的电阻增大,则为达到所需要的电流密度,常常需要施加较高的电压,以增加对滚镀过程的推动力。所以,滚镀的槽电压往往比挂镀高,则电能损耗增大。而溶液电阻大,会导致槽液温升加快。

    第三,间接导电方式带来的缺陷。

    (1) 滚镀的间接导电方式使零件的接触电阻(即金属电极的电阻)较之挂镀要大,则槽电压相应升高,这是造成滚镀槽电压较高的另一个原因。          

    (2) 零件在滚筒内不停地翻滚,使零件与阴极的接触时好时坏,必然造成滚镀电流传输不平稳的缺陷。          

    (3) 滚筒内的零件距离阴极的远近不同,则电流在各零件上的分布也有较大不同。距离阴极近的零件电流大,反之则电流小

    第四,电流密度控制方面的缺陷。

    与挂镀时零件各自独立相比,滚镀时零件间相互叠压、屏蔽,并且滚镀零件的形状多种多样,滚筒开孔率的高低也多有不同,所以很难确定零件受镀时的有效面积,也就难以定量控制零件表面的电流密度。这给滚镀生产带来极大不便。          

    另外,滚镀还存在镀液组分变化快,溶液带出量多,零件的形状、大小和镀层厚度受到限制等缺陷。并且,因为以上种种缺陷,使得对滚镀设备的要求比挂镀要复杂得多。尤其对滚镀设备的核心部件——滚筒的要求更高,生产中如何根据具体情况选用合适的滚筒结构、形状、规格、尺寸、转速、导电方式及筒壁开孔等,是提高滚镀生产效率、改善镀层质量和稳定生产的关键所在。

    针对滚镀的种种缺陷,无锡奥宏环保设备有限公司的工作者做了大量的工作,并且取得了长足的进展,充分改善了滚镀的缺陷,并使其优越性得到了更好的发展,主要是从以下几方面入手:一是缩短零件的混合周期,减小其不利影响;二是改良滚筒的封闭结构,以改善滚镀的结构缺陷;三是开发性能优良的滚镀专用添加剂。

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