振動電鍍在國內電鍍行業應用狀況和發展前景

沈 涪

(國營華豐企業集團公司，四川綿陽 621000)

振動電鍍在國內電鍍行業應用狀況和發展前景

沈 涪

(國營華豐企業集團公司，四川綿陽 621000)

隨著電子元件小型化發展的趨勢，振動電鍍這一新興的電鍍方式在國內電子電鍍行業越來越受到重視。對振動電鍍幾種類型設備的特點進行了對比，同時將在使用該類設備時容易出現的質量故障作了分析，并提出了目前國內開始普及應用的振動電鍍、滾鍍混合生產線在使用時應引起注意的問題，以便于實現振動電鍍方式在電鍍生產上的合理運用。

振動電鍍;振動源;滾鍍

引 言

振動電鍍作為一項電鍍新技術自20世紀80年代末期被引進國內后，經過20多年的發展，目前已在電子電鍍行業中大量運用，特別是在眾多接插件電鍍加工廠幾乎達到普及的程度［1-2］。振動電鍍工藝在國內最早是用在接插件接觸體鍍金方面，鍍種比較單一，近年來由于電子零件的小型化，特別是帶有盲孔、小孔的鍍件因為振動電鍍的鍍層質量優勢，鍍種的應用范圍不斷壯大。其設備也由初期的單機電鍍類型發展到一線多機電鍍類型，并進一步發展到近幾年的在一條電鍍生產線上可實現滾鍍、掛鍍、振動鍍的通用電鍍類型。

本文將目前在電子電鍍行業中使用的幾種振動電鍍生產線其性能進行了對比，同時針對在振動電鍍使用過程中容易出現的一些問題進行了分析，并對該項電鍍技術的的未來發展情況作了預測。

1 目前國內使用的振動電鍍生產線類型

目前在國內應用的振動電鍍生產線無論是自動線還是手動線大致可以分為單機振動鍍生產線、多機振動鍍生產線和滾、振鍍混合生產線三種類型。

1.1 單機生產線

單機生產線是指僅有一套振動電鍍設備的電鍍線。其中振動源在振篩下，這種類型的自動線就跟全自動洗衣機相似，設備的電鍍和清洗以及其他處理工序都在一個槽子里進行［3］。國外使用這種類型的較多，國內最早引進的一臺振動電鍍設備就是這種類型(見圖1)。

圖1 單機全自動振動電鍍線

另一種單機生產線是振動源在振篩上面，這兩部分組合成一個整體俗稱振鍍機頭，電鍍時振鍍機頭從生產線的前工序依次進入下一工序至到所有工序結束。該類型主要應用于單鍍種鍍件電鍍或小型電鍍工藝試驗線(見圖2)。

圖2 小型振鍍工藝試驗線

1.2 多機生產線

該生產線具有振動源在電鍍槽上和槽下兩種類型。振動源在工作槽上這種生產線中，一條生產線上裝有二到三臺甚至更多的振動機頭，當第一臺振動機頭完畢一個工序后，第二臺、第三臺可依次接著進行這道工序(見圖3)。

圖3 振動源在上方的多機振動電鍍設備

振動源在工作槽下的生產線則每道工序的處理槽下面都裝有振動源，可由吊車帶動多個振篩同時進行多道工序的工作(見圖4)。

圖4 振動源在下方的多機振動電鍍設備

1.3 滾、振鍍混合電鍍生產線

圖5 滾、振鍍混合電鍍生產線

滾、振鍍混合生產線(見圖5)就是在同一條線上既可以實現滾鍍，又可以實現振動鍍的電鍍生產線。該類型生產線可以將原有滾鍍生產線經過適當改造增加一個或幾個振動機頭來完成。但是要想使兩種電鍍方式都能良好應用，最好還是根據鍍件的形狀以及生產量大小重新設計新的電鍍生產線，因為這種新的電鍍線畢竟不是傳統意義上的兩種電鍍生產線的組合體。

2 各類振動電鍍生產線特點對比

目前國內應用的振鍍線其特點見表1。

表1 各種振鍍線特點對比

3 使用振動電鍍容易出現的問題

3.1 鍍件裝載質量不正確

當采用振動電鍍方式時，如果出現了同一槽鍍件抽樣檢查時鍍層厚度不均勻的現象，一般是因為鍍件裝載質量過大造成。由于鍍件在振篩中裝得過多，在電鍍過程中表層鍍件和底層鍍件位置交換頻率較低，致使同槽鍍件的金屬沉積速度不一致，所以就出現了厚度差異。在使用小直徑振篩鍍細長鍍件時，鍍件的裝載質量較不容易掌握，裝載質量稍大一點，鍍件容易在振篩內的舌片處擠成一團，裝載質量偏小時鍍件容易出現鍍層兩頭厚度明顯高于中部的現象［4］。

如果件裝載質量過小，還會出現振動時鍍件走動不連續，部分鍍件原地跳動造成鍍層結合力不良［5］。

正確的做法是以振動時鍍件能覆蓋住振篩最上面一顆導電釘為裝載質量下限，以不振動時蓋住振篩最上面一顆導電釘上面的鍍件厚度不超過大約10cm為裝載質量上限。

3.2 振動頻率與振幅調節不合適

早期的振動電鍍設備其振動頻率和振幅可以分開調節，近年來絕大部分振鍍設備其振動頻率和振幅是結合在一起，采用一只電位器通過調節振動電流大小來實現振動調節。當鍍件裝入振篩后只有振動調節合適鍍件走動才符合要求。如調節不好鍍件會走動過快或過慢，走動過快會對鍍層結合力產生影響;走動過慢鍍件在振篩內位置交換困難，會出現鍍層分布不均勻現象。

對于電鍍薄鍍層的鍍件，鍍件走動過快會導致其尖銳和棱角部位鍍層結合力不良或局部無鍍層。

振動調節最好是裝好鍍件后在清水槽中進行，這樣鍍件在振篩內的走動情況可以看得比較清楚。振動調節良好的狀態是目視整個振篩內鍍件好像是后面推著前面連成一片整體向前移動，不會出現部分鍍件竄動或原地跳動現象。

振鍍時調節好振動后，當振篩提出鍍液時鍍件會跟振篩在鍍液中走動速度不一致，這是正?，F象。特別是對于相對密度差異較大的溶液，預先調節好的鍍件走動情況會在振篩進入溶液中發生明顯變化(例如在電鍍鎳時鍍件走動速度會比在電鍍金時減慢)，如不及時調節會影響鍍層質量。

3.3 選擇的電鍍工藝搭配不恰當

在振動電鍍的所有工序過程中，鍍件會在振篩內互相擠磨最終產生類似振光的效果。對于形狀復雜的鍍件和帶有臺階的鍍件在鍍后會出現表面鍍層亮度不均勻現象，特別是在振鍍錫和振鍍銀這種軟鍍層時，如果選擇的是非光亮電鍍工藝，出現的亮度差異會更明顯。

所以，在采用振鍍方式電鍍錫和電鍍銀這種軟鍍層時，其電鍍工藝應選擇光亮電鍍工藝。如果用戶不需要光亮鍍層，那么就只有放棄振鍍方式改為滾鍍方式好了。

4 振動電鍍技術發展前景

隨著電子產品小型化發展趨勢，電子元件只會更加快速向小型化發展，一些薄型片狀和帶小孔、深孔的鍍件也會越來越多。對于這些種類鍍件的電鍍加工，振動電鍍有著明顯的優勢［6］。目前，滾、振鍍生產線的出現使得這兩種電鍍技術的優勢能充分體現，在電鍍小型散件鍍件時，人們更加愿意采用這種生產線來進行電鍍加工。所以，振動電鍍這門加工技術應該有良好的發展前景。對于目前開始普及的振、滾鍍混合生產線大家在使用時，有以下幾點需要引起注意。

4.1 設備結構與傳統滾鍍的差異

傳統滾鍍的鍍槽工作部位通常是長方形，因為一般臥式滾筒的長度都遠大于直徑，特別是使用細長型滾筒的鍍槽，其掛放陽極的陽極棒就形成了兩個長邊。但是為了便于使用圓形振篩，使鍍件在振鍍過程中電力線的分布大體一致，鍍槽工作部位應設計為正方形，同時在四條邊的大體等距離位置上都掛上陽極筐。

另外，滾鍍時鍍槽液位的控制是以滾筒要露出一小部分在液面上來設計的，以利于滾鍍過程中滾筒中的氣體順利排出［7］。如果不改動原來的滾筒支座直接用于振鍍，那么振篩上面的液位深度較淺，陽極電力線會被振篩壁遮擋影響鍍層沉積效率。

要避免出現振鍍時電力線被遮擋現象，必須確保振鍍時振篩上沿離液面的深度至少不能低于100mm。

另外還必須確認，生產線上提供滾筒轉動的電源其電壓應和振鍍機振動源所需的電壓一致，同時電源功率應比生產線上使用滾筒和振鍍機總數占用功率總和要大且留有余量。否則當同時使用滾鍍和振鍍方式時，會出現滾筒轉動而振篩無振動現象或振篩間歇振動現象。

4.2 鍍層的分布狀態

由于振鍍時振篩內的鍍件是繞中軸作圓周運動，對于條形鍍件(例如接插件中的針狀接觸體)在旋轉的離心力作用下其端部始終是斜向朝著陽極，所以鍍層分布兩端厚度要遠大于中間部位。對于細長鍍件這種差異會更加明顯，通過同種鍍件比較采用滾鍍方式要比振鍍方式出現這種厚度差異要小，所以對于用戶有中間點部位鍍層厚度要求的鍍件應優先選擇滾鍍。

4.3 鍍件內孔鍍層質量要求

振鍍的優勢之一是電鍍小孔、深孔鍍件時，鍍件孔內外溶液的交換和孔內氣泡的消除比較及時。電鍍時溶液濃差極化不明顯，所以對于孔徑小于1mm的鍍件采用振鍍是最佳選擇。但是當孔直徑大于1mm時，滾鍍的深鍍能力要大于振鍍，特別是采用噴液裝置的滾筒見圖6，這種優勢會更明顯［8］。

圖6 采用噴液裝置的滾筒

4.4 鍍件形狀的影響

當電鍍小型薄片狀鍍件時，采用滾鍍方式容易出現鍍件粘貼現象，所以這種鍍件在電鍍加工時以往一般是采用加入陪鍍件混合電鍍的方法。如果采用振鍍，鍍件互相粘貼的現象可以避免。但是，由于鍍件互相的擠磨作用，片狀鍍件的中間部位鍍層厚度跟邊緣部位差異會相當明顯，所以為了保證小型薄片狀鍍件鍍層質量，即使是采用振鍍方式最好也要加入一定量的陪鍍件。

對于象那些易于漂浮在液面上的鍍件(例如電器上的保險絲管兩端的鍍鎳或鍍銀薄銅管)，在采用振鍍時，振篩每次入槽時總會有一部分鍍件漂浮在液面，這部分鍍件既無法實現帶電入槽，又無法接受入槽時的沖擊電流，導致最終出現鍍層質量隱患，甚至還會掉入鍍槽污染鍍液。為了減少這些現象發生，最好采用滾鍍方式電鍍。

5 結束語

振動電鍍技術在國內的發展順應了電子產品從大型化向小型化發展的趨勢。振動電鍍設備從最早的單機振鍍類型發展到目前的滾、振混合電鍍生產線，是兩種電鍍技術在散件電鍍的使用過程中通過人們的認識產生的一種較佳的組合。也使大家在選擇電鍍方式時把其當作一種散件電鍍的互補方式，兩種電鍍技術通過滾、振混合電鍍生產線相得益彰。但是隨著科學技術的發展，電鍍技術也應該隨著制造加工技術不斷改進。希望國內的廣大電鍍同行在使用振動電鍍這項工藝技術時，充分認識到其優勢和工藝局限性，揚長避短，共同促進振動電鍍技術的發展。

［1］張立根，振動鍍［J］.電鍍與精飾，1992，14(13):48.

［2］向榮.振動電鍍技術及其發展前景［J］.電鍍與精飾，2001，23(6):11-13.

［3］沈涪.振動電鍍設備類型簡介［J］.電鍍與精飾，2002(1):23-26.

［4］沈涪.接插件鍍金層常見質量問題分析［J］.涂料涂裝與電鍍，2005(3):35-37.

［5］沈涪.接插件電鍍技術［M］.北京:國防工業出版社，2007:102-113.

［6］候進，候慶軍.振動電鍍及其在電子工業中的應用［J］.電鍍與精飾，2002，24(4):18-21.

［7］侯進.滾鍍工藝技術與應用［M］.北京:化學工業出版社，2010:302-305.

［8］沈涪.解決小孔、深孔接觸件孔內電鍍質量問題的基本方法［J］.電鍍與涂飾，2007(3):24-28.

Application Status and Developmental Prospect of Vibration Electroplating in Domestic Electroplating Industry

SHEN Fu
(Huafeng Enterprise Group Co.，Mianyang 621000，China)

With the miniaturization of electronic components，vibration electroplating techniques become more and more important in the domestic electroplating industry.In this paper，several types of vibration electroplating apparatus were introduced and compared，and the possible quality problems of these apparatus were analyzed.Some precautions about the combination use of vibration and barrel plating in the production line were given so as to realize the proper application of vibration electroplating technique in domestic electroplating industry.

vibration electroplating;vibration apparatus;barrel plating

TQ153.19

B

1001-3849(2011)08-0026-05

2011-04-18

2011-05-11