







摘 要:本論文根據(jù)金屬化瓷殼的結(jié)構(gòu),通過(guò)電鍍過(guò)程中問(wèn)題的解決,從實(shí)際出發(fā),總結(jié)了幾點(diǎn)影響電真空瓷殼端面鍍鎳層均勻性的影響因素。本論文主要從電鍍導(dǎo)電座、導(dǎo)電桿、掛具、鎳板、鍍液攪拌、鎳板數(shù)量、鍍液濃度等因素?cái)⑹觯謩e說(shuō)明對(duì)鍍鎳層的影響。
關(guān)鍵詞:瓷殼;鎳層;均勻性;影響因素
1 引言
隨著陶瓷金屬行業(yè)的發(fā)展,對(duì)金屬化瓷殼的需求增加,同時(shí)必須確保電鍍質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。電鍍工序面臨的主要挑戰(zhàn)是如何在提高掛載數(shù)量的同時(shí),保持產(chǎn)品均勻性。目前,采用懸掛電鍍方法,使用細(xì)不銹鋼絲穿過(guò)瓷件兩端進(jìn)行導(dǎo)電。電鍍槽的工作原理和電子流向如下:
陽(yáng)極:穩(wěn)流電源加載電流--陽(yáng)極導(dǎo)桿--陽(yáng)極鎳板得到電子形成二價(jià)鎳離子(Ni-2e-=Ni2+)-- 鎳離子在電場(chǎng)作用下移動(dòng)到陰極附近。
陰極:電子通過(guò)陰極導(dǎo)電座--陰極飛靶--掛具--導(dǎo)電線--瓷件端面(Ni2++2e-=Ni)附著在瓷件端面 。
電鍍過(guò)程中的電流損耗和加載電流大小影響電鍍厚度和離子遷移速率。陽(yáng)極、陰極導(dǎo)電性,掛具導(dǎo)電性,電鍍密度,瓷件封面導(dǎo)電性,以及陰極面寬度和產(chǎn)品長(zhǎng)度都會(huì)影響電鍍均勻性。
2導(dǎo)電座及導(dǎo)電桿的影響
2.1導(dǎo)電座的影響
導(dǎo)電座的結(jié)構(gòu)和干凈程度影響整架產(chǎn)品的導(dǎo)電性,設(shè)計(jì)時(shí)采用“V”型導(dǎo)電座導(dǎo)電方式,選用黃銅材料。
利用飛靶自身的重力,能確保飛靶能與“V”型導(dǎo)電座接觸良好。同時(shí),由于電鍍液偏酸性,腐蝕性較強(qiáng),為了確保導(dǎo)電性良好,需定期對(duì)導(dǎo)電座進(jìn)行定期清理,確保電座無(wú)銅銹等污染。
檢驗(yàn)方法:1.當(dāng)產(chǎn)品進(jìn)入電鍍槽后,在線電流無(wú)明顯波動(dòng),說(shuō)明飛靶與導(dǎo)電座接觸良好。2.按要求抽測(cè)產(chǎn)品鍍層厚度,當(dāng)鍍液濃度在正常范圍內(nèi),同一產(chǎn)品加載電流一樣,鍍層厚度明顯整體偏薄,則需檢查飛靶與導(dǎo)電座的接觸是否良好。
2.2.陽(yáng)極導(dǎo)桿的影響
陽(yáng)極導(dǎo)桿的導(dǎo)電性同樣影響整架產(chǎn)品的均勻性,陽(yáng)極鎳板與陽(yáng)極導(dǎo)桿接觸不好,或陽(yáng)極導(dǎo)桿部分部位污染或生銹,會(huì)導(dǎo)致部分陽(yáng)極鎳板導(dǎo)電性差。
導(dǎo)致結(jié)果:
(1)導(dǎo)桿接觸不好,會(huì)導(dǎo)致電流無(wú)法加載,整流機(jī)無(wú)實(shí)際電流;
(2)陽(yáng)極鎳板與陽(yáng)極導(dǎo)桿接觸不好,導(dǎo)致整架產(chǎn)品均勻性不好,接觸不好的部位鍍鎳層薄。
3掛具導(dǎo)電性的影響
3.1 掛具導(dǎo)電材料的影響
確保產(chǎn)品均勻性,同一鍍槽中使用的掛具必須具有相同的導(dǎo)電性。根據(jù)電流損耗,確定所需加載的電流。
3.2 掛具接觸性的影響
為了確保掛具導(dǎo)電性,(1)需定期對(duì)飛靶進(jìn)行清洗,確保飛靶干凈,無(wú)銹蝕;(2)需定期對(duì)掛具進(jìn)行清洗,確保掛具與飛靶接觸良好;3、電鍍產(chǎn)品前需檢查掛齒與掛具接觸是否良好。
導(dǎo)致結(jié)果:
(1)掛具與飛靶接觸不好,會(huì)導(dǎo)致整個(gè)一柱產(chǎn)品偏薄,影響電鍍質(zhì)量。
(2)掛具與掛齒接觸不好,會(huì)導(dǎo)致整架中個(gè)別產(chǎn)品鍍層厚度偏薄,影響整架的均勻性。
4掛載數(shù)量的影響
在電鍍鍍液濃度在正常范圍內(nèi),電流密度和加載電流不變,陽(yáng)極鎳板數(shù)量一致,其他導(dǎo)電均正常的情況下,加載數(shù)量會(huì)影響整架產(chǎn)品的均勻性。
以一架產(chǎn)品掛四個(gè)掛具(56件)和三個(gè)掛具(42件)實(shí)驗(yàn)對(duì)比為例,對(duì)整架產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)厚:
同樣電流密度和時(shí)間,一架掛載36件,和掛載42件寬面產(chǎn)品對(duì)比中間位置鎳層厚度差異0.2-0.3um。整架測(cè)量鍍鎳層厚度,結(jié)果如下:
從不同品種掛載數(shù)量不同,整架測(cè)厚結(jié)果可以看出,減少掛載數(shù)量,整架產(chǎn)品的差異變小。結(jié)果表明,同一鍍槽中,產(chǎn)品掛載越多,均勻性越差。七齒掛具尤其明顯,因?yàn)殡娮舆w移速率固定,產(chǎn)品越密集,鎳離子獲得的電子越少,導(dǎo)致中間與四周鍍層厚度差異大。當(dāng)掛載數(shù)量適當(dāng)減少后,同一槽產(chǎn)品差異減少。
減少掛載數(shù)量可降低整架產(chǎn)品的差異性。
5陰極移動(dòng)或鍍槽鍍液攪拌的影響
陰極移動(dòng)或鍍液攪拌可以減低鍍液中的濃差極化,降低了鍍層的析氫速率,從而可以使得鎳離子均勻的沉積在瓷件金屬層表面,增加整架產(chǎn)品的均勻性。當(dāng)鍍液中沒(méi)有陰極移動(dòng)或攪拌時(shí),整架產(chǎn)品邊角鍍層厚度和中間位置鍍層厚度差異在2um以上。同時(shí)陰極移動(dòng)或鍍液攪拌,可以減少氫離子在瓷件端面的析出,鍍層的晶粒變大,提高鍍層質(zhì)量。
6 鎳板布置的影響
鍍槽中掛載鎳板的數(shù)量及鎳板的消耗情況也會(huì)影響整架產(chǎn)品的均勻性。由于鍍液中存在電極電勢(shì),溶液中的陰、陽(yáng)離子在電極電勢(shì)的作用下是沿直線運(yùn)動(dòng)的,雖然溶液中存在陰極移動(dòng)或鍍液攪拌來(lái)保持鍍中的離子均勻的遷移,但由于存在遷移距離的差異,導(dǎo)致遠(yuǎn)離鎳板位置的瓷件鎳離子沉積速率低于直線距離離鎳板最近的瓷件端面的沉積,故需根據(jù)電鍍槽容積的大小掛載不同數(shù)量的鎳板。
從數(shù)據(jù)可以看出鍍槽使用2塊鎳板鍍層均勻性明顯優(yōu)于使用4塊鎳板。
7鍍液中各離子濃度、pH值、溫度的影響
7.1" 鍍液中各離子濃度的影響
普通的硫酸鎳鍍液,鍍液中存在Ni2+,H+,Cl-,OH-,H3BO3,H2BO3-,HBO32-,BO33-離子在鍍液中存在動(dòng)態(tài)平衡。在相同的電極電勢(shì)情況下,某一陽(yáng)離濃度降低,會(huì)導(dǎo)致另一陽(yáng)離子沉積增加,確保溶液的動(dòng)態(tài)平衡,某一陰離子濃度降低,確保另外的陰離子析出增加。如溶液pH一定時(shí),溶液中Ni2+濃度偏低,會(huì)導(dǎo)致H+離子析出增加,導(dǎo)致瓷件偏薄,故需保持溶液中各離子的濃度。
7.2" 溶液pH值的影響
溶液的pH值偏小,溶液中的析氫電勢(shì)增加,導(dǎo)致溶液中Ni2+離子的沉積減低,除易導(dǎo)致鎳層起泡外,會(huì)導(dǎo)致鍍層偏薄。鍍液中pH值偏大時(shí),溶液應(yīng)力增大,鍍層應(yīng)力增加,影響鍍層質(zhì)量,故鍍液中的pH值需維持在一定范圍。
7.3 鍍液溫度的影響
鍍液的溫度直接影響離子的遷移速度,溫度升高,離子遷移速率增加,各陽(yáng)離子的沉積速度增加。故為了保證鍍液的均勻性,各鍍槽的溫度應(yīng)保持一致。
8 瓷件的導(dǎo)電性的影響
瓷件的導(dǎo)電性影響產(chǎn)品電鍍的均勻性。瓷件導(dǎo)電性主要受一次金屬化層的影響及瓷件倒角的影響。不同的一次金屬化層配方,瓷件端面的導(dǎo)電性存在差異,故需根據(jù)實(shí)際電鍍情況調(diào)整電鍍電流,確保產(chǎn)品厚度符合相關(guān)要求。
瓷件倒角均勻性的影響及電鍍綁鎳絲部位的影響,電鍍過(guò)程存在個(gè)別產(chǎn)品倒角均勻性較差,電鍍鎳絲需瓷件接觸部位剛好在倒角偏大部位,電子不能通過(guò)鎳絲傳遞到瓷件端面,或傳遞過(guò)程經(jīng)常受阻,會(huì)導(dǎo)致電鍍后個(gè)別瓷件存在一個(gè)金屬化面鍍層偏薄的情況。
9結(jié)語(yǔ)
為了達(dá)到鍍槽整架均勻性較好的鍍鎳層,在確保鍍液中各離子濃度,pH值,溫度均在合適范圍內(nèi),日常還需保證鍍槽有均勻的鼓泡或陰極移動(dòng),定時(shí)清理各鍍槽導(dǎo)電座,導(dǎo)電桿,掛具與飛靶接觸部位,飛靶,并確保掛具掛齒接觸良好。為了保證整架產(chǎn)品鍍層差異較小,每個(gè)鍍槽需要有適中的掛載量,并合理布置陽(yáng)極鎳板數(shù)量。同時(shí)下料時(shí)應(yīng)及時(shí)測(cè)量每架產(chǎn)品的厚度,根據(jù)實(shí)際電鍍情況,對(duì)產(chǎn)品電流及時(shí)做出調(diào)整。