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電鍍工作條件的影響

發布日期: 2021-01-30  瀏覽人數:

 電鍍工作條件是指電鍍時的操作變化因素包括:電流密度、溫度、攪拌和電源的波形等。
 
      1.陰極電流密度任何鍍液都有一個獲得良好鍍層的電流密度範圍,獲得良好鍍層的最小電流密度稱電流密度下限,獲得良好鍍層的最大電流密度稱電流密度上限。一般來說,當陰極電流密度過低時,陰極極化作用小,鍍層的結晶晶粒較粗,在生產中很少使用過低的陰極電流密度。隨著陰極電流密度的增大,陰極的極化作用也隨之增大(極化數值的增加量取決於各種不同的電鍍溶液),鍍層結晶也隨之變得細致緊密;但是陰極上的電流密度不能過大,不能超過允許的上限值(不同的電鍍溶液在不同工藝條件下有著不同的陰極電流密度的上限值),超過允許的上限值以後,由於陰極附近嚴重缺乏金屬離子的緣故,在陰極的尖端和凸出處會產生形狀如樹枝的金屬鍍層、或者在整個陰極表麵上產生形狀如海綿的疏鬆鍍層。在生產中經常遇到的是在零件的尖角和邊緣處容易發生“燒焦”現象,嚴重時會形成樹枝狀結晶或者是海綿狀鍍層。
 
       2.電鍍溶液溫度當其它條件不變時,升高溶液的溫度,通常會加快陰極反應速度和離子擴散速度,降低陰極極化作用,因而也會使鍍層結晶變粗。但是不能認為升高溶液溫度都是不利的,如果同其它工藝條件配合恰當,升高溶液溫度也會取得良好效果。例如升高溫度可以提高允許的陰極電流密度的上限值,陰極電流密度的增加會增大陰極極化作用,以彌補升溫的不足,這樣不但不會使鍍層結晶變粗而且會加快沉積速度,提高生產效率。此外還可提高溶液的導電性、促進陽極溶解、提高陰極電流效率(鍍鉻除外)、減少針孔、降低鍍層內應力等效果。
 
       3.攪拌 攪拌會加速溶液的對流,使陰極附近消耗了的金屬離子得到及時補充和降低陰極的濃差極化作用,因而在其它條件相同的情況下,攪拌會使鍍層結晶變粗。然而采用攪拌後,可以提高允許的陰極電流密度上限值,這樣就可以克服因攪拌降低陰極極化作用而產生的結晶變粗現象,采用攪拌可以在較高的電流密度和較高的電流效率下得到緊密細致的鍍層。對某些光亮性鍍液,如光亮硫酸鹽鍍銅和光亮鍍鎳,攪拌還可以提高鍍層的整平性。在某些情況下,還可消除條紋或桔皮狀鍍層。采用攪拌的電鍍液必須進行定期或連續過濾,以除去溶液中的各種固體雜質和渣滓,否則會降低鍍層的結合力並使鍍層粗糙、疏鬆、多孔。
 
       4.電源 電鍍生產中常用的電源有整流器和直流發電機,根據交流電源的相數以及整流電路的不同可獲得各種不同的電流波形。例如單相半波、單相全波、三相半波和三相全波等。實踐證明,電流的波形對鍍層的結晶組織、光亮度、鍍液的分散能力和覆蓋能力、合金成分、添加劑的消耗等方麵都有影響,故對電流波形的選擇應予重視。目前除采用一般的直流電外,根據實際的需要還可采用周期換向電流及脈衝電流。
 
      周期換向電流就是周期性地改變直流電流的方向,即在電鍍時,直流電流的方向,一段時間是正向,接著的一段時間是反向,正向電流就是將鍍件作為陰極,而反向電流就是將鍍件作為陽極。一段正向電鍍的時間和一段反向退鍍的時間之和就是一個周期的時間(tK+tA=T)。實踐證明,把周期換向電流應用於氰化物鍍銅和氰化物鍍銀,所獲得的鍍層捏比用一般直流電所得的鍍層好得多,這是由於在反向退鍍時,可除去電鍍時產生的劣質鍍層,減少或消除鍍層上的粗糙和毛刺;同時還能使鍍件尖端和邊緣鍍層厚度較厚處,退鍍時除去較多的鍍層,使鍍層厚度均勻,整平性好。
 
在應用周期換向電鍍時,零件入槽最好先進行陰極電鍍,以防止鍍件在無鍍層時作為陽極,造成基體金屬腐蝕而汙染鍍液。
 
       脈衝電流就是單向(陰極)電流周期性地被一係列開路(無電流通過)所中斷的電流。它與換向電流所不同的是不把鍍件作陽極,而是間歇地停止供電,由於間歇中斷電流,陰極電位隨時間周期性地變化。其波形有方波、正弦波、三角波和鋸齒波等。實驗證明,使脈衝電流,可提高鍍金層的硬度和導電性,並使金層在高溫下不易變色,還具有鍍取較厚鍍層的能力;在焦磷酸鹽電鍍銅-錫合金中,使用脈衝電流可提高鍍層中錫的百分含量;在某些場合下,使用脈衝電流還可以減少氫的析出、提高陰極電流效率,從而減少針孔、條紋和氫脆等。
 
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