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固定槽的结构

放大字体  缩小字体发布日期:2013-03-06  浏览次数:761
核心提示:固定槽结构主要包括槽体、槽液加热装置、槽液冷却装置、搅拌装置和导电装置等。

固定槽是储存溶液的容器,它是电镀车间中主要的工艺设备。不同的电镀方式如挂镀?滚镀和浸镀等都离不开固定槽。所有的电镀工艺化学镀、氧化、磷化和镀前处理的清洗、中和、化学抛光、电化学抛光、酸洗、除油,以及镀后处理中的出光、钝化、着色、清洗{等,也都是在固定槽中进行的。

固定槽结构主要包括槽体、槽液加热装置、槽液冷却装置、搅拌装置和导电装置等。

(1) 槽体

槽体也称为槽身或槽壳,是整个固定槽的主体。槽体有时直接盛装溶液,有时作衬里酶基体或骨架。对槽体的基本要求是不渗漏并具有一定的刚度与强度,以免由于槽体变形过犬{造成衬里层的破坏。制作槽体的材料可用钢板、硬聚氯乙烯板、聚丙烯板等,也有的使用钛{板,小型槽体还可以用有机玻璃板制作。具体使用的材料可根据储存溶液的性质和材料供应情况来选择,同时应考虑经济效益。其中用钢板焊接制成的固定槽,由于具有在碱性溶液中耐腐蚀、材料供应充足、价格低廉、坚固耐用、结构成型容易等特点,所以在电镀车间中应用较多。这种固定槽如需盛放腐蚀性液体,可加耐腐蚀衬里。硬聚氯乙烯塑料槽,耐腐蚀性能较高,可直接盛放多种液体,在溶液体积较小、操作温度较低的情况下使用较为广泛。

槽壁的厚度视材料的强度而定,原则上应与槽体尺寸大小成正比。对于钢板槽,一般长j度在lm以内的固定槽,壁厚在4mm左右;长度在1~2m之间的固定槽,壁厚为4~8mml,长度在2m以上的固定槽,壁厚采用6~10mm。但不应过多增加壁厚,以免槽体过分笨重,I通常可以采用槽体加固的方法。槽体加固必须达到如下要求:当固定槽盛满溶液后,仍保掩足够的刚性,不能有显著变形。因此,多采用在槽沿焊接一圈角钢,或在槽腰再焊接一圈角钢或槽钢的方法进行加固。槽沿上的焊缝必须进行仔细连续焊接,而下边的焊缝则允许使用{间歇焊接。钢槽槽底应距地面100~120mm,以防腐蚀。 槽体的尺寸,根据工艺方面的实践,已逐渐趋于规格化,在一些设计手册中可以查到。表8-3列举了常用矩形固定槽的尺寸规格。

表8-3常用矩形固定槽的尺寸规格

 

常用矩形固定槽的尺寸规格

 

在选择槽体内部尺寸时,既要满足产量上的需求,又要保证可以容纳最大的零件。首先根据车间生产纲领、工作制度、每天净生产时数等计算出镀槽的负荷,估算出每根极杆的长度,然后确定槽体的内部尺寸。

槽体尺寸的计算公式为

L=l+2l1

式中L——槽体长度,mm;

l——吊挂镀件总长度,mm;

l1——镀件距槽边的距离,mm。

如果采用阴极移动,再加上阴极移动行程50~150mm。

B=b+b1+b2

式中B——槽体宽度,mm;

b——镀件宽度,mm;

b1——阳极板厚度,mm;

b2——镀件与阳极之间的距离,一般大于150mm。

如果考虑加热管或冷却管,应考虑加热管管道的直径及管道与阳极之间的距离50mm,管道与槽壁的距离50mm等因素。

H=h+h1+h2+h3

式中H——槽体高度,mm;

h——镀件高度,mm;

hl——镀件最高点与液面的距离,一般为20~50mm;

h2——镀件最低点与槽底的距离,一般为150~300mm;

h3——液面与槽沿的距离,一般为l00~200mm。

计算出槽体内部尺寸后,再按表8-3规格化。如需要槽衬,则尺寸应适当加大。

(2)衬里

为了使槽体不受各种镀液的腐蚀,同时为了防止漏电,用钢板焊制的槽体的内部须衬以各种防腐蚀材料,称为镀槽衬里。衬里材料很多,有硬聚氯乙烯、软聚氯乙烯、钛、橡胶、聚苯乙烯、聚乙烯、有机玻璃及玻璃钢等。下面介绍几种常用的衬里材料及施工方法。

1)聚氯乙烯塑料

聚氯乙烯塑料分为软、硬两种,作衬里一般使用软塑料。它在室温或低于50℃时,除.强氧化剂(如浓度超过50%的硝酸、发烟硫酸等)外,能耐各种浓度的酸、碱、盐类溶液的腐蚀,并具有一定的机械强度,常用作常温、中温(60~70℃)条件下大、中、小型固定槽的衬里。软聚氯乙烯塑料衬里主要是采用粘贴的方法衬在钢槽及其他壳体内,一般是先焊好再套人槽体中,对大型槽,可先焊成几大部分,然后再套入槽内组焊,焊缝应尽量减少。衬里制作安装好以后,可向槽内注水静置24h,从外部或检漏孔检查有无渗漏现象。为此,二应在钢槽内底部便于观察的地方,预先钻一个检漏孔。一般检漏孔的直径为12mm左右。

2)玻璃钢

玻璃钢的耐腐蚀性很强,除氢氟酸、热磷酸、火碱及氧化性介质如硝酸、铬酸、浓硫酸外,几乎对所有的化学介质都是稳定的。施工步骤如下。

①对固定槽进行除油、除锈。焊缝及金属表面不应有焊渣、焊瘤、尖刺及棱角,转角处用腻子抹成圆角。这一步骤对保证施工质量至关重要,否则在使用一段时间后会出现基体与衬里脱皮现象。

②玻璃布有蜡时需在烘箱中烘烤5min,温度300~350℃,脱蜡后玻璃布应保持干净、干燥,切勿折叠。将玻璃布裁成所需长度或宽度。

③涂底胶l~2层,自然干燥l2~24h。涂底胶应在固定槽完全干燥的情况下进行,否则应进行烘干。

④刮腻子,自然干燥至不大粘手。

⑤涂第一遍胶料,贴第一层玻璃布。自然干燥至初步固化、修理贴衬,如有起泡必须排除彻底。按第一层布的贴衬法继续循环贴至所需层数。一般衬里贴3~4层,各层之间搭接30~50mm,各层搭接缝应互相错开,不应重叠。

⑥修整检验后涂2~3层面漆,然后加热固化(或常温固化5~7天)。涂料配好后会自行固化,应控制在0.5~1h内用完。

3)聚丙烯塑料

聚丙烯的熔点为164~170℃,具有很好的耐热变形性。制作固定槽衬里可长期使衬里槽壁保持良好的紧贴状态。聚丙烯与其他塑料一样,具有优良的绝缘性,作镀槽衬里时,可防止各类杂散漏电的产生。聚丙烯具有优良的化学稳定性。对于无机酸碱盐的溶液,除具有强氧化性外,在100℃时,对聚丙烯几乎无破坏作用。可在许多镀种的镀槽中作衬里。

聚丙烯通常采用注射、挤出、吹塑等塑料成型技术将其加工成膜、管、片等形状。利用板材制作镀槽衬里时,可采用焊接及粘接方式。

一般衬里厚度的选用视不同材料及槽体的大小而定。聚乙烯硬板一般取4~6mm;聚乙烯软板一般取4~5mm。

槽体和衬里分别制作。衬里的外部尺寸要尽量接近且略小于槽体的内部尺寸。若衬里外部尺寸过小,盛液时间一长,容易顶破。衬里的上沿四周要加工出一个小的翻边,可以防止镀液溢出泄漏到衬里与槽体之间的部位,造成槽体腐蚀。

(3)导电装置

导电装置主要指导电极杆。其作用是在固定槽中悬挂零件和极板,并向其输送电流。它可用紫铜、黄铜、铝或钢铁制成。支撑在槽口的绝缘支座上,由汇流排或软电缆连接到直流电源上。导电极杆与电源连接的方式,常见的有两种:一种是用软电缆直接通过接线夹固定在导电极杆一端;另一种是将导电极杆放在槽端导电座的凹口上,导电座再与电源电缆或汇流排相连接。

1)极杆的长度

极杆的长度可根据槽体长度确定。由于极杆用绝缘夹片固定安装在镀槽的上边并留有与导电线连接的一段长度(约50mm),因此,每根极杆的长度应大于槽体长度的外部尺寸。如采用阴极往复移动装置,则极杆长度还要加上往复移动的距离(一般为100mm以上)。

2)极杆的截面积

对导电极杆的要求是:能通过镀槽所需的全部电流而不至于温度过高,能承受住装挂零件及挂具的重力而不至于变形过大,而且要便于擦洗。极杆的横截面积除要满足电流密度的条件外,还必须考虑到材料的抗弯强度。用承重的方法来计算极杆直径,往往比用承受电流方法的计算的结果偏大。因此,为了节省有色金属,常在铜管内嵌入钢芯作为极杆。计算电流时按铜管截面积计算;计算承重时按钢芯计算,可以兼顾两方面的因素。导电铜极杆或铜管的材料可以采用黄铜和紫铜,其许用电流可按表8-4、表8-5选用。

极杆应该经常擦洗,以免阳极或挂具与极杆接触处产生较大的电阻。为了防止极杆的腐蚀,应镀防护层;如镀镍槽的铜极杆镀2~20μm的镍与铬;镀锡槽与铵盐镀锌槽的铜极杆

镀10~20μm的镍。电镀槽选用导电极杆的规格和标准见表8-6。

表8-4黄铜极杆的许用电流

 

黄铜极杆的许用电流

 

表8-5紫铜管的许用电流

 

紫铜管的许用电流

 

表8-6 电镀槽选用导电极杆规格和标准/mm

 

电镀槽选用导电极杆规格和标准/mm

 

注:表中黄铜管尺寸均指外径/mm壁厚/mm。

(4)固定槽的绝缘

1)固定槽漏电产生的原因

导致固定槽漏电的原因各种各样,常见的有以下几种。

①一台直流电源供两台或两台以上镀槽使用时,如果金属镀槽未加绝缘衬里,且与地面无绝缘垫脚或加热管与车间管线未采取绝缘措施时,来自阳极的一部分电流有可能通过金属槽或管线的连接作用,流入别的镀槽,产生漏电。

②一台直流电源只供一个镀槽使用时也有可能引起漏电。如果镀槽与地面不绝缘,在阴极导电状况良好的情况下,电流一般是由阳极流向零件的;但当阴极某一部分导电状况不良时,阳极流出的电流有可能形成另外一条回路:电源正极一镀槽阳极一镀液一金属槽壁(或加热管等)一大地一电源负极。这时,电源提供的电流不但不能用于沉积电镀层,反而会在金属槽内壁(或加热管靠近阳极端)出现金属的沉积。而金属槽(或加热管等)与地相接触的一侧则被溶解,引起设备的腐蚀。

2)消除固定槽漏电的方法

消除固定槽漏电常采用如下几种方法。

①用钢板制作电镀槽时槽脚应做好绝缘处理,如用耐酸陶瓷砖、花岗岩石头块等作槽脚,并适当增加槽脚的高度,尽量想法切断电流对地的通路。

②采用金属加热管或冷却管时,该管进出口应采用法兰盘连接方式,并接上绝缘垫,紧固螺钉采用绝缘套管和绝缘垫圈,或者槽内加热管与槽外加热管采用耐热橡胶管连接。

③阳极的背面固定一块绝缘板,将非工作面屏蔽起来,以隔断朝向槽壁的电力线。同时在布置阳极时,应尽量增大阳极与槽壁的距离(没有绝缘衬里的情况下)。

④保持各工作部位导电的良好状态,经常清理极板或挂具,经常检查极杆的绝缘状况。 ⑤镀槽排风罩尽量采用塑料制作,既解决了绝缘问题又耐腐蚀。

⑥尽量采用塑料槽或玻璃钢槽,或对钢槽加绝缘衬里。

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