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生产技术:电镀设备(下)

放大字体  缩小字体发布日期:2013-04-16  浏览次数:816
核心提示:只有当进行大批量相同或类似产品处理时,全自动电镀机械才能调整。现代的自动化机械只需要更少的人工操作,但是这些操作者常常要更好地掌握相关的仪器、传感器、计算机以及电镀的技术和知识。

9子弹带电镀

子弹带电镀包括把单独一个镀件例如接触器终端连到传送带上,传送带移动,通过全部处理阶段,就像带的电镀装置一样。在转筒或振动电镀装置中镀件要完全电镀,而在子弹带电镀装置中镀件可以选择性进行电镀。振荡器元件操作杆定位,移动镀件到传送带上,并使两者连接在一起。在生产线的末端,镀件被取下,传送带又返回到机器的前端。边板电镀装置

边板或薄片电镀装置是为了在印刷电器板上镀贵金属接头而设计的。这是电镀业中相对较新的机器,是为了快速选择性在接触头上镀金的特殊需要而研发的。印刷线路板自动装到连续移动的传送系统中,印刷线路板传送带在适当的时间被输入指令,以便移动的带可以抓住印刷线路板,并携带它通过全部处理步骤,这同用带电镀装置在接触器触点上镀镍或金相似。橡胶带还可作为电镀罩来进行选择性电镀除去缠带。传送带和镀带都是经特别设计的,使印刷线路板和柔性橡胶带紧密接触,带既不会过度磨损也不会伸长。这个性能只有用有几层组成的复合带才能达到。带也可以嵌入金属,便于与接头进行电接触。

为了高速电镀和电镀板快速通过机器,阴极附近溶液良好的搅拌是必须的。电镀槽的长度是另一个决定机器速度的因素。如果生产线的速度被一个特定的电镀槽的电镀速率限制,那么,电镀槽长度的增加将提高生产线速度。提高阴极附近溶液的搅拌也有利于提高生产线的速度。

化学处理间的清洗是很重要的。传送带在返回来接触进入电镀生产线的新的电镀板前也必须经过彻底清洗。

干燥是用热风直接吹在湿的位置上。卸料是自动进行的,当印刷线路板被推到板传送带上时,传送带被下了指令去接住那些要脱离电镀生产线的板。大多数边板电镀装置是单独一条线,因为多条生产线会太复杂,尤其是应用了带传送和罩时。

一些薄片电镀装置不用带。罩可用皮带,用机器驱动,但这样操作更昂贵。在这样的机器中接触是通过板边边缘的连接杆,连接杆随后除去。电流是在侧面或上端通过连接杆的。板传送是通过移动带,或者通过上面装有固定板的滑车来实现的。

10线材电镀装置

线材电镀装置是第一个电镀电流密度高达2000ASF的高速电镀装置[9]。这样高的电流密度通过使线材高速通过电镀液,使得相对溶液有较快的线材移动,线材不仅朝平行的牵引方向,并且线材通过电镀槽作垂直振动。线材是理想的阴

基于强制流动方向的槽设计分类

图24-14基于强制流动方向的槽设计分类

极,横截面通常是圆的,在整个电镀操作中,它的形状都是连续均匀的。线材也有适合于多条生产线的电镀装置,这时大量生产的电镀线材用于很多实际应用是很重要的。

研究影响电镀速度和均匀性的参数包括电镀槽的设计、强迫流体流动的方式,如图24—14所示[22,23]。不同电解槽设计的分类是基于强迫流体流动的方向,可以是轴向的、正常/径向的,或是切向的。这些在实际电解中可以调整[24]。

造成湍流的条件对高速电镀是有利的。锡以及锡-铅合金镀在铜上用作电线,金或钨-金镀在铜线上用作连接插座,铜镀层在钢线上用于信息传送系统中,锌镀层在铜上用于护栏或作其他户外应用。

11装饰和工程电镀

曾经在光亮的镍上沉积一层光亮铬的电镀工艺被广泛用在汽车和设备元件上。最近,严格的环保法规,使得组合产品的设计改变了,减少了主要作为装饰用涂的Ni—Cr精饰产品,同时增加了Ni-Cr精饰品的成本。可观的六价铬的处理费用或回收费用也会帮助扩大这种引人注目的光亮Ni-Cr电镀精饰的使用。

工程电镀技术主要涉及改善机械磨损或腐蚀保护,在很小或很大的物体上赋予金属以特别的物理性能[25]。户外物体的雕塑和建筑物顶电镀常是用来装饰,但是电镀过程涉及到许多工程因素。刷镀技术广泛用于:要镀的元件太大或者电镀元件离电镀车间较远的某个地方。用于基体清洗和沉积各种金属的特殊的电镀装置和溶液已被开发[26]。这项技术也用于修复磨损或质量较差的机械元件。电铸金属体将成为另一种工程电镀[27]。复杂的难以机械生产的形状是电铸的理想应用的一个例子。它们可以是很大的物体或极细的头发状的物体,如用于计算机记忆盘驱动头上的铜丝[28,29]。另一个例子是压缩盘的生产,此处镍压模是电铸的,它有着光盘母盘精确的图像[30]。

12实验室技术发展

电镀生产技术通常是先在实验室开始的。其中一个例子就是IBM公司研发的往复式桨叶电镀槽,它是在电子和磁装置的微元件上快速均匀地沉积Ni、Fe、Cu和Au[31,32]。当电镀过程不太好时,实验室的设备对帮助解决生产问题也是很重要的。组建小型模拟实验条件可确定问题产生的原因以及在生产线上如何纠正问题。组建实验室也是为了进行日常化学分析和进行电镀实验,例如赫尔槽或新的水力控制的赫尔槽,用来解决生产问题[33]。

13计算机在生产中的应用

起初计算机是为办公室文字处理和数据分析而设计的。但它的使用目前已渗透到许多领域,其中就包括电镀生产技术。发展更加有效的专门为生产技术有灵活性设计的硬件、软件,不但可以监视和控制电镀操作,也可以监视和控制工厂的商业运作。计算机使计算机集成生产(CIM)的系统成为可能。

计算机集成生产是为了帮助商业管理者得到整个生产运作的一个示意图。一个高效的电镀机功能需要充足的生产和产品信息,包括操作过程的顺序、状态、质量检查,机器和操作元件的监视和控制,成品的库存量、出货等。CIM系统也会综合工厂的商业运作方面。全部的信息帮助公司了解每个生产阶段的成本。计算机也可帮助实现工厂的自动化操作,其中包括电镀操作。

目前,可编程序逻辑控制器(PLCS)是工业自动化的主要集成块[35,36]。它的设计是从基地向上用于机器监视和控制。它是稳健的,对自动化机器来讲,又是相对比较便宜的。另外,它可以进行梯形逻辑图表编程序,与电器工程用来硬件化机器和解决电问题所用的电图表一样。编程是用一个阴极射线管显示器,显示器也明确显示出现电问题的地方。随着计算机的改进,PLCS也变得更先进。PLCS将继续作为电镀机器的直接界面,但是在CIM系统内仍要与计算机连用,进行信息处理和传输。特别重要的是,计算机设计者正研究硬件和软件,期望它们能成功取代PLCS用在某些机器中作监视和控制使用。

14总结

许多电镀机器已经发明和发展,用来满足电镀元件的特殊需求,并能提高生产效率,改善沉积性能以及降低生产成本。工业生产中,电子控制器和传感器在提高机械的自动化水平方面有很大用处。使大多数电镀机器完全实现自动化的技术已经存在。这些技术应用取决于成本效益,以及电镀工程师和操作者操作计算机等尖端技术的能力。电镀在继续发展,用在不同方面的金属精饰的性能和知识都有了进步。

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