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在电瓷成型刀具上电镀碳化硼粉的研究

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-20  浏览次数:669

在电瓷成型刀具上电镀碳化硼粉的研究

杠丹江市电瓷总厂 宋喜彬 滕俊清

黑龙江省机械工业研完所 石阿盆

自电力工程开始使用瓷绝缘子以来,电瓷工业的发展极为迅速,电瓷成形刀具亦愈来愈受到重视。人们总希望有一种既耐磨又经济的电瓷成形刀具。为此,我们从1937年始,开展了在电瓷成形刀具土电镀碳化硼粉的研究工作,研制出了耐磨性是原来4倍以土的电镀电磁成形刀具。

一、试验装置

1.密封回转式电镀装置

如图1所示,电镀槽1由12mm厚的有机玻璃板粘接而成(加保险螺钉),里面盛上一定量的含碳化硼粉微粒的电镀液。两端用金属螺栓螺母将镍板固定在槽的壁上并密封好,螺栓杆部5与伸出槽外的部分接直流电源的阳极。

当被镀刀体夹紧在_[盖6上后,将_}几盖连同刀体一起放在盛满镀液的电镀槽1上,通过光头加长螺栓7和角钢9将槽盖与横体夹紧,再通过槽体与槽盖之间的密封胶圈密封,使得槽体中的镀液不致于由于槽体工艺翻转而外溢。槽体通过回转轴2在支承套3中回转,支承套3被焊接在支承架4土,直流电源的阴极接在阴极接线杆8上,当接通直流电时,电镀过程便开始。

 

 

 

该电镀槽采用回转式是根据电瓷成形刀刃的形状来确定的。电瓷成形刀刃尽管形状不一,但普遍都是如图2所示的“U”型刃!J,为使侮个刃面_L都能获得理想的混合镀层,必须每间隔一定的时间,刀具旋转一次。但刀具已经固定夹紧在密封通电的电镀槽中,只好连同电镀槽一起旋转。所以,把电镀槽设计成回转式的。

 

 

 

2.电镀所采用的直流电源靠10kvA调压器、ZCD一30/1000型硅整流管、电容元件等接成的整流滤波电路提供。

3.在化学除油工序中,我们采用了上海产wMzK一01温度指示控制仪来自动控制除油液的温度。

二、实验程序与观测方法

1.抛光将成形后的刀具用砂纸进行粗略的抛光。

2.化学除油将抛光后的刀体放在加温到85“士5“、按一定比例配制的碱性除油液中处理,待观察到刀体上有一层连续的水膜存在时,则油即被除净,若观察到刀具表面上的水聚集成滴时,则宜继续除油,直至除净为止。然后将刀具用40℃左右的温水冲洗掉除亏叔】中的碱性液。

直至观察到刀具刃口_卜挂L一层均匀的,化冲面瑞严,硼民酸桥

3。l涂锈将清洗后(蜒的刀书忖:济液,朴酸浸除锈,百驻婉察到夕万微粒时_!:砂完毕。、加嘟亩于.L砂后刀具刃民L的碳时为止。然后用40“左右的温水清洗刀具上的酸性液。、.浸漆浸漆一是为了减小电铡面积,二是为了降低成本。刀体勿需电镀,所以在研制时加了浸漆这一工艺。浸漆的试验方法是将预处理完毕迅速千燥后的刀具挂在铁钩_L,浸入过氯乙烯耐酸清漆中提起来后略干再浸一次,使众上一定厚度的清漆,将挂好清漆的刀具放在室内自然干燥。

5.分刃将挂好清漆干燥后的刀具伪欲镀部分—刃I一!用小刀剥去清漆3示血宽,迅速夹紧在电镀槽盖上并接丰电源线。

6.阳极处理’‘在盛有书捷配方溶液的槽的两端各放人一铜板作为叶冷电极,而将夹有刀具的电镀箱盖放在阳极处理槽上,槽盖_L与刀具相连接的导电杆作为另一个电极,通以直流电_(刀具先与阴极相接),然后再倒相通以直流曳,一此过程称为阳极处理,其目的是防止在除锈过程中由于盐酸的作用,溶解铁所析出的氢向金属内部扩散而导致刃门部分截而积小的刀具机械性能的变劣。

7.冲镍在盛有冲镍液的槽的两端放镍板作为阳极,而将经过阳极处理后的夹有刀具的镀槽盖放在冲镍槽_巨,槽盖上与刀具和连接的导电杆作为阴极,通以直流电源,使欲镀刀刃处铺一层底镍议避免电镀时碳化硼微粒直接接触刀具刃口处的铁基体而影响镀层的附着强度。

8.上砂将冲镍后的夹有力具的槽盖在电镀槽上(在槽与槽盖间加密封胶圈)紧后,槽盖上的导电杆接电源阴极,槽体端伸出的导电杆接电源阳极。接通电凉,每隔一定的时间将电镀槽翻转一次,使刃的每个面上都有碳化硼微粒附着在上化硼微粒仅仅是附着在上面,其附着强度很低,稍有机械作用,则微粒就会整个脱落,因此采取镀镍包容的方法,继续镀镍加固。在加固时,镀槽放正不翻转,碳化硼微粒很快沉淀到槽底上,而刀具是处在槽的中央,当有直流电通过时,仅有镀镍过程在进行,此时刀具的“U”型刀刃全部沉积着镍金属,待观察到镍金属包容住了碳化珊微粒后,即加固完毕。最后断电、卸刀、冲洗,试验过程完毕。

三、实验数据及计算

1一除油时间:50士smin

2·除锈时间:35士sm于n

3.浸漆干燥时间:12士1h

4.阳极处理:

(1)处理时间:/先阴极(刀具)处理:3一3,smin后阳极(刀具)处理:3~3.smin

(2)阴极电流密度:15士IA/dm“

5.冲镍:

(l)冲镍时间:1。士1分钟

(2)阴极电流密度:。.25士o.SA/dm,

6._仁砂:

(l)翻转间隔时间:4min

(2)_上砂总时间:120士1omin

(3)阴极电流密度:1.1士O.IA/dm“

(4)电镀液PH值:5.3士0.3

7。打{1固,

(1)时间:IJ5士smin

(2)阴极电流密度:1.1土。.IA/dmZ通过多次实验获得了以上比较理想的工艺参数,按这个工艺过程和工艺参数电镀出来的镍和碳化硼微粉的棍合镀层的厚度可按下式计算:d。=d;+dZ式中:da混合镀层厚度协m),d,—理论镀镍层厚度(件m),dZ—碳化硼微粉层厚度(卜m)。,_Kojot.刀‘x100d:=‘竺匕‘匕一止二二色竺止竺竺生60夕则dZ一专x“·62X‘20“2=37·2(‘儿m,式中K—电化当量(g/Alh)’;J—阴极电流密度(A/dm“)刀‘—阴极电流效率;?—电镀层金属密度(g/cm“)t—电镀时间(min)。查电化当量表得:K二1。095下=8。9试验时的阴极电流密度:J=1.IA/dm“电流效率:刀。“0·95,电镀时间为235mm则d、=1。095xl。1X235XO一95x10060XS。950.3(卜m)17,’一‘山二士K‘“‘式中K尹一碳化硼微粒重迭系数口—碳化硼微粒平均粒径(卜m)r—上砂时间(min)经试验;K产(不二2协m;=0.60~0.64取O。62,t=120mln内‘d;+da忿;50.3+37.2=87。5(件m)经过电镀处理的刀具的刃口上,沉积上87.5微米厚的镍金属和碳化硼微粒的棍合镀层,经试运行和试验,其耐磨性远远高于非l电镀刀具,刀具的使用寿命是原来的4倍以上。

四、结论

综上所述,通过电镀的方法可以在极性材料上镀上具有高耐磨性的非极性材料,可以提高成形刀具使用寿命。在其它作相对滑动磨损较大的场合,如生产针式绝缘子用的半自动冷压成形机的胎模等也可以采用这种方法提高其耐磨性。

 

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