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电刷镀锡技术在互感器制造工艺中的应用

放大字体  缩小字体发布日期:2012-05-05  浏览次数:668

摘要:传统干式电流互感器的镀锡工艺是采用槽镀镀锡技术。本文以成本分析法探讨了电刷镀锡技术替代传统槽镀镀锡工艺的经济性、可靠性,并以某互感器制造公司的应用实例,论证了电刷镀锡工艺技术的实用性。

 

关键词:干式电流互感器;电刷镀锡;槽镀

 

中图分类号:TG174.441;TM452   文献标识码:A

 

干式电流互感器具有无油、无瓷、无气、免维护等优点,在全面倡导“绿色制造”的大环境下,成为现有油浸式、充气式互感器的理想替代产品,可广泛应用于中性点有效接地的35~220 kV系统,目前已在国内外电力、冶金、石化等行业得到广泛应用。在干式电流互感器的制造过程中,一次载流体的制造是关键工序。为提高导电性,在一次载流体的铜管和铜棒末端需要镀锡。因此,如何提高镀锡的质量和效率,降低镀锡工艺的成本和污染,成为互感器工艺人员急需解决的关键工艺问题。

 

自上世纪80年代以来,电刷镀技术因使用方便、易操作、快速可靠等优点得到了广泛应用。但将电刷镀技术应用在干式电流互感器的制造中,还鲜见报道和相关研究论文。本文拟通过技术和成本分析,探讨将该技术应用于一次载流体的镀锡工艺过程中的可能性和效益性。

 

1电刷镀技术

 

传统的镀锡工艺是利用镀槽,将待镀工件浸入其中,根据电化学原理进行电镀。而电刷镀技术是利用专用电源、镀液、工辅具,根据电化学反应在工件表面上沉积所需的镀层[1,2]。

 

电刷镀技术与普通的“槽镀”技术一样,也遵循电镀原理。沉积的金属重量都服从“法拉第”定律。电刷镀得到的镀层与槽镀得到的镀层在质量上是一样的。不过电刷镀方法的特点是从镀槽中过渡到“岸”上,甩掉电镀槽。而且电镀时必须与被镀面进行摩擦,才能高速形成镀层。电刷镀技术可用于提高工件的防腐蚀性、耐磨性、导电性、钎焊性等目的,对磨损、存在切削加工误差的零部件,用电刷镀方法电镀容易恢复尺寸。另外,电刷镀技术还具有操作容易;可避免热变形、同轴度高;镀层与基材结合强度高且均匀、致密,镀层外观平整、美观;劳动强度低,生产效率高;基本上无污染、环保影响极小、对人体健康等优点。

 

电刷镀技术的主要应用场合[3]如下:

 

1)机械零件的轴颈部位磨损或切削超差的修复。

 

2)轴承配合部位尺寸调整,表面缺陷的修补。

 

3)导电接点的电镀,减少汇流排接触面的电阻;边接器的接触部位,印刷线路版的接触部位;高压开关的动触头。

 

4)发电机的转子、汇流环的磨损修补。

 

5)热处理中防止某些部位渗碳、氮化等。

 

6)金属模具、凹坑、缺陷的修补,防止黏模现象。

 

7)电镀中一些大件、长件、无法放入槽内的零部件的电镀。

 

8)液压杆、机床导轨拉伤面的修复。

 

2电刷镀锡技术在互感器制造中的应用分析2.1电刷镀技术在电力电工行业的应用现状

 

近几年,电刷镀技术中的刷镀银和刷镀锡技术已覆盖到电力、电工、电气行业的广大领域,大量应用于各种电器接头,如电器开关、电器触头、接插件、集电滑环、导电换向片、导电排、高压瓷瓶、整流片、导电刷等零部件的电镀。电刷镀技术的推广和应用,使众多厂家产品质量得以提高,成本进一步降低,使得企业效益大幅提高,得到行业各企业的认可和欢迎[4]。

2.2一次载流体的镀锡工艺分析

 

干式电流互感器的一次载流体制造过程中,其导电杆接头处也需要镀锡(两端镀锡长度均在130mm左右)。工艺流程一般安排在一次载流体折弯前进行镀锡。由于该零件较长(铜管或铜棒,一般长度在5~8 m),所以,槽镀时对于电镀生产厂房的空间要求较高。如果竖起来电镀,厂房高度至少要大于8m,对中小电镀企业来说难度很大。如果横放电镀,只能将整根零件全部电镀,消耗材料、时间较多,其镀槽长度也至少要大于8 m。具体操作起来也较为困难。

 

相对来说,用电刷镀方法对该零件电镀,易操作,效率高,成本低。其工艺流程如下:

 

1)除油(即前处理):可用有机溶剂(丙酮、酒精)或其他清洁剂去掉待镀表面的油污。

 

2)电刷镀锡:工作电压:4~8 V,用镀笔阳极蘸镀锡溶液来回擦拭,至所需厚度为止。

 

3)冲洗:用自来水冲洗。

 

4)干燥:电吹风吹干或烘干。

 

5)抛光(即后处理):用1200目金相砂纸轻擦一遍,然后用丙酮或酒精擦洗。

 

3应用实例

 

西安某互感器公司的主要产品为35~220 kV干式电流互感器,其生产组织的特点是机械加工件主要外委加工,而互感器生产过程的关键工序、控制工序、重要工序均在公司自有厂房完成。其中,一次载流体的镀锡工序为重要工序。表1为根据成本分析法分析槽镀和电刷镀一次载流体的成本。从成本分析可以看出,采用电刷镀锡工艺可节约成本约50元/根。按照年产3000台互感器计算,每年可节约成本82500元。而且,采用电刷镀锡技术在公司厂房生产,不存在周转冲突、交货期冲突;并可对外承接修配工程等。

电刷镀锡技术应用在该公司干式电流互感器一次载流体的镀锡工艺如表2所示。电刷镀锡工艺的工作示意图如图 1 所示。


   4 结语

通过西安某互感器公司 18 个月的工艺运行,表明电刷镀锡技术应用在干式电流互感器一次载流体的镀锡工艺过程中,具有操作容易,镀层均匀、可靠,环保效果好,对人体健康;并且保证了客户的交货时间,节约了生产成本,提高了生产效益。也证明了电刷镀技术应用在互感器工件镀锡工艺过程中替代传统槽镀镀锡的经济性和实用性,也可供同类电气产品的技术改进借鉴和参考。

[参考文献]

[1] 程秀云,张振华.电镀技术[M].北京:化学工业出版社,2003.

[2] 董英琦, 黄燕琳.电刷镀镀层性能的研究[J].水利电力机械,2006,28(8):12-13.

[3] http://www.san-qi.com/tezheg.htm [Z].

[4] 王文, 赵中国.电刷镀技术在机械制造中的应用[J].四川工业学院学报,2001,20(3):19-21.

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