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影响镀层厚度分布均匀性的因素:阳极的影响-垂直方向阳极长度的影响

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-19  浏览次数:603

3.2.1 滚镀的阳极长度

 

   滚镀时,工件集中在滚桶下部分,如图5所示。当阳极过短时,仅通过滚桶上部孔眼使上部工件导电,而集中在桶下部的工件则缺少电流,因而耗时长且效果差。原则上,阳极长度超出滚桶最下部分10~15 cm,工件的受镀面积才最大,滚镀快且效果好。也讲一个真实的故事。多年前,某个体户新上氯化钾滚镀锌,为求快而将滚桶直径做得很大。由助剂厂家配套供应全部材料,但新配液怎么也滚不亮,对镀液调来调去还是不行。只好新配一槽液,但仍然不行,找不出原因。笔者前去诊断,赫尔槽试验虽不理想,但应无大问题。后见阳极杆上直接挂着锌锭,急叫找来工具,将锌锭重新铸造为长锌板,挂上后再镀,效果较好,问题迎刃而解。其实问题就出在助剂厂家也不懂滚镀对阳极长度的要求。

 

图5滚镀的阳极

Figure 5 Anodes in barrel plating

 

3.2.2           阴阳极的相对长度与上下相对位置

 

阴阳极的相对长度与上下相对位置对电力线分布的影响如图6所示。

 

图6阴阳极垂直方向长度与位置

Figure 6 Vertical lengths and positions of cathode and anode

 

(1)一般而言,阳极的长度应略短于工件(或挂具)垂直方向的长度;否则因槽底空间过多,阳极又过长时,工件下端电力线过于集中,下端镀层厚且易烧焦。对于定型产品加工,应先认真考虑阳极或挂具的设计。曾有一专业加工摩托车消声器工厂,在设计自动线时,将镀镍的阳极钛篮设计过长,生产后消声器下部老是烧焦返工,无法解决。后来只好将500余支钛篮分批交钛制品厂将下端截去一段后重新封底,这岂不浪费?所以设备生产厂家也应有懂电镀工艺要求的人才行。

 

   (2)当工件较短时,对于定型产品,最好设计挂具,多件连接装挂;对于非定型产品,若图省事,为取挂快而不愿连接,单件钩或栓挂,则一方面应注意铜挂钩长度要适宜,另一方面只能减小平均电流密度以防上部或下部烧焦。当工件悬挂较深时,上部易烧焦。举一实例:某厂镀摩托车衣架,铜钩挂上部连杆圆环,但上部镀镍烧焦不少,镀镍烧焦后返修又难,十分头痛。笔者见后笑日:“何不把铜挂钩做短一点?既不会烧焦还省了铜材!”一试就灵,果然再不烧焦返工了。看似小菜一碟的问题,若不注重阴阳极位置的相互关系,也会出大错。这不但是一个实际问题,背后还涉及一些理论基础。

 

   实际生产中,阳极长度是不好轻易变动和灵活掌握的。像镀铬的不溶性阳极,一旦成型就很难改变,此时不妨采用“阳极屏蔽法”来调整其有效导电长度:阳极外面设一个两头系软线的PVC塑料板,通过调整其高度来调整阳极被屏蔽的下端长度,起到调整阳极有效长度的作用。而对于可溶性阳极,多数会出现溶损后过短的问题,故应及时检查、更新。

 

   图7为采用辅助阴极与屏蔽阴极的情况。辅助阴极是在电流密度过大处另加一个与阴极相连的阴极(比如用铜丝烧制的螺旋圆面),让其消耗部分电流以减少工件对应部分的电流。这在镀铬中被常采用。屏蔽阴极则是在电流密度过大处附近设法固定大小适中的绝缘塑料板,使部分电力线无法穿透。后者若设计得当,则其上不会像辅助阴极那样会沉积消耗金属。

 

图7辅助阴极与屏蔽阴极

Figure 7 Auxiliary anode and shielding cathode

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