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為什么同等情況下掛鍍能鍍好而滾鍍鍍不好(或很難鍍好)?

來(lái)源:admin時(shí)間:2021/3/11 15:33:53次數:/次

 想必不少人有過(guò)這樣的經(jīng)歷,同樣的鍍液,同樣的鍍件,掛鍍能鍍好而滾鍍卻鍍不好或很難鍍好,為什么呢?這與滾鍍的特殊性是分不開(kāi)的。

 
1、混合周期的影響
 
滾鍍不可避免地會(huì )受到零件混合周期的影響;旌现芷谥笣L鍍時(shí)零件從內層翻到表層,然后又從表層翻回內層所需要的時(shí)間(可參考往期有關(guān)混合周期內容的文章)。而掛鍍零件是單獨分裝的,不存在混合周期的影響。所以,對于某些鍍件基體與鍍液“相克”的情況,掛鍍一般沒(méi)有問(wèn)題,而滾鍍常常鍍不好或很難鍍好?梢哉f(shuō),混合周期是影響滾、掛鍍鍍層質(zhì)量或施鍍難度的主要因素。
 
例如,釹鐵硼材質(zhì)化學(xué)活性較強,若采用簡(jiǎn)單鹽鍍液(如酸性鍍鋅、硫酸鹽鍍鎳等)施鍍,存在基體表面氧化(則影響結合力)、基體遭受腐蝕、污染鍍液等風(fēng)險。此即屬于鍍件基體與鍍液“相克”的情況。盡管如此,釹鐵硼掛鍍基本沒(méi)有什么障礙,電鍍開(kāi)始后電流直接、無(wú)遮擋地施加在鍍件上,上鍍速度大于表面氧化速度,鍍層質(zhì)量得到保證?梢哉f(shuō),釹鐵硼掛鍍與普通零件掛鍍差異不大。但釹鐵硼滾鍍就不是這樣了,使用簡(jiǎn)單鹽鍍液,由于混合周期的存在,當零件位于內層時(shí)因電化學(xué)反應基本停止而發(fā)生基體表面氧化。所以,為保證鍍層質(zhì)量,釹鐵硼滾鍍會(huì )采取一系列措施,如(預鍍或直接鍍時(shí))盡量選用鍍速快的溶液、嚴格滾筒尺寸、增加滾筒透水性、工序間不間斷操作、大電流沖擊等(可參考往期有關(guān)釹鐵硼零件滾鍍內容的文章),這相應增加了釹鐵硼滾鍍的難度。
 
鋼件或鋅合金件直接鍍無(wú)氰堿銅,滾鍍比掛鍍難度大也是這個(gè)道理,即滾鍍因混合周期的存在比掛鍍更容易發(fā)生“置換鍍”,則鍍層與基體的結合力存在更大的風(fēng)險。所以,鋼件或鋅合金件滾鍍無(wú)氰堿銅,最好先鍍底鎳,不用太厚,薄薄的一層即可,則難度大大降低。而掛鍍(可能)可以不用。
 
滾鍍酸銅難度較大,生產(chǎn)中應用也不多,其原因未必在于酸銅工藝本身,更主要的是由于其對底鍍層要求較高,底鍍層做不好對后續鍍銅產(chǎn)生較大的影響。滾鍍酸銅要求底鍍層須達到一定的厚度、均勻度、深度等,以起到基體與酸銅溶液較好的“隔離”作用。否則滾鍍過(guò)程中當零件位于內層時(shí),因電化學(xué)反應基本停止基體可能會(huì )承受較大的酸銅溶液腐蝕的風(fēng)險。滾鍍酸銅也是受混合周期影響較大的一個(gè)比較典型的例子。而掛鍍酸銅對底鍍層基本不做刻意要求。
 
釹鐵硼滾鍍鎳-銅-鎳也存在這樣的問(wèn)題。釹鐵硼滾鍍底鎳也是為了“隔離”基體與后續的焦銅溶液,否則因釹鐵硼基體化學(xué)活性較強,必然會(huì )遭受焦銅溶液的氧化腐蝕。所以,釹鐵硼底鎳層也要求一定的厚度、均勻度、深度等。但底鎳層厚的話(huà)又會(huì )影響磁體的熱減磁,這是一個(gè)矛盾?梢钥紤]鍍兩次焦銅或選用性能更好的無(wú)氰堿銅工藝,墨守成規難以使產(chǎn)品質(zhì)量得到提升。
 
一種含鋅量較高的小零件鍍亮鎳,不鍍底銅,掛鍍可得到質(zhì)量合格的鍍層,滾鍍則鍍層發(fā)黑,且滾鍍過(guò)程中零件表面伴有一定量的氣泡產(chǎn)生。這是因為滾鍍時(shí)受混合周期的影響,零件表面受到了亮鎳溶液的置換腐蝕,從而影響了鍍層質(zhì)量。而掛鍍時(shí)零件單獨分裝懸掛,其混合周期可視為零,則零件表面電流導通后會(huì )在最短的時(shí)間內上鍍,此時(shí)零件受腐蝕程度最小,因而可獲得質(zhì)量合格的鍍層。
 
2、電流密度的影響
 
滾鍍因受瞬時(shí)電流密度的制約(可參考往期有關(guān)瞬時(shí)電流密度內容的文章),給定的平均電流密度上限不易提高,因此常常使用比掛鍍小或小得多的電流密度。電流密度小,給滾鍍帶來(lái)了相比于掛鍍更多的麻煩。
 
比如,鍍液中電位較正的雜質(zhì)金屬(如銅、鉛等)容易在電流較小時(shí)優(yōu)先于主金屬離子而沉積。滾鍍使用的電流較小,銅、鉛等雜質(zhì)極易沉積,從而對鍍層質(zhì)量產(chǎn)生影響。氯化鉀滾鍍鋅,當鍍液中含鉛離子時(shí),輕則零件低電流區鍍層不亮或不合格,重則零件出槽僅高電流區有亮度,出光或鈍化后消失。當鍍液中有銅離子時(shí),零件出槽鍍層亮度尚可,出光或鈍化后發(fā)黑。但同等情況下,掛鍍銅、鉛等離子的影響就會(huì )小得多。這是因為掛鍍使用的電流較大,這時(shí)鍍層沉積以電位較負的鋅為主,而電位較正的銅、鉛等在陰極沉積的概率降低,則對鍍層產(chǎn)生的影響減小。
 
還有,滾鍍由于電流相對較小,零件低電流區電流更小,則復雜零件的深凹部位往往質(zhì)量不佳或不合格(即深鍍能力不好)。比如,一種油桶桶蓋鍍鋅,掛鍍基本沒(méi)有障礙,但滾鍍在桶面的兩個(gè)“凹兒”內得到的是黑或深灰的鍍層。一種內螺紋膨脹螺栓鍍鋅,掛鍍可將全部螺紋鍍覆,而滾鍍不能。電流密度的差異,造成了滾、掛鍍鍍層質(zhì)量的差異。提高滾鍍使用的電流,是減小這種差異的關(guān)鍵所在。而提高滾鍍使用的電流,需要從減小孔眼處瞬時(shí)電流密度或提高瞬時(shí)電流密度上限入手(可參考往期有關(guān)瞬時(shí)電流密度內容的文章)。
 
3、滾筒開(kāi)孔的影響
 
滾筒開(kāi)孔阻礙了溶液內部的導電離子向陰極運行,導致滾筒內導電離子濃度較低,因此滾鍍件的鍍層均勻性會(huì )比掛鍍差,則一般滾鍍難以滿(mǎn)足高精度零件的質(zhì)量要求。另外,滾鍍合金時(shí),由于滾筒開(kāi)孔的屏蔽作用,滾筒內外溶液中的鍍液組分(尤其合金比例)差別可能較大,則鍍出的產(chǎn)品在鍍層合金成分、外觀(guān)等方面可能差別較大。比如,滾鍍鋅鎳合金鍍層中可能達不到要求(或預期)的鎳含量(則鍍層耐蝕性打折扣),滾鍍仿金鍍層外觀(guān)不佳有時(shí)做“補色”處理等。而掛鍍合金則較少出現此類(lèi)問(wèn)題。改進(jìn)滾筒開(kāi)孔以增加滾筒透水性,是解決或改善問(wèn)題的關(guān)鍵。
所以,很多時(shí)候掛鍍能鍍好而滾鍍卻未必能鍍好(或很難鍍好),這需要根據情況找出鍍不好或很難鍍好的原因,然后對癥下藥,從而使問(wèn)題得到解決或改善。

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