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滚镀设备的缺陷

发布时间:2019-07-22来源:昆山环泰科技

滚筒的封闭式结构带来的缺陷

滚筒的封闭式结构使滚筒壁板成为阳极与小零件之间的一道屏障,而这道屏障上的开孔面积有限,因此滚筒外新鲜溶液向滚筒内补充时受阻,从而带来如下诸多缺陷:

1)镀层沉积速度慢

滚镀时,滚筒内消耗的金属离子难以从滚筒外的新鲜溶液中得到及时补充,致使滚筒内金属离子浓度降低,则电流密度上限不易提高,镀层沉积速度难以加快。这是造成滚镀电镀时间较长的原因之一。

2)镀液分散能力及深镀能力下降

滚镀开始后,滚筒内溶液中的导电离子浓度下降,而滚筒外的新鲜溶液又不能及时补充,因此溶液的电阻率增大,则电流在阴极表面的分布变得不均匀,溶液的分散能力下降。另外,由于单件电流密度较小,滚筒内金属离子浓度较低,则零件低电流区电流密度更小,且能够到达零件低电流区的金属离子浓度更低,因此溶液的深镀能力也会下降。所以,滚镀的零件(尤其针轴类)镀层厚度均匀性差,滚镀难以适应有高精度要求的零件。并且,滚镀的零件(尤其深孔件)低电流密度区镀层质量往往不尽人意。

3)槽电压较高,槽液温升快,电能损耗大

滚筒的封闭式结构使滚镀溶液的电阻增大,为了达到所需要的电流密度,常常需要施加较高的电压以增加对滚镀过程的推动力。所以,滚镀的槽电压往往比挂镀要高。而电阻增大会导致槽液温升加快,电能损耗增大。

3.2 混合周期带来的缺陷

混合周期是指零件从内层翻到表层,然后又从表层翻回内层所需要的时间。由于混合周期的客观存在,会使电镀时间延长,因为零件位于表层时能够正常受镀,而位于内层时电化学反应却基本停止。零件受镀的有效时间得不到保证,为了达到一定的镀层厚度,必然会使电镀时间加长,这是造成滚镀电镀时间较长的另一个重要原因。

3.3 间接导电方式带来的缺陷

1)零件的接触电阻较大,槽电压相应升高,这是造成滚镀槽电压较高的另一个原因。

2)零件在滚筒内不停地翻滚,使零件与阴极接触时好时坏,必然造成滚镀电流传输不平稳的缺陷。

3)由于不同零件距离阴极远近不同,则电流在各零件上的分布也有较大的不同,距离阴极近的零件电流大,反之则电流小。

3.4 电流密度控制方面的缺陷

滚镀时零件间相互叠压、屏蔽,并且滚镀零件的形状多种多样,滚筒开孔率的高低也多有不同,所以很难确定零件受镀时的有效面积,也就难于定量控制零件表面的电流密度。这给滚镀生产带来了极大的不便。

另外,滚镀还存在镀液组分变化快、溶液带出量多、滚镀零件的形状、大小和镀层厚度受到限制等缺陷。由于以上种种缺陷,使得对滚镀设备的要求比挂镀要复杂得多。尤其对滚镀设备的核心部件-滚筒的要求更高,生产中如何根据具体情况选用合适的滚筒结构、形状、规格、尺寸、转速、导电方式以及筒壁开孔等,是提高滚镀生产效率、改善镀层质量和稳定生产的关键所在。针对滚镀的种种缺陷,近些年广大电镀工作者做了大量的工作,并且取得了长足的进展。例如:

1)注塑模压滚筒的出现,使滚筒开孔率大大提高,如最多时可比传统手工打孔滚筒提高约3倍。滚筒开孔率的提高,意味着滚筒外新鲜溶液向滚筒内补充时受阻减轻,则滚筒的封闭式结构带来的缺陷得到不同程度的改善。

2)喷射液流滚镀技术是对传统滚镀进行改革的一项重要内容,它采用循环泵将滚筒外新鲜溶液强制打入滚筒内,使滚筒内消耗的金属离子得到及时补充,可使滚镀的生产能力提高2~3倍,并可大大缩小针孔类零件孔内外镀层的厚度差别。

3)振动电镀彻底打破了传统滚筒的封闭式结构,消除了滚筒内外的离子浓度差,在电镀针状、细小、薄壁、易擦伤、易变形、高精度等零件时,有着传统滚镀不可比拟的优越性。实践证明,振动电镀的发明与广泛应用是小零件电镀技术发展的又一次重大飞跃。

4)性能优良的滚镀专用添加剂的开发与应用,使滚镀的生产效率和镀层质量等得到较大程度的提高。例如,采用某品牌滚镀镍添加剂,使用的电流可比常规情况下大出一倍[3],则电镀时间大大缩短;使用深孔镀镍添加剂,镀液具有极佳的深镀能力,使电池壳等深孔、盲孔零件的孔内镀覆问题得到较好的解决。

5)细长型滚筒的应用,使滚镀时零件的混合周期缩短,则电镀时间缩短,镀层厚度波动性减小。

总结以上这些革新成果,并结合多年来滚镀技术发展的实践经验可知,要想解决或改善滚镀的缺陷,并使其优越性得到更好的发挥,应从以下几个方面入手:

改良滚筒的封闭式结构;2)开发性能优良的滚镀专用添加剂;3)缩短滚镀时零件的混合周期,增加其位于表层的机会。实际上,多年来滚镀技术研究的重点,也总是围绕着这几个方面在开展。

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