電能學(xué)因素的影響

    電鍍要消耗電能,這是不言而喻的。電鍍對(duì)所使用的電能有一定的要求,必須滿足哪些要求才能獲得合格的鍍層,卻有一定的規(guī)范。由于大部分電鍍加工企業(yè)或部門(mén)是購(gòu)進(jìn)整流器作電源,因此,可以簡(jiǎn)單地說(shuō)是如何選擇和安裝整流電源的問(wèn)題。

    2.1電源功率的影響

    電鍍電源的功率必須能承受所定的加工任務(wù),并連續(xù)地工作而不出現(xiàn)故障。一般是按被鍍產(chǎn)品的表面積和所鍍鍍種的正常電流密度計(jì)算出所需的總電流量,加上一定保險(xiǎn)系數(shù)來(lái)確定選用多大的整流電源。在取電流密度時(shí)應(yīng)該取最大允許電流密度,并要考慮連續(xù)工作時(shí)的溫升和可能發(fā)生的工藝變化。因此,在計(jì)算出的電流總量上,要加30%左右的保險(xiǎn)量,以策安全。否則,將難以保持穩(wěn)定的生產(chǎn)效率和良好的電鍍質(zhì)量。針對(duì)不同的鍍種,對(duì)電源和電壓范圍也要有所選擇。一般正常電鍍的槽電壓都在6V以下,但由于陽(yáng)極鈍化和溶液電導(dǎo)率(濃度、溫度、攪拌等影響)的變化,槽壓會(huì)有波動(dòng),有時(shí)會(huì)在10V以上。因此,常規(guī)電鍍的電源電壓應(yīng)在0～12V范圍,對(duì)鍍鉻、鋁氧化等特殊鍍種,電源電壓應(yīng)在0～18V或更高一些。由于工作電壓過(guò)高時(shí),整流元件的要求也高,造成電源造價(jià)升高。因此,不是鍍種需要時(shí),應(yīng)選擇電壓低一些的設(shè)備比較合算。

   2.2電源波形的影響

    電源加工一般要求采用直流電源,但對(duì)直流的理解往往有誤差,并非從整流電源出來(lái)的電流是平穩(wěn)的直流電源,都帶有一定脈沖,要看采用的是什么整流線路和器件。

    通常合適電鍍的電源應(yīng)該是三相橋式流并加濾波的線路。特別對(duì)于鍍鉻來(lái)說(shuō),平穩(wěn)的直流有利于鍍鉻的加工。因此鍍鉻的電流效率只有10%～15%,如果電流中有較多的脈沖,使其效率進(jìn)一步下降,其分散能力進(jìn)一步下降,質(zhì)量無(wú)法保證。對(duì)大多數(shù)電鍍來(lái)說(shuō),都是采用直流為好,脈沖有時(shí)有利于電鍍,特別是鍍銅或鍍貴金屬,但對(duì)大多數(shù)加工企業(yè)都是沒(méi)有必要的。

    2.3電源的安裝

    電源安裝在不直接受電鍍車(chē)間潮濕和有污染氣體影響的地方,現(xiàn)在也有不少電源是密封式槽邊電源。不在槽邊的電源要把控制開(kāi)關(guān)和儀表部分與電源分立裝備,使表頭和控制部分在槽邊。并且電源雖然在防護(hù)環(huán)境好的地方,也不應(yīng)距鍍槽太遠(yuǎn),這主要是要減少槽導(dǎo)電距離,節(jié)約導(dǎo)電銅排。關(guān)于銅排,一定要使其截面積能承受長(zhǎng)時(shí)間最大電流的負(fù)載,很多單位忽略這個(gè)問(wèn)題,使電流在進(jìn)入鍍槽之前,已經(jīng)發(fā)生無(wú)功消耗、發(fā)熱甚至發(fā)燙。電鍍質(zhì)量無(wú)法保證,電能白白浪費(fèi)。

    銅排最大電流的計(jì)算:

    A=Dk最大×S×K

    式中:Dk最大鍍液允許的最大電流密度,A/dm2;

    S受鍍零件表面積,dm2;

    K受鍍零件的裝載總量,個(gè)、根。

    當(dāng)以鋁排取代銅排時(shí),要將截面積增加一倍。另外,最好采用單機(jī)單槽供電方式,當(dāng)以單機(jī)多槽供電時(shí),每個(gè)單槽上應(yīng)配備電力調(diào)節(jié)裝置,并且每個(gè)單槽都只能并聯(lián)在主線路上。

    3．輔助設(shè)備的影響

    我們電鍍界一直呼吁要重視輔助設(shè)備,但由于企業(yè)考慮一次投入的成本,往往忽視輔助設(shè)備。比如鍍鎳循環(huán)過(guò)濾、鍍銅的降溫設(shè)備,很少有備齊的。加熱器、攪拌器、水洗設(shè)備、干燥設(shè)備都會(huì)影響電鍍的質(zhì)量。只不過(guò)由于其一旦選用某種設(shè)備,就成為固定因素,一般不易擦覺(jué)。只有在明顯影響質(zhì)量時(shí),才會(huì)采取調(diào)整和更換措施。有些企業(yè)甚至沒(méi)有干燥設(shè)備,干脆就靠太陽(yáng)曬,那在陰雨天氣就可想而知,這里主要對(duì)溫度和攪拌的影響扼要加以介紹。

    3.1溫度的影響

    有些鍍種需要加溫才能得到合格的電鍍層,而有些鍍種又必須在某個(gè)溫度下工作才行?？梢?jiàn)溫度指標(biāo)是電鍍工藝的重要指標(biāo)。能夠在很高溫度范圍內(nèi)都正常工作的鍍液當(dāng)然是好鍍液,但實(shí)際中這種鍍液不多。因此,用加溫或降溫的物理方式來(lái)彌補(bǔ)鍍液性能的不足是完全必要的,技術(shù)上是可行的,唯一的是投資問(wèn)題。但如果加以綜合考慮,在一次投入后穩(wěn)定了質(zhì)量,減少了返工浪費(fèi)和工時(shí)浪費(fèi),還是劃算的。因此,現(xiàn)在不少鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)也認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),開(kāi)始在電鍍?cè)O(shè)備上增加投入。

    以光亮鍍鎳為例,當(dāng)溫度在40℃以下時(shí),再好的光亮劑也難以發(fā)揮出充分的光亮效果,在30℃以下就更難了。但一旦加溫至50℃以上,光亮效果就明顯了。當(dāng)然,增加槽溫會(huì)增加鍍液的蒸發(fā)和消耗熱能,能夠不加溫就鍍亮最好。這有待于科研人員去開(kāi)發(fā)新型的光亮劑。加溫可以增加電解液電導(dǎo),使電流效率增加,在一定范圍內(nèi)是有利于電鍍的。相反,低溫下也可以在簡(jiǎn)單溶液里鍍出結(jié)晶細(xì)致的鍍層,只不過(guò)實(shí)用價(jià)值不大。

3.2攪拌的影響

    現(xiàn)在電鍍工藝都傾向于采用攪拌。原因很簡(jiǎn)單,可以增加電流密度,提高電鍍效率,改善分散能力,減小濃差極化。滾鍍、線材電鍍不用說(shuō),零件在運(yùn)動(dòng)中電鍍,即使這樣還可以用鍍液循環(huán)來(lái)進(jìn)一步提高效率,普通的槽鍍?nèi)珏冩?則一定要有攪拌,靜止的電鍍會(huì)使電流密度范圍過(guò)小,尖端極易燒焦。因此,現(xiàn)在各種光亮鍍種一律都要攪拌。攪拌的方式有機(jī)械攪拌如槳式攪拌、陰極移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)。有吹氣攪拌(壓縮空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾),也有鍍液循環(huán)甚至噴射。不同要求的鍍種可以選用不同的攪拌方式。