大件盲孔分段鍍鉻生產實踐

線東升， 李艷玲， 李喜太， 肖炳芹， 朱四光，高志強， 陳 維

(1.中國一重重裝事業部技術質量部工藝科， 黑龍江 齊齊哈爾 161042;2.齊齊哈爾北方機器有限責任公司， 黑龍江 齊齊哈爾161000;3.中國一重重裝事業部表處管線分廠， 黑龍江齊齊哈爾161042)

大件盲孔分段鍍鉻生產實踐

線東升1， 李艷玲2， 李喜太2， 肖炳芹1， 朱四光3，高志強3， 陳 維3

(1.中國一重重裝事業部技術質量部工藝科， 黑龍江 齊齊哈爾 161042;2.齊齊哈爾北方機器有限責任公司， 黑龍江 齊齊哈爾161000;3.中國一重重裝事業部表處管線分廠， 黑龍江齊齊哈爾161042)

為某廠生產軋機支承輥平衡中的缸筒d內徑為710 mm，l=1 715 mm部位尺寸超差0.05 mm，d內徑為770 mm，l=465 mm部位尺寸超差0.08 mm，屬階梯盲孔，需鍍鉻進行尺寸修復。按工藝規定及現有設備能力無法進行一次性鍍鉻，經過對工藝參數核算并采取了三項有效措施，分三段鍍鉻獲得了成功。

缸筒;階梯盲孔;分段;鍍鉻

引 言

我公司為某廠生產的軋機支承輥平衡中，缸筒質量 10.9 t，壁厚 150 mm，下端 d內徑=710 mm，l為1 715 mm 部位鍍前尺寸 d內徑為 710+0.26mm，鍍后尺寸要求 d內徑為710+0.16mm，單邊超差 0.05 mm，A 為383 dm2，上端d內徑為770 mm，l為465 mm 部位鍍前尺寸 d內徑為 770+0.24mm，鍍后尺 寸要求 d內徑為770+0.08mm，單邊超差0.08 mm，A 為 113 dm2，由于缸筒內徑尺寸超差量超過工件之間的裝配精度，需鍍鉻進行尺寸修復，該缸筒是盲孔結構，兩孔屬階梯過渡孔。按工藝規定電鍍時需總電流高達12 500 A遠遠超過現有鍍鉻電源的額定電流和電纜輸電能力4 500A，無法進行一次性鍍鉻，經過工藝參數核算需分三段鍍鉻。公司大型工件通孔分段鍍鉻有成功的經驗，即利用屏蔽裝置保護工件鍍鉻部位的一半，另一半鍍鉻。但對于大件盲孔分段鍍鉻，安裝屏蔽裝置難度非常大，于是采用對鍍鉻陽極進行分段絕緣，來進行盲孔的分段鍍鉻，該工件需分三段鍍鉻，每鍍其中的一段時，需絕緣陽極對應的非鍍面，余下的未絕緣部位面對著盲孔需鍍鉻部位，通過三次陽極絕緣部位的更換調整，各段分別進行鍍鉻，實現了大件盲孔的分段鍍鉻。

1 工藝方案的確定

1.1 陽極裝掛方式

由于缸筒質量10.9 t，在整個鍍鉻過程中，天車不能卸鉤，鍍鉻陽極每根質量34 kg，需用12根，靠人工無法對陽極進行吊裝及合理布置，即陽極與鍍鉻部位等距，因此采取了把12根陽極分段絕緣好后先放入缸筒內，缸筒底部墊有d為700 mm，δ=8 mm的聚四氟乙烯絕緣板，然后整體吊裝入槽，均勻布置陽極。陰極導電采用橫截面為120 mm×5 mm的純銅板一塊，實際可通過電流4 500 A不過熱，導電能力7.5 A/mm2，并用螺栓、螺母、工字夾與工件及陰極主桿把合牢固。

1.2 分段鍍鉻

通孔分段鍍鉻曾采用過內孔分兩段鍍鉻屏蔽裝置，該裝置既能隔離鍍鉻面實現分段鍍鉻，又能改變內孔分段鍍鉻交接處的電流分布，鍍層搭接處不出棱，可見痕跡輕且無起皮現象產生，實現了大型工件通孔分段鍍鉻。而該缸筒是盲孔件，如果采用分段鍍鉻需分三段，以往各種大件內孔分段鍍鉻都是通過隔離鍍鉻面來實現的，如果該件采用隔離鍍鉻面來實現鍍鉻則需設計制造三個組合屏蔽裝置，屏蔽裝置裝卸非常困難。采用分段絕緣鍍鉻陽極來實施大件盲孔分段鍍鉻，其分段鍍鉻方案如下:第一段鍍覆尺寸超差部位d內徑為710 mm，l為1 715 mm的一半從缸底算起，受鍍面積192 dm2，陽極所對應未鍍面(第二段、第三段)的陽極部位用聚氯乙烯塑料布進行絕緣處理。總電流4 350 A，鍍鉻層δ為0.06mm，施鍍7 h;第二段為中間段，示意圖見圖1。

圖1 工件階梯內中間段鍍鉻示意圖

鍍覆部位d內徑為710 mm，l為1 715 mm的剩余一半，面積192 dm2，陽極所對應已鍍面(第一段)的陽極部位用聚氯乙烯塑料布進行絕緣處理和陽極所對應未鍍面(第三段)的陽極部位用聚氯乙烯塑料布進行絕緣處理，總電流4 350 A，施鍍7 h;第三段(最后一段)鍍覆 d內徑為 770 mm，l為465 mm，受鍍面積113 dm2，陽極所對應已鍍面(第一段、第二段)的陽極部位用聚氯乙烯塑料布進行絕緣處理，總電流2 600 A，鍍鉻層δ為0.09 mm，施鍍10 h。每段鍍層厚度增加0.01 mm為預留鍍后研磨量，以降低表面粗糙度，提高工件質量并確保工件鍍后尺寸。

1.3 鍍鉻過程中鍍液溫度的控制

由于大件鍍鉻槽無降溫設備，所以在通以大電流(大于2 500 A)鍍鉻時溶液溫度會逐漸上升，當鍍鉻溶液θ上升到70℃以上時，鍍鉻層生長緩慢，如果溶液溫度控制不住，需停鍍自然冷卻后再進行二次鍍鉻，這使鉻上鍍鉻存在暴皮的隱患，對于盲孔鍍鉻溶液循環效果更差，溫升更快，我公司大件鍍鉻槽規格1 900 mm×1 600 mm×5 000 mm，工件d內徑分別為770和710 mm，l為2 180 mm，工件下面還有2 300 mm深的溶液，在鍍鉻過程中，采用槽底部壓縮空氣強制小氣流連續攪拌，使槽內溶液和缸筒內溶液緩慢循環，這樣起到抑制溫升的作用。在鍍鉻過程中，工件入槽溶液θ為(55±1)℃，出槽溶液θ不超過66℃，每段鍍完后利用吸虹法在槽上端將工件盲孔內的鍍液導入槽內。

2 工裝的設計

由于采用了分段絕緣鍍鉻陽極，進行缸筒內孔分段鍍鉻，大大簡化了工裝結構，只設計制造了d為700 mm，δ=8 mm的聚四氟乙烯絕緣板1個和d為45 mm，l=3 000 mm的鍍鉻陽極12根，其余采用現有工具裝備，如鋼絲繩、吊環螺釘、螺栓、螺母、墊圈、工字夾、導電純銅板和聚氯乙烯塑料布等，實現了大型缸筒內孔分段鍍鉻。

3 鍍鉻工藝及操作要點

3.1 鍍鉻溶液成分及操作條件

鍍鉻溶液成分及操作條件如下:

3.2 工藝流程

缸筒內孔鍍鉻的工藝流程為:

丙酮擦拭→上工裝(導電銅板、絕緣底板、絕緣鍍鉻陽極等)→鍍件入槽→布置鍍鉻陽極→預熱→反向電流處理→正鍍(第二段、第三段階梯給電10min至額定電流)→出槽→(利用吸虹法)缸筒內鍍液導入鍍槽→取出鍍鉻陽極沖洗干凈調整絕緣部位再放入缸筒內→重復鍍件入槽兩次。

由于缸筒屬厚壁件，因此入槽預熱溫度要高，預熱時間要長，其預熱θ為55℃，預熱30 min，預熱后溶液θ降至52℃;三段反向電流分別為3 000 A、3 000 A和2 000 A，反向處理時間1 min;正常電鍍電流三段分別為4 350、4 350和2 600 A，t正常電鍍分別為7和10 h。

當正常電鍍電流大于2 500 A時，鍍鉻過程中溶液處于逐漸升溫狀態，亦就是說電流的熱效應所產生的熱量大于槽體散熱所消耗的熱量，應采用壓縮空氣對槽液下方進行攪拌，減緩槽液溫度的上升，壓縮空氣攪拌管為不等長U型不銹鋼管，入氣端長6 000 mm，出氣端距槽底500 mm，以避免槽底沉積物被攪起，影響鍍鉻質量，不用時及時取出。

4 結論

大型缸筒盲孔分段鍍鉻，采納了三項簡單有效的措施:

1)首次采用對鍍鉻陽極進行分段絕緣，進行盲孔分段鍍鉻的新方法。

2)每次鍍鉻陽極分段絕緣后先放入缸筒內隨工件一起下槽，解決了天車不能脫鉤而造成無法吊裝均布鍍鉻陽極的難題。

3)鍍鉻過程中，采用壓縮空氣對槽液連續攪拌，解決了大電流電鍍時槽液升溫過快的難題。

4)該工件分三段實施鍍鉻，鍍鉻層的交界處有可見痕跡，經珩磨痕跡基本消失且無起皮發生，尺寸修復合格。

Sectionalized Chrome Plating for Blind Hole of Big-size Workpiece

XIAN Dong-sheng1， LI Yan-ling2， LI Xi-tai2， XIAO Bing-qin，
ZHU Si-guang3， GAO Zhi-qiang3， CHEN Wei3

TQ153.11

B

1001-3849(2011)10-0033-03

2011-03-21

2011-05-29