淺議提高板類帶孔件鍍鉻表面質量的方法

郭長林 劉海軍 劉二強

摘 要：傳統鍍鉻工藝自身特點限制，針對大型工件的電鍍或是形狀復雜的零件電鍍時，鍍層會容易出現缺陷，成品率受到較大影響。本次筆者就所在單位承接的板類件鍍鉻工藝，結合鍍硬鉻的特點，從提高成品率和工作效率上出發，探究提高板類帶孔件的鍍鉻表面質量有效的方法，改進上主要從工裝和工藝參數上進行闡述，以供同行參考。

關鍵詞：板類帶孔件；表面質量；工藝參數；表面處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.015

0 引言

當前電子通訊行業發展迅速，諸多企業均承接板類件鍍鉻工作。而鍍硬鉻工藝本身存在一定的缺點（尖端效應和電流效率低等），其影響因素也較多，尤其在電鍍面積較大或是形狀較為復雜的零件上進行電鍍，產品會有較多的缺陷出現，成品率較低。這對企業而言生產效率低、產品質量沒有較好的保障，極大限制了產品的批量生產。其中電鍍表面質量若能得到有效的保障，對提高生產效率和成品產率有很大幫助。

1 板類帶孔件鍍鉻當前現狀分析

產品因選擇了多項新技術和新材料，技術含量要求也隨之升高，這對加工工藝和加工手段有了新的技術要求。板類帶孔件進行鍍鉻時，最主要的難點是零件進行鍍層后，表面質量和鍍層厚度均表現出不同程度的問題，且問題較為嚴峻。具體而言，零件的鍍層分布不夠均勻，在大板中心幾乎沒有鍍層出現；零件孔口也表現出“熊貓眼”等嚴峻的質量問題；孔口處也發現有電鍍影響區。因此，零件的鍍鉻質量水平也一直處于較低水平，成品率會受到影響，大約只有80%，對生產發展造成嚴重影響，也不能確保零件更好批量生產。如果延長零件生產周期會大大減少利潤，對工廠造成嚴重損失。從工藝上解決鍍鉻表面質量問題已經迫在眉睫。

2 板類帶孔件鍍鉻表面質量存在的問題

鍍鉻層表面質量存在問題，影響因素較多，歸結可能有以下五個方面：①鍍鉻層不完整，這主要是因為正常鍍鉻工藝中，零件的凹陷處分散能力相對更差，或裝卡方式不得當會造成鍍鉻層不夠完成，或是鍍鉻液的成分含量與電流密度配合上不恰當，致使硫酸根離子濃度相對偏大，陰極上電流密度更小；②鍍層結合力較差。鍍層若是鼓包、起皮則一般是前處理不夠，鍍鉻應該在低溫度、大電流密度下完成，使得鍍層內應力較大；③鍍層有夾雜或是粘附物，若有，拋光后鍍層上有見底情況，或是小坑、氣流等痕跡。最關鍵的原因是顆粒異物粘附在基體或的鍍層上，表現出夾雜、粘附物；④鍍層粗糙、有針孔，這最大的原因是電鍍時電流密度過大，三價的鉻離子含量偏高，使得鍍層的結晶粗大，表面非常粗糙。此外，氧化鉻和硫酸根的質量比超過100：1時會出現劇烈的析氫反應，造成針孔的出現。

本次筆者研究時，結合自身工廠情況有一實例如下。現需對某產品行板類件鍍鉻，數量和種類多，最大的尺寸為400mm，板面各種大小的孔較多。以往化纖機械設備部件—計量泵的內外蓋板和中間板鍍鉻，在電鍍生產中，需要對所有的孔進行堵塞，才能保證其電鍍表面質量，操作比較繁瑣，生產效率低。批量生產難以保證。隨后對原因進行分析：①板類件特別是大板類（長度大于150mm）零件，在鍍鉻過程中，板面的中心區域容易鍍不上，形成一片黑色氧化層。主要是由于板類件表面電流分布不均勻造成；②板類件的孔在鍍鉻過程中，主要是孔處面積增加，使電流密度降低，同時電力線難以均勻分布，孔周圍沒有鍍層，易出現“熊貓眼”等；③電鍍過程，利用孔和螺絲進行裝夾導電，螺紋包扎不合適造成電鍍影響區。

3 提高板類帶孔件鍍鉻表面質量的方法

想要獲得更好的鍍鉻表面質量，可從以下方面展開：

①改進工藝文件。對這類板類帶孔件鍍鉻的工藝文件進行研究，對其合理性和細節性的內容進行補充，結合平時工藝生產的經驗和竅門，使得整個工藝規范更加科學合理，符合實際的操作，在實際操作中具有更強的操作性。具體而言每一項操作都需要有具體的量化指標，使得整個操作做到有章可循。②優化工藝參數。板面中心區域鍍不上，在實驗階段可從增加時間、升高鍍液濃度和降低硫酸根濃度上著手。實驗人員應有目的性的從工藝參數上進行調整，增加沖鍍時間至1-2分鐘，從而有效的提高溶液的覆蓋能力；增加鉻酐濃度至300g/L和降低溶液硫酸濃度為2g/L，可有效的提高溶液的深鍍能力。研究時注意采用單一變量法，結合自身生產條件，對二者的成分含量之間比例關系、對沖鍍時間進行準確的確定，解決板面的中心區域容易鍍不上的問題。在實際生產時還應該有經驗豐富、責任心強的技師對鍍液濃度進行維護，確保鍍液維持在最佳使用范圍，對鍍液成分含量設置預警線，使得每個產品都能獲得更好的鍍層。③陽極定位。在實驗室操作時，若是對陽極進行定位擺放，以板面中心作為圓心，在其周圍增加陽極數量或是在棱角端來減少陽極數量，這樣可使得電流分布更加均勻，對零件鍍層的均勻性也有更好的保障。④此外可還考慮制作專用輔助套進行保護，這對消除孔周圍電鍍影響區有較好的效果。

筆者在結合以上思想，展開實驗室研究后，并入批量生產中，工藝改進后，工件具體情況如下：改進工作完成后，500mm以下帶孔板類零件進行直接電鍍，效果明顯，達到其零件技術要求（孔口沒有“熊貓眼”和板中心鍍層厚度≥10微米），隨后在鍍槽進行批量生產。

4 總結語

在提升板類帶孔件鍍鉻表面質量的方法上，可優化工藝參數和陽極定位，這對500mm以下板類零件無法鍍鉻有很好的解決；調整溶液成份和制作專用輔助套，實現了有孔零件無需加裝堵塞可以鍍鉻，同時提升公司精密鍍鉻水平，進一步提高外委鍍鉻零件的承攬能力；將鍍鉻溶液中硫酸根調整至下限，能夠有效提高溶液的深鍍能力，解決孔口鍍不上的問題。以上改進對我公司的產品有很好的幫助，使得一次電鍍成品率有了新的臺階。工藝參數改進對鍍鉻零件的承接能力有了進一步的提高，從技術上解決了公司的局限性。

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作者簡介：郭長林（1980-），男，山西運城人，碩士研究生，工程師，主要從事表面處理研究。