電鍍常見中空間因素的影響及消除的方法-仁昌分享
電鍍過程有關(guān)的各種空間要素，包括鍍槽形狀、陽極形狀、掛具形狀、陰極形狀、制件在鍍槽中的分布、陰陽極間的距離等，所有這些因素對電極過程都有一定影響，如果處理不當(dāng)，有些因素還會給電鍍的質(zhì)量造成嚴(yán)重的危害。今天就了解一下都有什么影響以及如何消除。
①槽體體積和形狀的影響。
電解槽槽體的形狀和空間結(jié)構(gòu)直接影響陽極和陰極的配置。對于既定的電解槽，由于尺寸已經(jīng)確定，這時只能因地制宜地配置陽極和陰極，盡量避免鍍槽幾何因素的不利影響。
如果鍍槽不符合下邊所介紹的尺寸配置，則在電鍍過程中會出現(xiàn)高電流區(qū)燒焦，低電流區(qū)鍍層達(dá)不到厚度要求，甚至鍍不上的情況。
但是最好的方法是根據(jù)所要加工的產(chǎn)品的大小和形狀來設(shè)計(jì)電解槽，這樣才可以將鍍槽的幾何因素的影響減到最小。
為了使問題簡明化，這里的討論都是以手動單槽操作為例。多槽和自動線所要遵循的原則是一樣的，可以以此類推。
首先要確定的是電解槽采用單排陰極還是雙排陰極，這將確定鍍槽的寬度。對于單排陰極，是將產(chǎn)品掛在鍍槽中間的陰極杠上，兩邊配置陽極。如果是雙排陰極，則要在槽中布置三排陽極，這就要求槽體有足夠的寬度。
一個基本的原則是要保證兩極間的距離在250mm以上，對于槽寬來說，還要加上陽極和陰極本身的厚度和陽極朝槽壁要留有的50～100mm的空間，這樣算下來，一個單排陰極鍍槽的寬度至少在800mm左右。
再說長度，長度要依據(jù)陰極掛具的寬度和一槽內(nèi)打算掛幾掛來確定。無論是掛多少，在鍍槽兩邊陰極的外端點(diǎn)要距槽端板100～150mm，兩掛之間的距離應(yīng)該保持在100mm。如果一個單一掛具的寬度是500mm，每槽掛兩掛，這時鍍槽的長度就是1400mm。
最后是鍍槽的深度。鍍槽的深度應(yīng)該是掛具浸入電解液內(nèi)的長度加上距槽底150mm以上，和掛具上部的制件距電解液面100mm以下。這時，如果掛具的長度是600mm，則鍍槽的深度要至少保持在1000mm。這就是一個可以一次掛兩掛500mm×600mm的框式掛具、制品的厚度約150mm的常規(guī)鍍槽。電解液的容量約1000L。很多中小規(guī)模電鍍廠的單槽都是這種規(guī)格。
電解槽除了常用1000L的之外，還有2000L、2500L、3000L等幾種規(guī)格。有些行業(yè)和鍍種要用到更大的電解槽，如10000L，甚至于100000L。
②電極幾何形狀的影響。
這里所說的是陰極和陽極的幾何形狀的影響，而不涉及陽極的純度和物理狀態(tài)。
首先必須保證陽極的表面積是陰極的l.5～2倍。這是因?yàn)樵陔婂冞^程中，陽極的溶解電流密度與陰極的電鍍電流密度是不同的，陽極的電流密度基本上是陰極電流密度的1/2左右，也就是當(dāng)電流通過電解槽時，陽極的表面積只有比陰極大一倍，才能保證陽極處在正常的溶解狀態(tài)。
如果陽極的面積與陰極一樣大小，則陽極會因?yàn)殡娏髅芏冗^高而處于鈍化狀態(tài)。這時陽極就會不溶解而只會產(chǎn)生大量氧的析出，或是雖然仍然可以溶解，但是金屬離子是以高價(jià)態(tài)的離子進(jìn)入鍍液而對電鍍過程帶來危害。除了有些電鍍工藝要求陽極以高價(jià)態(tài)溶解，通常都要保持陽極的活化狀態(tài)，使其能正常溶解。
為了使陽極有相對穩(wěn)定的表面積，最好要采用陽極籃，這樣，在可溶性陽極籃由于溶解而表面積減少時，不溶性的陽極籃的表面積可以緩沖陽極減少對電鍍過程的影響。
如果是采用板式陽極，則要經(jīng)常檢查和補(bǔ)充，不要等陽極面積損失較大以后才補(bǔ)，否則會使陽極因電流密度升高而鈍化，分散能力會下降。電解液穩(wěn)定性也會因金屬離子的失調(diào)而下降。
陽極的懸掛要注意，應(yīng)由中間向槽兩端均勻分開，并且保持中間密度高兩邊少的原則。也就是中間掛的要多一些，兩端掛的要少一點(diǎn)，這有利于電流的分布均勻。另外，陽極的下端要比掛具的下端短100～150mm，這樣可以防止掛在下端的產(chǎn)品因電流過大而燒焦。
電鍍過程中的陰極，包括制品和掛具。由于掛具是承載制品的重要工具，并且本身也要通過電流和會在所有導(dǎo)電部位獲得鍍層，因此掛具的幾何形狀對電鍍的分布和質(zhì)量、生產(chǎn)效率等都會有所影響。
為了保持良好的導(dǎo)通狀態(tài)，掛具上必須有與產(chǎn)品連接的可靠的掛鉤。并盡量采用張力掛鉤，而避免重力掛鉤。
所謂張力掛鉤，是指產(chǎn)品與掛具的連接鉤是采用有彈性的材料制作，并至少有兩個連接點(diǎn)，以張開和收縮形式與產(chǎn)品適合裝掛的部位連接。而重力掛鉤則是將產(chǎn)品掛在剛性的單一掛鉤上，靠產(chǎn)品的重量來保持與陰極的連接。
掛具上的產(chǎn)品之間最好保持50mm距離，掛具的下端距槽底還要有150mm的距離。陽極與陰極的距離，要保持在200～250mm。
③產(chǎn)品形狀的影響。
需要進(jìn)行電鍍加工的產(chǎn)品，大多數(shù)的形狀不可能是簡單的平板，而即使是平板型，表面的一次電流分布也只是接近理想狀態(tài)，實(shí)際上由于“邊緣效應(yīng)”，四周的電流還是比中間要大一些，更不要說那些有深孔、凹槽或起伏較大的異形產(chǎn)品。這些外形過于復(fù)雜的產(chǎn)品，在進(jìn)行電鍍加工時，突起的部位會因電流過大而燒焦，而低凹部位則又因電流小而鍍得很薄或根本鍍不上。對于這種有復(fù)雜形狀的產(chǎn)品，就是用分散能力再好的鍍液，也不可能鍍出合格的產(chǎn)品，這時就要采取一些防止幾何因素影響的措施：
A.輔助陽極。
對于凹槽或深孔的制品，如果對這些部位的鍍層厚度有比較嚴(yán)格的要求，而用常規(guī)電鍍法又無法達(dá)到質(zhì)量要求時，就要采用輔助陽極的方法。
輔助陽極是在掛具上對應(yīng)產(chǎn)品的凹槽、深孔部位，專門設(shè)置一個與陰極絕緣而另有導(dǎo)線與陽極相連接的小型不溶性陽極。用來彌補(bǔ)這些部位因距陽極太遠(yuǎn)而電阻過大導(dǎo)致的電流偏低，通過輔助陽極的這種趨近作用，使這些部位的鍍層能夠達(dá)到需要的厚度。
這種陽極一般是安置在產(chǎn)品掛具上，與掛具保持絕緣，有專門的導(dǎo)線與陽極相連，但是也有采用獨(dú)立輔助陽極的方式。這時的輔助陽極也有采用可溶性陽極的。這樣可以保證這些平時難以鍍上鍍層或鍍得的鍍層的厚度達(dá)不到要求時，獲得合格的鍍層。
B.仿形陽極。
對于形狀特殊的產(chǎn)品，為了能獲得均勻的電鍍層，需要制作仿形陽極。所謂仿形陽極，就是讓陽極的形狀與制品的外形形成陰模狀態(tài)的造型。這樣可以保證陽極各點(diǎn)與制品的外形距離基本是一致的，從而在電鍍過程中獲得均勻的鍍層，這是保證一次電流分布處在相對均勻狀態(tài)的較好辦法，但是不適合被電鍍制件形狀經(jīng)常變動的場合。
仿形陽極的作用與輔助陽極是一樣的，但它是更直接地通過讓陽極的起伏與陰極基本對應(yīng)的方法，使陰極表面的一次電流分布趨向均勻。適合于比較定型而又批量較大的產(chǎn)品的加工。這種仿形陽極不需要單獨(dú)設(shè)置，而是在電解槽中代替常規(guī)的平板陽極，操作上比輔助陽極方便。
C.屏蔽陰極。
有些制品沒有明顯的凹槽部位，但有較大的突起或尖端，這時為了防止突起或尖端在電鍍過程中燒焦，要在這些突起或尖端部位設(shè)置屏障物來屏蔽過大的電流。這種用來屏蔽陰極過大電流的屏障物，就是屏蔽陰極。這種屏蔽陰極又分為兩種，一種是參加電極反應(yīng)的受電式屏蔽，這種方式是讓高電流區(qū)的電流分流，減少高電區(qū)不正常沉積;另一種是電中性的屏蔽，采用塑料類材料制成，增加高電流區(qū)的電阻，使突起部位的電流強(qiáng)度有所下降。
以上就是電鍍過程有關(guān)的各種空間要素的影響以及消除辦法。
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