塑料電鍍工作條件是指電鍍時(shí)的操作變化因素包括:電流密度、溫度、攪拌和電源的波形等。
1.陰極電流密度任何鍍液都有一個(gè)獲得良好鍍層的電流密度范圍,獲得良好鍍層的Z小電流密度稱(chēng)電流密度下限,獲得良好鍍層的大電流密度稱(chēng)電流密度上限。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)陰極電流密度過(guò)低時(shí),陰極極化作用小,鍍層的結(jié)晶晶粒較粗,在生產(chǎn)中很少使用過(guò)低的陰極電流密度。隨著陰極電流密度的增大,陰極的極化作用也隨之增大(極化數(shù)值的增加量取決于各種不同的電鍍?nèi)芤海儗咏Y(jié)晶也隨之變得細(xì)致緊密;但是陰極上的電流密度不能過(guò)大,不能超過(guò)允許的上限值(不同的電鍍?nèi)芤涸诓煌に嚄l件下有著不同的陰極電流密度的上限值),超過(guò)允許的上限值以后,由于陰極附近嚴(yán)重缺乏金屬離子的緣故,在陰極的和凸出處會(huì)產(chǎn)生形狀如樹(shù)枝的金屬鍍層、或者在整個(gè)陰極表面上產(chǎn)生形狀如海綿的疏松鍍層。在生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的是在零件的尖角和邊緣處容易發(fā)生“燒焦”現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)會(huì)成樹(shù)枝狀結(jié)晶或者是海綿狀鍍層。
2.電鍍?nèi)芤簻囟犬?dāng)其它條件不變時(shí),升高溶液的溫度,通常會(huì)加快陰極反應(yīng)速度和離子擴(kuò)散速度,降低陰極極化作用,因而也會(huì)使鍍層結(jié)晶變粗。但是不能認(rèn)為升高溶液溫度都是不利的,如果同其它工藝條件配合恰當(dāng),升高溶液溫度也會(huì)取得良好效果。例如升高溫度可以提高允許的陰極電流密度的上限值,陰極電流密度的增加會(huì)增大陰極極化作用,以彌補(bǔ)升溫的不足,這樣不但不會(huì)使鍍層結(jié)晶變粗而且會(huì)加快沉積速度,提高生產(chǎn)效率。此外還可提高溶液的導(dǎo)電性、促進(jìn)陽(yáng)極溶解、提高陰極電流效率(鍍鉻除外)、減少針孔、降低鍍層內(nèi)應(yīng)力等效果。
3.攪拌 攪拌會(huì)加速溶液的對(duì)流,使陰極附近消耗了的金屬離子得到及時(shí)補(bǔ)充和降低陰極的濃差極化作用,因而在其它條件相同的情況下,攪拌會(huì)使鍍層結(jié)晶變粗。然而采用攪拌后,可以提高允許的陰極電流密度上限值,這樣就可以克服因攪拌降低陰極極化作用而產(chǎn)生的結(jié)晶變粗現(xiàn)象,采用攪拌可以在較高的電流密度和較高的電流效率下得到緊密細(xì)致的鍍層。對(duì)某些光亮性鍍液,如光亮硫酸鹽鍍銅和光亮鍍鎳,攪拌還可以提高鍍層的整平性。在某些情況下,還可消除條紋或桔皮狀鍍層。采用攪拌的電鍍液必須進(jìn)行定期或連續(xù)過(guò)濾,以除去溶液中的各種固體雜質(zhì)和渣滓,否則會(huì)降低鍍層的結(jié)合力并使鍍層粗糙、疏松、多孔。
4.電源 電鍍生產(chǎn)中常用的電源有整流器和直流發(fā)電機(jī),根據(jù)交流電源的相數(shù)以及整流電路的不同可獲得各種不同的電流波形。例如單相半波、單相全波、三相半波和三相全波等。實(shí)踐證明,電流的波形對(duì)鍍層的結(jié)晶組織、光亮度、鍍液的分散能力和覆蓋能力、合金成分、添加劑的消耗等方面都有影響,故對(duì)電流波形的選擇應(yīng)予重視。目前除采用一般的直流電外,根據(jù)實(shí)際的需要還可采用周期換向電流及脈沖電流。
周期換向電流就是周期性地改變直流電流的方向,即在電鍍時(shí),直流電流的方向,一段時(shí)間是正向,接著的一段時(shí)間是反向,正向電流就是將鍍件作為陰極,而反向電流就是將鍍件作為陽(yáng)極。一段正向電鍍的時(shí)間和一段反向退鍍的時(shí)間之和就是一個(gè)周期的時(shí)間(tK+tA=T)。實(shí)踐證明,把周期換向電流應(yīng)用于氰化物鍍銅和氰化物鍍銀,所獲得的鍍層捏比用一般直流電所得的鍍層好得多,這是由于在反向退鍍時(shí),可除去電鍍時(shí)產(chǎn)生的劣質(zhì)鍍層,減少或消除鍍層上的粗糙和毛刺;同時(shí)還能使鍍件和邊緣鍍層厚度較厚處,退鍍時(shí)除去較多的鍍層,使鍍層厚度均勻,整平性好。
在應(yīng)用周期換向電鍍時(shí),零件入槽先進(jìn)行陰極電鍍,以防止鍍件在無(wú)鍍層時(shí)作為陽(yáng)極,造成基體金屬腐蝕而污染鍍液。
脈沖電流就是單向(陰極)電流周期性地被一系列開(kāi)路(無(wú)電流通過(guò))所中斷的電流。它與換向電流所不同的是不把鍍件作陽(yáng)極,而是間歇地停止供電,由于間歇中斷電流,陰極電位隨時(shí)間周期性地變化。其波形有方波、正弦波、三角波和鋸齒波等。實(shí)驗(yàn)證明,使脈沖電流,可提高鍍金層的硬度和導(dǎo)電性,并使金層在高溫下不易變色,還具有鍍?nèi)≥^厚鍍層的能力;在焦磷酸鹽電鍍銅-錫合金中,使用脈沖電流可提高鍍層中錫的百分含量;在某些場(chǎng)合下,使用脈沖電流還可以減少氫的析出、提高陰極電流效率,從而減少針孔、條紋和氫脆等。
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