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1、小轴类专用液流镀铬装置技术简介联系：QQ：693894828邮箱：目录一、 挂镀技术简介1. 镀铬层厚度不均匀2. 生产效率低3. 氢脆危害4. 环境污染严重5. 导电不良废品率高二、 液流镀铬工作原理三、 液流镀铬主要技术特点1. 均匀镀铬技术2. 快速镀铬技术3. 无氢脆技术4. 低污染技术5. 气缸夹紧导电四、 液流镀铬的操作1. 液流镀铬操作方法2. 液流镀铬装置适用的工件范围五、 与国内外同类先进技术的对比1. 镀铬质量对比2. 操作方式对比3. 生产线结构对比4. 生产成本对比六、 液流镀铬实际应用情况七、 经济效益和社会效益1. 经济效益2. 社会效益八、 总结一、挂镀技术简介在
2、轴表面进行镀铬处理，是广泛应用的提高轴耐磨性能的工艺方法。对于精密零件来说，目前广泛应用的还是挂具镀铬工艺。传统挂镀工艺是先将不需镀铬位置的防镀位进行绝缘包扎，再将工件装在电镀挂具上（一般 1.5 米长的槽子装挂 20 支工件），然后用吊车使工件依次通过除油、清洗、阳极处理、电镀和回收清洗等一系列直线布置的各个槽子，生产线占地面积约为 2.56 米 2。电镀过程中挂具和工件工件放进一个大镀槽内，阳极分布在工件的两侧进行电镀。如图一、图二照片所示 图一挂镀法电镀 图二挂镀镀铬槽传统挂镀工艺缺点主要是：1、 镀铬层厚度不均匀。（1）由于电流边缘效应的影响，槽边缘的工件其电流密度比槽中部的工件大，所
3、以槽边缘的工件镀铬层厚度比槽中间的工件厚；（2）由于阳极及镀槽深度不能与工件镀铬长度匹配，工件杆端部下方还有较深的镀液与较长的阳极，使工件杆端部的电流密度比杆根部大，因而造成杆端部的镀铬层比杆根部镀层厚；（3）由于与阳极距离近的位置电阻较小，所以杆部与阳极距离近的位置电流密度较大，电镀后造成杆部圆周方向镀层厚度不一；（4）多支工件使用同一个大功率电源并联电镀，由于各种因素，电源分配到每个工件支路电流并不相同，造成各支工件的镀铬层厚度差别很大。如图三、图四照片所示图三挂镀法电流分布不均匀示意图由于上述原因，挂镀技术的镀铬层厚度合格率一般只有（7080）%，镀层厚度均匀性只能达到60%（ 为镀层厚
4、度工艺要求，下同）甚至更差，如工件镀铬层厚度工艺要求为 72m 时，采用传统挂镀技术只能达到 74m，达不到工件要求的30%（7 2m）。同槽电镀的工件其铬层厚度差达到了（38）m；同一支工件杆端部与杆根部镀层厚度差一般为（ 35）m ；同支工件同一位置圆周方向镀铬层厚度差（12）m。另外，当不均匀的镀铬层厚度与工件电镀前杆部直径偏差、圆柱度偏差和圆度偏差叠加后，会造成工件电镀后杆部直径、圆柱度和圆度超差。所以，采用传统挂镀技术时，一般先电镀较厚的铬层，然后通过镀后磨削加工，磨去过厚部份镀层，使镀层厚度和杆部形位公差符合技术要求。2、 生产效率低。根据电镀铬原理，电镀速度由电流密度和电流效率决
5、定。提高电流密度和电流效率，电镀速度都能提高。另外，电流密度与镀液温度需要严格配合。传统挂镀铬不能使用大电流密度电镀，是由于大电流密度时会造成高低电流密度区与温度配合不当，严重时出现脱铬和烧焦情况。如果增加铬酸浓度，提高液温或激烈搅拌，则会因使氢放电加速而导致电流效率下降。所以一般使用较低的电流密度（2060 A/dm2），铬沉积速度一般为（ 0.250.5）m/分钟，电镀 7m 厚度一般需要 15-30 分钟。3、 氢脆危害。电镀过程中，阴极表面产生氢气。由于氢原子直径较小，很容易渗入基体及镀层中，造成晶格歪扭而产生很大的内应力。某些氢集中的地方会造成应力集中，结果给在变形时的晶格滑移带来困
6、难，使镀层及基体硬而脆（氢脆）。而这种危害对于高强度高硬度钢影响更大。据国外某公司的研究，在高于55HRC 的硬度下，氢脆使屈服强度降低了 50%（工件淬火区防镀设计就基于此）。同时，析氢也会造成针孔、麻点、镀层烧焦、起泡等缺陷。4、 环境污染严重。（1）挂镀时挂具随工件一起进出镀铬槽，一起进行镀铬前后清洗。电镀挂具入槽总面积一般为工件实际镀铬面积的 46 倍，而且由于挂具不可避免存在缝隙和水平结构面，所以带出了大量镀铬液，造成大量铬污水。（2）传统挂镀技术需人工对不镀区进行包扎防镀，电镀后再人工拆除包扎的防镀材料。工人劳动强度大，生产效率低。而且防镀材料使用量大，大量沾有镀铬液的防镀材料废弃
7、物，对环境也造成了很大的污染。（3）挂镀的镀槽结构为敞开式，铬废气容易溢出工作现场，操作环境差。5、 导电不良废品率高。挂镀法一般的导电方式为重力压紧导电和弹簧夹紧导电。两种导电方式常会出现电镀过程中导电不良通电断续情况，这样就很容易造成工件导电触点烧伤和镀层结合不良，因而废品率大。二、液流镀铬工作原理液流镀铬参考美国某公司的快速镀铬系统设计。所谓液流镀铬，即阴阳极间保持一定的狭窄空间，电镀液从狭窄的缝隙中高速通过，同时施以高电流密度进行高速电镀的方法。传统挂镀所用的电流密度一般为（2060 ）A/dm2，如果增加铬酸浓度，提高液温或激烈搅拌，都会因使氢放电加速而导致电流效率下降。然而若以图四
8、所示的装置使镀液高速流动进行电镀，则电流密度超过 250 A/dm2 时，其电流效率高于一般挂镀电流效率。若电流密度超过 500 A/dm2，电流效率可达到 40%以上。这是因为高电流密度下，氢超电压上升，同时有加速溶液中物质（铬离子）向阴极迁移的效果。液流镀铬工作原理、基本结构如图四所示。图四液流镀铬工作原理 图五16 路独立电源三、液流镀铬主要技术特点1. 均匀镀铬技术（1）每支工件独立微形镀池技术。液流镀铬设计了每支工件都有一个相对独立镀池，该镀池相当于每支工件一个镀槽，因而消除槽边缘工件镀铬层较厚问题，使各支工件的镀层均匀一致；（2）每支工件独立阳极技术。液流镀铬装置的每支工件都有绝对
9、独立的阳极，而且镀池深度和阳极长度能根据工件镀铬长度自动调节。（3）阴阳极均距技术。液流镀铬特殊结构的阳极，使每支工件和同支工件的表面各点与阳极距离完全一致。（4）每支工件独立电源技术。液流镀铬技术独创每支工件一个小功率恒流电源，全部电源统一控制，并能根据各电路电阻大小自动调节电流至设定的统一电流，保证了每支工件电镀电流一致性（整流器需外购，亦可使用原整流器，但效果不如单工件独立电源整流器），如图五照片所示。上面的技术措施，保证了电流密度的均匀性（如图六、图七所示），镀铬层厚度合格率达到了 99.9%以上。其镀层公差控制在21.5%（71.5）m，完全满足工件的镀铬公差要求。同槽电镀的工件其铬
10、层厚度差为（0.51.5 ）m；同一支工件杆端部与杆根部镀层厚度差一般为（0.5 1.5）m ；同支工件同一位置圆周方向镀铬层厚度差小于 0.5m。镀层为（71.5 ）m 时，镀后杆部粗糙度和形位公差完全符合技术要求，镀层光亮，取消了镀后磨削工序。图六液流镀铬电流均匀分布图图七液流镀铬工件装槽后2. 快速镀铬技术镀液的高速流动使电流密度大幅提高，在适当温度下使用了较大的电流密度进行电镀。液流镀铬技术一般使用（250300）A/dm2 电流密度进行电镀，电镀速度 3.5m/分钟左右，铬沉积速度是挂镀技术的 710 倍，镀层光亮，镀后不需磨削。3. 无氢脆技术 由于镀铬液的高速流动，使阴极（工件）
11、表面上产生的氢气被高速流动的镀液不断地快速带走，氢气无法滞留在阴极表面，极大的减少了氢脆的危害。据美国某公司的研究，奥氏体钢和经过回火处理硬度低于 50HRC 的马氏体，在镀液高速流动状态下（镀层厚度13m 时），以 1200 A/dm2的电流密度进行电镀，也没有发生氢脆现象。而在传统挂镀工艺下，即使是 60 A/dm2 的电流密度，镀层厚度达到 3m 时也很容易发生氢脆现象。4. 低污染技术 （1）电镀过程只有工件进出镀铬槽，大幅减少传统挂镀技术由于挂具进出镀铬槽而带出的大量铬污水。工件出槽后经回收清洗，电镀污水接近零排放。（2）控制镀铬长度时，只需在电镀前调节好电镀装置的镀铬长度，即可对工
12、件进行电镀。电镀前不需再进行人工包扎，工件电镀后也没有需要拆除的防镀材料。降低了工人的劳动强度和大幅减少了固体废弃物对环境的污染。（防镀器件如图九和图十照片所示）（3）液流镀铬是在一个封闭的系统内进行，电解液循环使用，所有的铬废气都从封闭的抽风口抽出，不会溢出工作现场，减少了铬废气对工人的危害。图九液流镀铬杆端防镀帽 图十液流镀铬盘部防镀圈5. 气缸夹紧导电液流镀铬采用了气缸夹紧，防止在电镀过程中出现导电不良通电断续情况，工件导电触点烧伤和镀层结合不良情况大幅减少，降低了废品率。图十三液流镀铬气缸夹紧导电 图十四液流镀铬控制箱四、液流镀铬的操作1液流镀铬生产线操作方法液流镀铬不需行车，1 人手
13、动操作。电镀时先在操作台上将工件装到清洗挂具上（不需对防镀位进行绝缘包扎），然后人工将挂具依次放进电解除油槽和清洗槽进行除油、清洗，再将工件取出放入镀铬装置进行阳极处理和镀铬。镀铬后将工件取出，放进清洗挂具进行回收清洗和清水清洗，然后送检验。工艺流程：装工件-电解除油- 清洗 -阳极处理-液流镀铬- 回收-清洗。改进型镀铬装置每次装镀 8 支工件（需 1000-1500A 整流器）。电镀时间(1.5-2)分钟/7m，装槽时间 1 分钟/槽，产量约(160-200)支/小时（以 7m 厚度计算，下同）。转换工件电镀品种时，所需调整时间约（1020）分钟。设备占地面积约 4m2(不含抽风系统和整流
14、器 )。亦可根据生产结构将两个 8 支装置组合成 16 支镀铬装置（产量约 320-400 支/小时2 人），占地面积均约 6-7m2(不含抽风系统和整流器) 。液流镀铬基本布置平面图（镀液槽/液流镀铬装置/ 除油清洗槽/备用镀液槽均为分离式结构，可根据生产场地随意布置）、液流镀铬装置、适用工件范围和清洗挂具如图十五至图十八所示：（备用槽可在镀铬槽调整溶液时使用，保证设备正常运行） （镀铬层厚度 120m） 图十五液流镀铬基本平面布置图 图十七适用的工件范围五、与国内外同类先进技术的对比传统挂镀技术优点是镀层光亮。缺点是生产效率低、镀层不均匀、电镀后需磨削加工和环境污染严重。美国伊顿工件快速镀
15、铬系统优点是镀层均匀性好，环境污染少，镀铬速度快，缺点是镀层不光亮，电镀后需抛光处理。三种技术对比情况如下（液流镀铬技术以 8 支镀铬装置对比）：表一镀铬质量与国内外同类技术对比对比项目 挂具镀铬技术 快速镀铬技术 液流镀铬技术镀层均匀性 60%（74m） 18.5%（71.3m） 21.5%（71.5m）镀层外观 光亮 不光亮 光亮镀后杆径差 0.008mm(不考虑镀前杆径差) 0.0026mm(不考虑镀前杆径差) 0.003mm(不考虑镀前杆径差)形位公差 超差，重新磨削 合格 合格氢脆危害 大 无 无防镀区控制 1 只要求不镀上锥面 1表二操作方式与国内外同类技术对比对比项目 挂具镀铬技术 快速镀铬技术 液流镀铬技术镀铬速度 （0.25-0.5）m/ 分钟 （2030 ）m/ 分钟 3.5m/分钟生产效率 约（120180）支/小时 线 406 支/小时线 160-200 支/小时线杆部防镀 需对不镀位置绝缘包扎 不需专门绝缘包扎 不需专门绝缘包扎电解液种类 多使用添加剂 标准镀液 标准镀液电解液搅拌 不搅拌或微搅拌 强烈搅拌 强烈搅拌操作方法 行车、半自动操作 全自动操作 无行车、手动操作操作人数 （3-4）人/班 线 1 人/班线 1 人/ 班 线表三镀槽结构与国内外同类技术对比对比项目 挂具镀铬技术 快速镀铬技术 液流镀铬技术装置设备
