电镀设备管理——电镀挂具的管理

2016-09-20

一、电镀挂具的作用:


电镀挂具的作用非常明确,如果给它下一个定义,也就是:挂具是用来悬挂和装载被电镀制件,并让阴极电流传导给被镀制件的工具。

 

就是这么简单。但是正是这么简单的挂具,对电镀质量、效率有着非常重要的作用,挂具的设计或选择是否得当,有时关系到电镀加工的成败。因此,在它的定义后,还应该加上一句话,那就是,它的结构、形状和导电能力直接关系到电镀的效率和质量。因此,电镀挂具的管理,对于电镀生产是非常重要的。

 

遗憾的是,许多电镀工作者对挂具很不重视,认为挂具就是导电和将产品挂起来就行了。经常是随便拿一个挂具,装上产品就放进镀槽里电镀,这种电镀的质量和效率是很难保证的。

 

当然也有的电镀加工企业有专门的挂具制作部门,操作者只能拿配给(或者自己去领取)的挂具来电镀,这样的情形会好一些。但是这些配给的挂具否符合被镀产品的情况,也就是说,这个被选定的挂具是否合理,还不能完全肯定,而这个挂具一旦被选定,这批电镀产品的命运也就被确定了,好坏全在挂具了。真是这样的吗?让大家来仔细地研究一下挂具的作用。

 

(1)悬挂和装载作用

 

电镀的产品大部分确实是挂在挂钩上进行电镀的,挂具的名称也由此而来,但是,决不是一挂了之。被镀件在挂具上的位置、方向、数量,以及前后、左右、上下被镀件的距离和相对位置等,都对这个(或这批)产品的质量和生产效率有着重要影响。悬挂和装载得当,可以在单位时间里获得最大的产量,并且产品质量都符合设计的要求。如果装载过少,对质量的影响可能不大(也不一定),但是效率就会下降;如果装载过多,质量会受到影响,不合格品或返工品增加,就得不偿失,既无效率也没有质量。因此,如何保证挂具的装载量,和如何保证被镀件在挂具上每一件都处在合适于获得均匀镀层的位置,是需要下功夫的。

 

    现在需要的是合理有效的悬挂和装载,这样才能保证电镀生产的能力得到恰当的发挥。    


(2)导电作用   

 

电镀需要电流,因此挂具不仅要能承载电镀件,还要给它传导电流。不就是导电吗?是的,但是,别以为只要用金属来做挂具就行了,事情不是那么简单。

 

    作为电镀企业的管理者,有一件事是必须要做的,那就是用手试一下正在电镀中的挂钩的温度。看它是不是发烫。

 

如果挂具总是很烫手,那么这个挂具的设计或选用就是不恰当的。因为这时有一部分电能在做无用功,用来加热镀液。这样一来,分配到被镀产品上的电能就会减少,要保证电镀还能在工艺所需要的电流密度下工作,只能加大电流量,先不说质量受影响,首先是电耗增加,生产成本增加。用这种挂具生产,持续下去,镀液温度会上升,对于不需要升温的镀种,这会影响电镀质量(比如酸性镀光亮铜),还会增加镀液蒸发量。同时,电流的加大还会引起阳极钝化,这对电镀质量的影响就更大了,不仅会使主盐浓度下降,镀液失调,而且电力线的分布也会受到影响,使镀液的分散能力下降。

 

由此可见,挂具的导电性问题不是只导、电就完事了,如果选用不当,不仅会影响电镀质量,还会浪费电力。

 

(3)挂具的形式和种类

 

当说到挂具的作用时,讲到了悬挂和装载,这就说明挂具的形式不只是有挂钩形,还有其他方式,比如,盘镀方式、连续镀方式、滚镀方式等,都是挂具方式的延伸。因此,有必要说明在这里讨论的挂具,是专指挂镀用的挂具。即使是挂镀用的挂具,也可以分成几个种类。

 

 ①通用挂具。电镀通用挂具的特点是一种挂具可以适合多种形状的零件使用,它根据被镀制件的外框尺寸分成几种规格来设置挂钩的密度,并且允许在被镀零件外形尺寸超出这个规格的范围时,以跳开一个挂钩挂一个的方式利用这种挂具,从而使挂具的通用性更强。这样,同一个外框尺寸的不同形状的多种产品,可以使用同一种挂具,这是目前挂具设计制.作中主流的方式。

 

②专用挂具。有些产品由于形状特殊或产量非常大,需要专门为这一种产品设计挂具,只用于这一种产品,这就是专用挂具。专用挂具可以更好地保证产品的质量和效率,在大批量生产固定形态的产品时,宜采用这种模式。

 

③小零件挂具。不适合挂镀的小零件,需要适合小零件的挂具,这就是前面提到过的盘子、滚桶等,其中盘子与挂镀有相似之处,就是仍然靠主导电杆与阴极相连接,但导电杆上不再是安置的挂钩,而是金属网制成的小盘或筛,这些网盘或筛的网目,根据要电镀的零件的大小确定。

 

④化学镀挂具。化学镀由于存在对挂具的污染等问题,所以在对非金属材料电镀前的化学镀要有专用的挂具。很多时候化学镀是以胶皮电线或网兜做挂具,完成化学镀后,再上电镀挂具。现在也已经开发出在非金属金属化过程中不参与化学镀过程的挂具涂料,这样也就产生了塑料电镀从前处理到电镀再到成品的一挂到底的全流程使用的挂具,特别适合于电镀自动线的生产。

 

二、挂具选用的原则:

 

挂具选用的原则,当然是根据产能和产品质量的要求。

 

电镀制品与挂具的连接是靠金属零件本身的重量与挂具上的挂钩接触,称为重力导电方式。当进行非金属电镀,特别是塑料电镀,由于相对密度小于或接近镀液,镀液产生的浮力会使被镀件在挂具上不稳定,甚至整个挂具都会上浮,因此,非金属电镀的挂具的选用,比金属电镀更多了一些要求。

 

    (1)首先确定数量关系

 

    要保证所用挂具能达到生产纲领所要求的产能,也就是挂具的装载量,包括重量和数量。

手工操作和自动线生产都要考虑单挂重量。要从人体工学的原理出发,考虑操作者的可连续操作性,即使是自动生产线上用的挂具,最终产品的装挂和卸挂仍然需要人工操作,也不可以一挂太重,以l0kg以内为宜。当然对于非金属电镀,要以每个挂具的装挂数量为依据,其重量不能做为要求。

 

其次是镀槽的大小。镀槽的大小决定一个镀槽内可以装入几个挂具,以及每个挂具的外框尺寸,一般每个挂具的最上端的被镀件距镀液面至少3~5cm,下端距槽底至少l0~15cm,左右距槽壁都要在10cm以上。最后是被镀零件的大小。零件的大小是确定挂钩数量和分布的依据。零件决不能互相靠得太近,更不能互相遮盖。在保证导电性的前提下,要让镀件表面电流分布尽量均匀,气体排出畅通,镀液在被镀件内没有存留、可以方便地排出。

 

对于零件之间的距离,有一个经验公式可供参考。设零件之间距离为S,在金属电镀中:

 

S=(1.5D+5H+2.5)/8

 

式中D—镀件的直径;

 

H—镀件的厚度。当D≥5cm时

 

        S=5(H+2.5)/8

 

当是塑料电镀的场合,S的值要放宽1.5~2倍。

 

(2)要确定制作挂具的材料

 

    由于不同的金属材料的导电性和成本是不同的,所以在选用挂具时,采用什么样的材料才能适合导电需要也很重要,一般以采用黄铜的比较多。尤其是靠弹力接触的挂钩,黄铜较为理想。当然紫铜的导电性是最好的,但是其强度就略显不够。如果以紫铜的导电性能为l00%,则黄铜只有20%~25%,铁只有16%~l7%。

 

很明显,从导电性能看,最适合做挂具的材料是紫铜。事实上,电镀的汇流排大多数是采用的紫铜,如果用其他材料(比如铝),则材料的截面积就大得多。但是现在做挂具的,有些企业仍然采用黄铜,理由是强度和弹性都好一些。其实主导电杆完全可以采用紫铜,只是在挂钩部分可以为了弹性好而用黄铜,这是因为挂钩绝大部分是处在镀液内的,而处在镀液内的导体通过电流的量可以比在空气中大一倍,这样一来,采用紫铜做主导电杆的导电效率要比完全用黄铜的高得多。

 

(3)主导电杆的导电截面

 

在制造挂具的材料确定以后,需要知道选用多粗的主导电杆,这个参数的确定与将通过主导电杆的总电流相关。而总电流的确定又有赖于挂具上所镀产品的总表面积和所采用工艺的允许的最大电流密度。


 

(4)非金属电镀挂具的选用原则

 

    ①被镀件与挂具要紧固连接。非金属电镀制品在电镀前上挂具时,要充分保证制品与挂具的良好连接,这种连接必须是固定式的,在经历多道工序后仍不易脱落。

 

②弹性连接的挂钩要对称设置。在采用弹性连接挂钩时,受力点必须对称设置,并且挂钩的韧性必须适中,不要让被镀件受力过大而变形。.特别是当挂钩不对称时,一旦发生扭曲变形,就很难加以纠正。

 

③导电接点的接触面要大。由于非金属电镀件在化学镀之后的镀层厚度只有0.1~0.3µm,如果采用金属电镀时的点接触来导电,由于导电截面太小,一不小心就会烧坏连接点,使电镀失败。因此,对于非金属电镀的挂具接点,要采用面接触的方式,也就是挂钩的尖部不应该再是尖状或点状,而应该是一个小型的平面状,通常的做法是在传统挂具接点的触头部位焊上一个小圆片,这样每一个导电截面增加了好几倍甚至于十几倍,其通过电流的能力就大增了。

 

④主导电杆要采用双杆多点接触式。金属电镀用挂具有的采用单杆式主导电杆。这样,在阴极移动时,挂具会随之摆动。但是对于非金属电镀,这种摆动的阻力过大时会引起被镀制件的脱落,因此,对于非金属电镀而言,一律采用的是双主导电杆,以增加挂具与阴极导电杆的相对固定的连接。

 

⑤挂具的非导电部位要用绝缘涂料加以屏蔽。与金属电镀挂具一样,挂具的非导电部位要用绝缘涂料加以屏蔽,这样不仅可以节省电能和物料,并且可以使电流更加集中地在被镀面积上起作用。


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