振動電鍍在國內(nèi)電鍍行業(yè)應(yīng)用狀況和發(fā)展前景

沈 涪

(國營華豐企業(yè)集團公司，四川綿陽 621000)

振動電鍍在國內(nèi)電鍍行業(yè)應(yīng)用狀況和發(fā)展前景

沈 涪

(國營華豐企業(yè)集團公司，四川綿陽 621000)

隨著電子元件小型化發(fā)展的趨勢，振動電鍍這一新興的電鍍方式在國內(nèi)電子電鍍行業(yè)越來越受到重視。對振動電鍍幾種類型設(shè)備的特點進行了對比，同時將在使用該類設(shè)備時容易出現(xiàn)的質(zhì)量故障作了分析，并提出了目前國內(nèi)開始普及應(yīng)用的振動電鍍、滾鍍混合生產(chǎn)線在使用時應(yīng)引起注意的問題，以便于實現(xiàn)振動電鍍方式在電鍍生產(chǎn)上的合理運用。

振動電鍍;振動源;滾鍍

引 言

振動電鍍作為一項電鍍新技術(shù)自20世紀80年代末期被引進國內(nèi)后，經(jīng)過20多年的發(fā)展，目前已在電子電鍍行業(yè)中大量運用，特別是在眾多接插件電鍍加工廠幾乎達到普及的程度［1-2］。振動電鍍工藝在國內(nèi)最早是用在接插件接觸體鍍金方面，鍍種比較單一，近年來由于電子零件的小型化，特別是帶有盲孔、小孔的鍍件因為振動電鍍的鍍層質(zhì)量優(yōu)勢，鍍種的應(yīng)用范圍不斷壯大。其設(shè)備也由初期的單機電鍍類型發(fā)展到一線多機電鍍類型，并進一步發(fā)展到近幾年的在一條電鍍生產(chǎn)線上可實現(xiàn)滾鍍、掛鍍、振動鍍的通用電鍍類型。

本文將目前在電子電鍍行業(yè)中使用的幾種振動電鍍生產(chǎn)線其性能進行了對比，同時針對在振動電鍍使用過程中容易出現(xiàn)的一些問題進行了分析，并對該項電鍍技術(shù)的的未來發(fā)展情況作了預(yù)測。

1 目前國內(nèi)使用的振動電鍍生產(chǎn)線類型

目前在國內(nèi)應(yīng)用的振動電鍍生產(chǎn)線無論是自動線還是手動線大致可以分為單機振動鍍生產(chǎn)線、多機振動鍍生產(chǎn)線和滾、振鍍混合生產(chǎn)線三種類型。

1.1 單機生產(chǎn)線

單機生產(chǎn)線是指僅有一套振動電鍍設(shè)備的電鍍線。其中振動源在振篩下，這種類型的自動線就跟全自動洗衣機相似，設(shè)備的電鍍和清洗以及其他處理工序都在一個槽子里進行［3］。國外使用這種類型的較多，國內(nèi)最早引進的一臺振動電鍍設(shè)備就是這種類型(見圖1)。

圖1 單機全自動振動電鍍線

另一種單機生產(chǎn)線是振動源在振篩上面，這兩部分組合成一個整體俗稱振鍍機頭，電鍍時振鍍機頭從生產(chǎn)線的前工序依次進入下一工序至到所有工序結(jié)束。該類型主要應(yīng)用于單鍍種鍍件電鍍或小型電鍍工藝試驗線(見圖2)。

圖2 小型振鍍工藝試驗線

1.2 多機生產(chǎn)線

該生產(chǎn)線具有振動源在電鍍槽上和槽下兩種類型。振動源在工作槽上這種生產(chǎn)線中，一條生產(chǎn)線上裝有二到三臺甚至更多的振動機頭，當?shù)谝慌_振動機頭完畢一個工序后，第二臺、第三臺可依次接著進行這道工序(見圖3)。

圖3 振動源在上方的多機振動電鍍設(shè)備

振動源在工作槽下的生產(chǎn)線則每道工序的處理槽下面都裝有振動源，可由吊車帶動多個振篩同時進行多道工序的工作(見圖4)。

圖4 振動源在下方的多機振動電鍍設(shè)備

1.3 滾、振鍍混合電鍍生產(chǎn)線

圖5 滾、振鍍混合電鍍生產(chǎn)線

滾、振鍍混合生產(chǎn)線(見圖5)就是在同一條線上既可以實現(xiàn)滾鍍，又可以實現(xiàn)振動鍍的電鍍生產(chǎn)線。該類型生產(chǎn)線可以將原有滾鍍生產(chǎn)線經(jīng)過適當改造增加一個或幾個振動機頭來完成。但是要想使兩種電鍍方式都能良好應(yīng)用，最好還是根據(jù)鍍件的形狀以及生產(chǎn)量大小重新設(shè)計新的電鍍生產(chǎn)線，因為這種新的電鍍線畢竟不是傳統(tǒng)意義上的兩種電鍍生產(chǎn)線的組合體。

2 各類振動電鍍生產(chǎn)線特點對比

目前國內(nèi)應(yīng)用的振鍍線其特點見表1。

表1 各種振鍍線特點對比

3 使用振動電鍍?nèi)菀壮霈F(xiàn)的問題

3.1 鍍件裝載質(zhì)量不正確

當采用振動電鍍方式時，如果出現(xiàn)了同一槽鍍件抽樣檢查時鍍層厚度不均勻的現(xiàn)象，一般是因為鍍件裝載質(zhì)量過大造成。由于鍍件在振篩中裝得過多，在電鍍過程中表層鍍件和底層鍍件位置交換頻率較低，致使同槽鍍件的金屬沉積速度不一致，所以就出現(xiàn)了厚度差異。在使用小直徑振篩鍍細長鍍件時，鍍件的裝載質(zhì)量較不容易掌握，裝載質(zhì)量稍大一點，鍍件容易在振篩內(nèi)的舌片處擠成一團，裝載質(zhì)量偏小時鍍件容易出現(xiàn)鍍層兩頭厚度明顯高于中部的現(xiàn)象［4］。

如果件裝載質(zhì)量過小，還會出現(xiàn)振動時鍍件走動不連續(xù)，部分鍍件原地跳動造成鍍層結(jié)合力不良［5］。

正確的做法是以振動時鍍件能覆蓋住振篩最上面一顆導電釘為裝載質(zhì)量下限，以不振動時蓋住振篩最上面一顆導電釘上面的鍍件厚度不超過大約10cm為裝載質(zhì)量上限。

3.2 振動頻率與振幅調(diào)節(jié)不合適

早期的振動電鍍設(shè)備其振動頻率和振幅可以分開調(diào)節(jié)，近年來絕大部分振鍍設(shè)備其振動頻率和振幅是結(jié)合在一起，采用一只電位器通過調(diào)節(jié)振動電流大小來實現(xiàn)振動調(diào)節(jié)。當鍍件裝入振篩后只有振動調(diào)節(jié)合適鍍件走動才符合要求。如調(diào)節(jié)不好鍍件會走動過快或過慢，走動過快會對鍍層結(jié)合力產(chǎn)生影響;走動過慢鍍件在振篩內(nèi)位置交換困難，會出現(xiàn)鍍層分布不均勻現(xiàn)象。

對于電鍍薄鍍層的鍍件，鍍件走動過快會導致其尖銳和棱角部位鍍層結(jié)合力不良或局部無鍍層。

振動調(diào)節(jié)最好是裝好鍍件后在清水槽中進行，這樣鍍件在振篩內(nèi)的走動情況可以看得比較清楚。振動調(diào)節(jié)良好的狀態(tài)是目視整個振篩內(nèi)鍍件好像是后面推著前面連成一片整體向前移動，不會出現(xiàn)部分鍍件竄動或原地跳動現(xiàn)象。

振鍍時調(diào)節(jié)好振動后，當振篩提出鍍液時鍍件會跟振篩在鍍液中走動速度不一致，這是正?，F(xiàn)象。特別是對于相對密度差異較大的溶液，預(yù)先調(diào)節(jié)好的鍍件走動情況會在振篩進入溶液中發(fā)生明顯變化(例如在電鍍鎳時鍍件走動速度會比在電鍍金時減慢)，如不及時調(diào)節(jié)會影響鍍層質(zhì)量。

3.3 選擇的電鍍工藝搭配不恰當

在振動電鍍的所有工序過程中，鍍件會在振篩內(nèi)互相擠磨最終產(chǎn)生類似振光的效果。對于形狀復(fù)雜的鍍件和帶有臺階的鍍件在鍍后會出現(xiàn)表面鍍層亮度不均勻現(xiàn)象，特別是在振鍍錫和振鍍銀這種軟鍍層時，如果選擇的是非光亮電鍍工藝，出現(xiàn)的亮度差異會更明顯。

所以，在采用振鍍方式電鍍錫和電鍍銀這種軟鍍層時，其電鍍工藝應(yīng)選擇光亮電鍍工藝。如果用戶不需要光亮鍍層，那么就只有放棄振鍍方式改為滾鍍方式好了。

4 振動電鍍技術(shù)發(fā)展前景

隨著電子產(chǎn)品小型化發(fā)展趨勢，電子元件只會更加快速向小型化發(fā)展，一些薄型片狀和帶小孔、深孔的鍍件也會越來越多。對于這些種類鍍件的電鍍加工，振動電鍍有著明顯的優(yōu)勢［6］。目前，滾、振鍍生產(chǎn)線的出現(xiàn)使得這兩種電鍍技術(shù)的優(yōu)勢能充分體現(xiàn)，在電鍍小型散件鍍件時，人們更加愿意采用這種生產(chǎn)線來進行電鍍加工。所以，振動電鍍這門加工技術(shù)應(yīng)該有良好的發(fā)展前景。對于目前開始普及的振、滾鍍混合生產(chǎn)線大家在使用時，有以下幾點需要引起注意。

4.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)滾鍍的差異

傳統(tǒng)滾鍍的鍍槽工作部位通常是長方形，因為一般臥式滾筒的長度都遠大于直徑，特別是使用細長型滾筒的鍍槽，其掛放陽極的陽極棒就形成了兩個長邊。但是為了便于使用圓形振篩，使鍍件在振鍍過程中電力線的分布大體一致，鍍槽工作部位應(yīng)設(shè)計為正方形，同時在四條邊的大體等距離位置上都掛上陽極筐。

另外，滾鍍時鍍槽液位的控制是以滾筒要露出一小部分在液面上來設(shè)計的，以利于滾鍍過程中滾筒中的氣體順利排出［7］。如果不改動原來的滾筒支座直接用于振鍍，那么振篩上面的液位深度較淺，陽極電力線會被振篩壁遮擋影響鍍層沉積效率。

要避免出現(xiàn)振鍍時電力線被遮擋現(xiàn)象，必須確保振鍍時振篩上沿離液面的深度至少不能低于100mm。

另外還必須確認，生產(chǎn)線上提供滾筒轉(zhuǎn)動的電源其電壓應(yīng)和振鍍機振動源所需的電壓一致，同時電源功率應(yīng)比生產(chǎn)線上使用滾筒和振鍍機總數(shù)占用功率總和要大且留有余量。否則當同時使用滾鍍和振鍍方式時，會出現(xiàn)滾筒轉(zhuǎn)動而振篩無振動現(xiàn)象或振篩間歇振動現(xiàn)象。

4.2 鍍層的分布狀態(tài)

由于振鍍時振篩內(nèi)的鍍件是繞中軸作圓周運動，對于條形鍍件(例如接插件中的針狀接觸體)在旋轉(zhuǎn)的離心力作用下其端部始終是斜向朝著陽極，所以鍍層分布兩端厚度要遠大于中間部位。對于細長鍍件這種差異會更加明顯，通過同種鍍件比較采用滾鍍方式要比振鍍方式出現(xiàn)這種厚度差異要小，所以對于用戶有中間點部位鍍層厚度要求的鍍件應(yīng)優(yōu)先選擇滾鍍。

4.3 鍍件內(nèi)孔鍍層質(zhì)量要求

振鍍的優(yōu)勢之一是電鍍小孔、深孔鍍件時，鍍件孔內(nèi)外溶液的交換和孔內(nèi)氣泡的消除比較及時。電鍍時溶液濃差極化不明顯，所以對于孔徑小于1mm的鍍件采用振鍍是最佳選擇。但是當孔直徑大于1mm時，滾鍍的深鍍能力要大于振鍍，特別是采用噴液裝置的滾筒見圖6，這種優(yōu)勢會更明顯［8］。

圖6 采用噴液裝置的滾筒

4.4 鍍件形狀的影響

當電鍍小型薄片狀鍍件時，采用滾鍍方式容易出現(xiàn)鍍件粘貼現(xiàn)象，所以這種鍍件在電鍍加工時以往一般是采用加入陪鍍件混合電鍍的方法。如果采用振鍍，鍍件互相粘貼的現(xiàn)象可以避免。但是，由于鍍件互相的擠磨作用，片狀鍍件的中間部位鍍層厚度跟邊緣部位差異會相當明顯，所以為了保證小型薄片狀鍍件鍍層質(zhì)量，即使是采用振鍍方式最好也要加入一定量的陪鍍件。

對于象那些易于漂浮在液面上的鍍件(例如電器上的保險絲管兩端的鍍鎳或鍍銀薄銅管)，在采用振鍍時，振篩每次入槽時總會有一部分鍍件漂浮在液面，這部分鍍件既無法實現(xiàn)帶電入槽，又無法接受入槽時的沖擊電流，導致最終出現(xiàn)鍍層質(zhì)量隱患，甚至還會掉入鍍槽污染鍍液。為了減少這些現(xiàn)象發(fā)生，最好采用滾鍍方式電鍍。

5 結(jié)束語

振動電鍍技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展順應(yīng)了電子產(chǎn)品從大型化向小型化發(fā)展的趨勢。振動電鍍設(shè)備從最早的單機振鍍類型發(fā)展到目前的滾、振混合電鍍生產(chǎn)線，是兩種電鍍技術(shù)在散件電鍍的使用過程中通過人們的認識產(chǎn)生的一種較佳的組合。也使大家在選擇電鍍方式時把其當作一種散件電鍍的互補方式，兩種電鍍技術(shù)通過滾、振混合電鍍生產(chǎn)線相得益彰。但是隨著科學技術(shù)的發(fā)展，電鍍技術(shù)也應(yīng)該隨著制造加工技術(shù)不斷改進。希望國內(nèi)的廣大電鍍同行在使用振動電鍍這項工藝技術(shù)時，充分認識到其優(yōu)勢和工藝局限性，揚長避短，共同促進振動電鍍技術(shù)的發(fā)展。

［1］張立根，振動鍍［J］.電鍍與精飾，1992，14(13):48.

［2］向榮.振動電鍍技術(shù)及其發(fā)展前景［J］.電鍍與精飾，2001，23(6):11-13.

［3］沈涪.振動電鍍設(shè)備類型簡介［J］.電鍍與精飾，2002(1):23-26.

［4］沈涪.接插件鍍金層常見質(zhì)量問題分析［J］.涂料涂裝與電鍍，2005(3):35-37.

［5］沈涪.接插件電鍍技術(shù)［M］.北京:國防工業(yè)出版社，2007:102-113.

［6］候進，候慶軍.振動電鍍及其在電子工業(yè)中的應(yīng)用［J］.電鍍與精飾，2002，24(4):18-21.

［7］侯進.滾鍍工藝技術(shù)與應(yīng)用［M］.北京:化學工業(yè)出版社，2010:302-305.

［8］沈涪.解決小孔、深孔接觸件孔內(nèi)電鍍質(zhì)量問題的基本方法［J］.電鍍與涂飾，2007(3):24-28.

Application Status and Developmental Prospect of Vibration Electroplating in Domestic Electroplating Industry

SHEN Fu
(Huafeng Enterprise Group Co.，Mianyang 621000，China)

With the miniaturization of electronic components，vibration electroplating techniques become more and more important in the domestic electroplating industry.In this paper，several types of vibration electroplating apparatus were introduced and compared，and the possible quality problems of these apparatus were analyzed.Some precautions about the combination use of vibration and barrel plating in the production line were given so as to realize the proper application of vibration electroplating technique in domestic electroplating industry.

vibration electroplating;vibration apparatus;barrel plating

TQ153.19

B

1001-3849(2011)08-0026-05

2011-04-18

2011-05-11