9例由設備引起的滾鍍鉻質(zhì)量故障的分析與處理

張丹，霍大勇*

（1.南陽理工學院，河南 南陽 473004；2.喀什大學，新疆 喀什 844006）

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【經(jīng)驗交流】

9例由設備引起的滾鍍鉻質(zhì)量故障的分析與處理

張丹1，霍大勇2，*

（1.南陽理工學院，河南 南陽 473004；2.喀什大學，新疆 喀什 844006）

通過滾鍍鉻生產(chǎn)線出現(xiàn)的9個設備故障實例的分析，說明了滾鍍電鍍鉻生產(chǎn)現(xiàn)場電源沖擊電流的實現(xiàn)，以及滾筒材質(zhì)選擇、滾筒轉(zhuǎn)速控制、溫度控制、鍍液攪拌控制等4個方面配置不當對滾鍍鉻質(zhì)量的影響。給出了故障處理的方法。指出了13個相關(guān)的技術(shù)措施，總結(jié)了故障的判別經(jīng)驗。

滾鍍鉻；轉(zhuǎn)速；溫度；攪拌；沖擊電流；臥式生產(chǎn)線

First-author’s address: Nanyang Institute of Technology， Nanyang 473004， China

滾鍍早在20世紀20年代就已經(jīng)在工業(yè)上得到應用。目前，滾鍍的產(chǎn)量已經(jīng)占整個電鍍加工的50%左右［1］。滾鍍鉻由于對斷電非常敏感，因此被認為是較難掌握的電鍍工藝之一［2］。滾鍍過程中多種故障均與鍍鉻設備配置和運行有關(guān)。滾鍍設備的合理性、完好性、穩(wěn)定性是滾鍍鉻工程順利進行的必要條件［2］。筆者在配合某汽修廠安裝調(diào)試鋼珠滾鍍鉻生產(chǎn)線以及滾鍍生產(chǎn)線運行維護實踐中，記錄了不少設備影響滾鍍鉻生產(chǎn)的典型實例。本文對生產(chǎn)現(xiàn)場電源沖擊電流的實現(xiàn)，以及滾筒材質(zhì)選擇、滾筒轉(zhuǎn)速控制、溫度控制、鍍液攪拌控制等 4個方面配置不當而影響滾鍍鉻質(zhì)量的故障加以分析、討論，供同行參考。

1　電源設備配置

1.1電源設備未能滿足工藝對沖擊電流的要求所造成的故障現(xiàn)象

某汽修廠原電鍍生產(chǎn)線進行鋼珠滾鍍鉻的試生產(chǎn)，采用的是臥式滾鍍，電源設備為GDS-3000/±18。試鍍時鍍不上鉻。

1.2現(xiàn)場處理及分析

滾鍍不上鉻的原因可以從 5個方面加以排除分析。分別是：鍍液的硫酸含量過高，滾筒轉(zhuǎn)速太快，滾筒表面長期工作累積了鉻層，工序間停頓造成基底鈍化，電鍍的電流密度過低［3］。

首先分析了鍍液，確認硫酸的含量符合工藝要求。實際觀察滾筒的轉(zhuǎn)速為 1.5 r/min，也符合要求。因為剛剛試鍍，因此滾筒表面沒有鉻層堆集現(xiàn)象，工件表面處理也較好。于是問題的焦點集中在了電鍍的電流密度過低，而實測電流密度為10 A/dm2。

由于該生產(chǎn)線改造前進行的是掛鍍，工藝中沒有電鍍起始階段沖擊電流和電鍍過程中階梯電流的要求，因此沒有配備雙向電源的設施。在電源與母排間加裝雙向開關(guān)，在電鍍起始階段施加2倍的沖擊電流，沖擊時間為1.5 min。根據(jù)實測工件面積，將電流密度提高到25 A/dm2，并在起始階段采取帶電入槽后，故障排除。

1.3相關(guān)操作要點

【要點1】滾鍍鉻宜采用帶電入槽［3］。

【要點2】滾鍍開始時采用2倍沖擊電流，沖擊時間1 ～ 2 min［3］。

【要點3】為保證電流密度，應準確測量受鍍工件面積，進行合理設置。

2　滾筒與鍍槽

2.1加熱器嚴重腐蝕

2.1.1現(xiàn)象

1.1節(jié)中同一生產(chǎn)線，生產(chǎn)3個月后出現(xiàn)電加熱器漏電現(xiàn)象。停機，抽干槽內(nèi)液體，發(fā)現(xiàn)加熱器嚴重腐蝕。

2.1.2現(xiàn)場處理及分析

由于普通鍍鉻液分散能力差，該生產(chǎn)線采用了復合鍍鉻工藝滾鍍鉻。鍍液中含有0.5 g/L氟硅酸，而2SiF-對原鈦金屬加熱器腐蝕嚴重。改用聚四氟乙烯材料的加熱器［4］，故障排除。

2.2滾筒清洗不干凈

2.2.1現(xiàn)象

1.1節(jié)中的生產(chǎn)線，正常電鍍過程中突發(fā)鋼珠表面鍍層發(fā)花現(xiàn)象。

2.2.2現(xiàn)場處理及分析

可能的原因有3個：滾筒清洗不干凈，工件底鍍層處理不好（發(fā)花或者鈍化），鍍鉻前工件清洗不干凈。

現(xiàn)場試鍍發(fā)現(xiàn)，操作人員在將清洗好的鋼珠裝入鍍鉻滾筒前，滾筒內(nèi)鉻酸殘留較多，對鋼珠表面腐蝕嚴重，造成鍍鉻層發(fā)花。在工件裝入前將滾筒充分清洗，故障隨即排除。

2.3滾筒上附著鉻層過厚

2.3.1現(xiàn)象

1.1節(jié)中的生產(chǎn)線，正常電鍍過程中2.2節(jié)所述故障重現(xiàn)。

2.3.2現(xiàn)場處理及分析

現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，滾筒金屬絲網(wǎng)表面鉻層堆積嚴重。由于鍍鉻層的導電性差，因此工件與絲網(wǎng)的接觸導電不好，造成工件表面鉻層沉積不好（發(fā)花）或無鉻層沉積［4］。將滾筒酸洗，除去滾筒網(wǎng)上的鉻層后，故障排除。

2.4滾筒轉(zhuǎn)速太低

2.4.1現(xiàn)象

1.1節(jié)中的生產(chǎn)線，出現(xiàn)部分鋼珠表面“燒焦”現(xiàn)象，而另有部分鋼珠沒有鍍上鉻。

2.4.2現(xiàn)場處理及分析

鍍鉻面燒焦現(xiàn)象是電流密度過高的表現(xiàn)，但生產(chǎn)現(xiàn)場電流密度在工藝的正常范圍，并且在此之前的生產(chǎn)中沒有變化，每桶鋼珠的裝載量也沒有變化。

現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，滾筒的轉(zhuǎn)速明顯比正常的轉(zhuǎn)速慢。于是停機檢查，發(fā)現(xiàn)傳動機構(gòu)的驅(qū)動電機在維修中代換錯誤，電機的轉(zhuǎn)速由原來的1 500 r/min改接成750 r/min，這樣造成了滾筒轉(zhuǎn)速過慢，不到1 r/min，致使?jié)L筒內(nèi)鋼珠與金屬絲網(wǎng)接觸時間過長，瞬時電流密度過大，于是出現(xiàn)燒焦。無鉻層的工件則是由于長時間接觸不到電極，不能導電所致?；謴蜐L筒轉(zhuǎn)速1.5 r/min，故障排除。

2.5滾筒轉(zhuǎn)速太高

2.5.1現(xiàn)象

1.1節(jié)中的生產(chǎn)線出現(xiàn)40%鋼珠鍍不上鉻。

2.5.2現(xiàn)場處理及分析

按照1.2節(jié)的分析方法，找到故障原因在于滾筒轉(zhuǎn)速過快。

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鍍鉻滾筒的金屬絲網(wǎng)作為陰極與被鍍鋼珠接觸導電，若滾筒轉(zhuǎn)速過快，部分工件會因長時間不導電而無鉻層沉積。本次故障在于操作人員提高了滾筒轉(zhuǎn)速，實際轉(zhuǎn)速達到了6 r/min，結(jié)果欲速則不達。嚴格執(zhí)行工藝要求的轉(zhuǎn)速，故障排除。

2.6傳動機構(gòu)卡阻

2.6.1現(xiàn)象

1.1節(jié)中的生產(chǎn)線，運行2年后出現(xiàn)鋼珠鍍鉻不均勻、燒焦及鍍不上的現(xiàn)象并存。

2.6.2現(xiàn)場處理及分析

現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)滾筒轉(zhuǎn)動不均勻，并有明顯的停滯現(xiàn)象，伴隨“咔嚓咔嚓”的傳動機構(gòu)噪聲。停機檢查滾筒的傳動機構(gòu)，發(fā)現(xiàn)因缺潤滑油而造成雙蝸輪蝸桿機構(gòu)卡阻。將傳動機構(gòu)解體后清洗加油后，故障排除。滾鍍鉻機器的傳動機構(gòu)參考文獻［5］。

2.7操作要點

【要點4】復合鍍鉻工藝滾鍍鉻中，硅酸鹽的質(zhì)量濃度以0.3 ～ 0.6 g/L為宜［3］。

【要點6】工件裝入滾筒前，應清洗干凈滾筒，保證滾筒內(nèi)無鉻酸液殘留。

【要點7】滾筒使用一個月左右，用鹽酸退除滾筒金屬網(wǎng)上的鉻層。

【要點8】滾筒的轉(zhuǎn)速控制在1.5 ～ 3 r/min［3］。

【要點9】每個月檢查驅(qū)動電機的絕緣水平，保證用電安全。用500 V兆歐表測量電機的相間和每相繞組對地之間的絕緣電阻，均應大于等于0.5 M?。

【要點10】每個月對驅(qū)動減速機構(gòu)進行潤滑，方法可參照文獻［6］。

3　溫度控制

3.1鍍液溫度高所造成的故障現(xiàn)象

1.1節(jié)中的生產(chǎn)線運行第一年，隨著夏季的到來，鋼珠產(chǎn)品表面鍍鉻的亮度逐漸變差。

3.2現(xiàn)場處理及分析

3.3操作要點

【要點11】使用自動控溫裝置，控制鍍液溫度在25 ～ 35 °C，不能高于40 °C。

【要點12】分析復合鍍液以及在復合鍍液中使用玻璃溫度計時均應注意對玻璃的腐蝕［3， 7］。

4　鍍液攪拌控制

4.1鍍液不均勻所造成的故障現(xiàn)象

1.1節(jié)的生產(chǎn)線投產(chǎn)之初，一次更新鍍液后出現(xiàn)鋼珠鍍層不均勻、發(fā)花發(fā)霧的現(xiàn)象。

4.2現(xiàn)場處理及分析

這是由于氟硅酸鹽在鍍液中溶解度小造成的［7］。對生產(chǎn)線增加攪拌裝置，攪拌器動力從蝸輪蝸桿機構(gòu)取出［5］。使用鍍液前充分攪拌，即可避免上述故障。

4.3相關(guān)問題

【要點13】氟硅酸鹽在鍍液中溶解度小，鍍液使用前應充分攪拌［3， 7］。

5　結(jié)語

電源沖擊電流的實現(xiàn)以及滾筒材質(zhì)選擇、滾筒轉(zhuǎn)速控制、溫度控制、鍍液攪拌控制等4個方面的合理調(diào)節(jié)，是滾鍍鉻設備配置和工藝控制的重點環(huán)節(jié)。按照文中的技術(shù)要點進行操作，可以保障滾鍍鉻工程的順利進行。

［1］ 侯進.滾鍍的概念及其優(yōu)缺點［J］.電鍍與精飾， 2008， 30 （4）: 15-17， 37.

［2］ 王鏡和.滾鍍套鉻工藝探討［J］.電鍍與涂飾， 1984， 3 （2）: 1-4.

［3］ 謝無極.電鍍故障精解［M］.2版.北京: 化學工業(yè)出版社， 2013: 165-166.

［4］ 曹兆祥.滾鍍鉻工藝及其裝置［J］.電鍍與精飾， 1986， 14 （2）: 44-48.

［5］ 王鏡和.滾鍍鉻機的設計和制造［J］.電鍍與涂飾， 1984， 3 （3）: 3-9， 13.

［6］ 霍大勇， 王毅.滾動軸承潤滑脂潤滑經(jīng)驗談［J］.煤礦機械， 2012， 33 （10）: 203-205.

［7］ 王鏡和.以氟硅酸鈉為添加劑的鍍鉻液滾鍍特性的研究［J］.電鍍與涂飾， 1984， 3 （1）: 17-23.

［ 編輯：溫靖邦 ］

【環(huán)境保護】

Analysis and treatment of nine cases of quality failures in barrel chromium plating caused by improper equipments

// ZHANG Dan， HUO Da-yong*

By analyzing nine cases of equipment failure in the production line of barrel chromium plating， the implementation of strike current and the effects of improper selection of barrel material as well as improper control of rotating speed，temperature， and bath agitation on the quality of chromium coatings were described.The treatment methods for these failures were given.Thirteen relevant technical measures to prevent similar failures were presented.The experience about failure discrimination in production was summarized.

barrel chromium plating； rotating speed； temperature； agitation； strike current； horizontal production line

霍大勇，高級工程師，教授，（E-mail） hnnyhdy@163.com。

TQ153.11

B

1004 - 227X （2016） 04 - 0207 - 04

2015-10-01 修回日期：2015-12-30

張丹（1980-），女，河南南陽人，工程碩士，講師，研究方向為控制技術(shù)。