復(fù)雜輥體電鍍硬鉻的工裝和工藝改進(jìn)

李飛

（鄭州紡機(jī)工程技術(shù)有限公司，河南 鄭州 450000）

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【經(jīng)驗(yàn)交流】

復(fù)雜輥體電鍍硬鉻的工裝和工藝改進(jìn)

李飛

（鄭州紡機(jī)工程技術(shù)有限公司，河南 鄭州 450000）

針對(duì)某帶法蘭盤導(dǎo)輥電鍍硬鉻層厚度不均、毛刺、局部漏鍍等缺陷，對(duì)電鍍硬鉻工裝和工藝進(jìn)行改進(jìn)。介紹了改進(jìn)工裝的結(jié)構(gòu)、安裝，電鍍硬鉻的工藝流程、注意事項(xiàng)。改進(jìn)后，電鍍返修率從20%左右降至5%以下，電鍍質(zhì)量得以保證。

導(dǎo)輥；電鍍硬鉻；工裝；輔助陽(yáng)極；輔助陰極；工藝

Author’s address: Zhengzhou Textile Machinery Engineering & Technology Co.， Ltd.， Zhengzhou 450000， China

帶有法蘭盤的輥體類工件在電鍍過(guò)程中因?yàn)槭芗舛朔烹娦?yīng)的影響，工件凸出部位的電流密度大，鍍層容易過(guò)厚甚至燒焦，而凹部的電流密度小，鉻層厚度達(dá)不到要求，甚至鍍不上鉻。這就需要采用輔助陰極屏蔽和輔助陽(yáng)極工裝來(lái)保證電鍍層的質(zhì)量。屏蔽陰極及輔助陽(yáng)極工裝的結(jié)構(gòu)不合理會(huì)導(dǎo)致鍍鉻層出現(xiàn)各種缺陷，生產(chǎn)效率低。改進(jìn)工裝結(jié)構(gòu)可以提高工作效率，保證電鍍質(zhì)量的穩(wěn)定。本文以一種典型導(dǎo)輥電鍍硬鉻為例，介紹了其電鍍工裝的設(shè)計(jì)、改進(jìn)、安裝以及電鍍工藝的改進(jìn)方法。

1　導(dǎo)輥結(jié)構(gòu)及其電鍍硬鉻的要求

圖1是一種典型的導(dǎo)輥，要求在虛線所示區(qū)域的外表面（約30 dm2）電鍍梨面硬鉻：厚度50 μm，粗糙度（Ra）0.6 ～ 0.8 μm，硬度高于950 HV，不得有針孔、起眼、起皮等缺陷。采用常規(guī)電鍍工藝和工裝電鍍后，鍍層極易出現(xiàn)各種電鍍?nèi)毕?，例如?200 mm法蘭盤內(nèi)外端面及根部的厚度不足，尖端部位出現(xiàn)毛刺、麻點(diǎn)。對(duì)于普通硬鉻層，可通過(guò)鍍后磨削、拋光等工藝來(lái)保證工件尺寸并進(jìn)一步提高表面性能，但梨面鉻不能采用上述方法，否則會(huì)破壞鍍前噴砂形成的梨面狀態(tài)。多數(shù)情況下鍍層都出現(xiàn)瑕疵，需要返工。因此，必須重新設(shè)計(jì)和制作電鍍工裝，同時(shí)修訂電鍍工藝，以保證輥體表面的電鍍質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

圖1 帶法蘭盤導(dǎo)輥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Figure 1 Schematic diagram showing the structure of a guide roller with flange plate

2　電鍍工裝設(shè)計(jì)

原有電鍍工裝為井式鍍槽（采用槽邊陽(yáng)極）通用電鍍工裝，加工過(guò)程中工人可隨意調(diào)整陰極屏蔽以及輔助陽(yáng)極，輔助陽(yáng)極的面積和距離不受控制。圖2所示為根據(jù)電鍍要求重新設(shè)計(jì)的輔助電極結(jié)構(gòu)。

圖2 輔助陽(yáng)極與輔助陰極的組裝示意圖Figure 2 Schematic diagram showing the assembly of auxiliary anode and cathode

2. 1 輔助陽(yáng)極面積和距離控制

輔助陽(yáng)極由內(nèi)輔助陽(yáng)極圈和外端面輔助陽(yáng)極板構(gòu)成，均采用鉛錫合金（含錫6% ～ 8%）材質(zhì)。內(nèi)輔助陽(yáng)極圈主要改善輥身根部圓弧處的電流密度分布，用直徑4 mm的棒材制作成兩段φ 155 mm的半圓弧作為內(nèi)輔助陽(yáng)極圈。一端輔助陽(yáng)極板的作用范圍內(nèi)，電鍍面積約為3 dm2。輔助陽(yáng)極板為內(nèi)徑70 mm、外徑150 mm的環(huán)形圓板，除去均勻分布的4個(gè)固定用φ 9 mm圓孔以及28個(gè)φ 9 mm的導(dǎo)液圓孔，此輔助陽(yáng)極板面積約為其作用范圍內(nèi)陰極面積的39%，這種結(jié)構(gòu)還可以保證電鍍過(guò)程中的溶液流動(dòng)。

輔助陽(yáng)極與工件距離過(guò)近會(huì)導(dǎo)致表面鍍層色澤不均，甚至有毛刺和燒焦；若二者距離過(guò)遠(yuǎn)，則起不到改善電流密度分布的作用。陽(yáng)極固定板與輔助陽(yáng)極板間的連接螺桿可用以調(diào)節(jié)外輔助陽(yáng)極板與工件外端面的距離（可根據(jù)電鍍參數(shù)在25 ～ 35 mm范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整），內(nèi)輔助陽(yáng)極圈位置固定。

2. 2 輔助陰極屏蔽

在平民非虛構(gòu)寫作熱潮中，新媒體發(fā)揮了助推作用。新媒體用戶既是信息的接受者，又是信息的發(fā)布者，這種用戶參與的寫作，顛覆了傳統(tǒng)意義的寫作，催生并推動(dòng)了平民非虛構(gòu)寫作。

拋光時(shí)應(yīng)將基體拋光至粗糙度在0.6 μm以下，仔細(xì)檢查基體表面（尤其是焊道部位）是否有影響電鍍效果的缺陷。如有夾雜、氣孔等缺陷，應(yīng)及時(shí)修復(fù)。

2. 3 工裝的安裝

2.3.5 飲食護(hù)理 術(shù)后6 h可進(jìn)少量流食，避免豆?jié){、牛奶等產(chǎn)氣食物的攝入。有資料顯示，與傳統(tǒng)手術(shù)比較，無(wú)氣腹腹腔鏡術(shù)后肛門首次排氣時(shí)間縮短［3］。所有患者均在12～24 h內(nèi)排氣，次日改半流質(zhì)飲食，同時(shí)觀察有無(wú)腹脹和腸蠕動(dòng)情況，如惡心嘔吐明顯可給予止吐劑。術(shù)后2 d予普通飲食，多食蔬菜、水果，補(bǔ)充維生素，避免刺激、高糖和高油食物，少量多餐。

為保證鍍層質(zhì)量，必須保證輔助陽(yáng)極位置合適、固定牢靠、導(dǎo)電良好。輔助陽(yáng)極安裝組件與輔助陰極屏蔽中的非工作面都要做絕緣處理，以避免腐蝕導(dǎo)致溶液有雜質(zhì)和工件局部厚度不均勻，尤其要避免輔助陽(yáng)極與陰極短路（裸露的螺絲、螺母應(yīng)加裝絕緣套或絕緣帽）。工裝的整體安裝如圖 3所示。電鍍時(shí)工件直立于鍍槽中，槽內(nèi)陽(yáng)極板應(yīng)均勻分布在工件周圍，并保證與工件最外端的間距大于100 mm。

原工藝流程為：基體拋光→檢驗(yàn)→噴砂→檢驗(yàn)→金屬洗凈劑清洗→水洗→電化學(xué)去油→熱水洗→冷水洗→中和→水洗→入槽預(yù)熱→活化→電鍍硬鉻→回收→水洗→卸掛具→檢驗(yàn)。

3　電鍍硬鉻工藝的控制

SU Mingru, DOU Aichun, LIU Shuai, et al. Thermodynamic equilibrium analysis on Mg2+-CO32--Ida2--H2O system[J]. Conservation and utilization of mineral resources, 2018(6):24-30.

3. 2 改用二次電鍍鉻工藝

輔助陰極屏蔽的主要作用是避免高電流區(qū)域（法蘭盤外緣尖端部位）由于電流密度過(guò)大而產(chǎn)生的鍍層毛刺、過(guò)厚、色澤不一致等缺陷。輔助陰極屏蔽采用厚度為1.5 mm的薄鋼板制成，在制作安裝過(guò)程中，要保證與輔助陽(yáng)極各部位之間的距離在25 mm以上，防止短路。導(dǎo)輥軸、軸外端面中心孔位等未安裝工裝的不鍍部位也要絕緣屏蔽。

改進(jìn)后的工藝流程為：拋光→檢驗(yàn)→金屬洗凈劑清洗→水洗→電化學(xué)去油→熱水洗→冷水洗→中和→酸洗→水洗→入槽預(yù)熱→活化→一次鍍鉻→回收→水洗→卸掛具→拋光檢查→噴砂→金屬洗凈劑清洗→水洗→入槽預(yù)熱→活化→二次鍍鉻→回收→水洗→卸掛具→檢驗(yàn)。

圖3 導(dǎo)輥電鍍工裝組裝示意圖Figure 3 Schematic diagram showing assembly of the toolings for electroplating of the guide roller

3. 1 拋光質(zhì)量的控制

原工藝在對(duì)工件進(jìn)行一系列的前處理后直接鍍50 μm厚的硬鉻層。毛坯經(jīng)拋光或活化后，雖然一些缺陷得以修復(fù)，但仍然可能有肉眼無(wú)法觀察到的瑕疵存在，這些瑕疵通常要在鍍鉻后才體現(xiàn)出來(lái)，主要表現(xiàn)為鍍層麻點(diǎn)、針孔等。因此改用二次電鍍工藝來(lái)避免此問(wèn)題。第一次鍍硬鉻層的厚度控制在20 ～ 25 μm，鍍后進(jìn)行拋光并檢查，修復(fù)缺陷后再噴砂、二次電鍍。

本研究中，MRI檢出63例隱匿性骨折，檢出率為92.6%；128層螺旋CT檢出51例隱匿性骨折，檢出率為75%，兩者差異顯著。

①侵襲組患者的CT表現(xiàn)與病理學(xué)表現(xiàn)比較：統(tǒng)計(jì)CT診斷21例侵襲性胸腺瘤患者心血管結(jié)構(gòu)侵犯、心膈角和胸腔侵犯、肺侵犯、胸膜種植、縱隔胸膜侵犯和縱隔腫塊的靈敏度、特異度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值和陰性預(yù)測(cè)值。②侵襲組和非侵襲組患者的CT表現(xiàn)比較：對(duì)比2組患者的胸腺瘤形態(tài)、鈣化、囊性變或中心壞死、縱隔脂肪線、均勻增強(qiáng)程度。

3. 3 二次鍍鉻時(shí)的前處理

進(jìn)行二次鍍鉻時(shí)，由于有鉻底層存在，所以前處理時(shí)除了要保證預(yù)熱時(shí)間外，還應(yīng)重視活化處理效果，可采用陽(yáng)極活化或階梯式升電流的陰極活化方法去除鉻層表面的鈍化層，以保證一次鉻與二次鉻之間的結(jié)合強(qiáng)度。

傳統(tǒng)文化的傳承，是任重而道遠(yuǎn)的。它是經(jīng)過(guò)歷史的積淀，才能流傳于今；它是古老的，是神秘的，是要繼續(xù)發(fā)揚(yáng)下去的。但，對(duì)如今而言，也許讓很多現(xiàn)代人覺得陌生，覺得無(wú)聊枯燥。沒有網(wǎng)絡(luò)上的世界的神通廣大，沒有游戲的刺激，沒有電影的豐富精彩，它像是一種負(fù)擔(dān)。傳承，有些沉重。學(xué)一些傳統(tǒng)詩(shī)詞，也許，只是為了考試。像傳統(tǒng)戲曲、傳統(tǒng)樂器，越來(lái)越少的人學(xué)習(xí)，因?yàn)檫@些并不能給他們帶來(lái)一份好的工作、好的工資。談傳統(tǒng)文化的傳承，談何容易？要留住“凡有井水處，皆聽單田芳”的情景，是任重而道遠(yuǎn)的。

3. 4 嚴(yán)格控制電鍍工藝參數(shù)

采用標(biāo)準(zhǔn)鍍鉻液，各組分含量和工藝參數(shù)應(yīng)控制在允許的范圍內(nèi)：CrO3200 ～ 250 g/L，H2SO42.0 ～ 2.5 g/L，Cr3+2.0 ～ 2.5 g/L，溫度（50 ± 2） °C，陰極電流密度25 ～ 35 A/dm2。

4　結(jié)語(yǔ)

其他類似結(jié)構(gòu)的工件也可依此對(duì)工裝和工藝進(jìn)行改進(jìn)，但不同工件要根據(jù)具體尺寸來(lái)調(diào)整輔助陽(yáng)極板以及輔助陰極屏蔽圈的大小。此類結(jié)構(gòu)的工件在改進(jìn)工裝與工藝后約5年內(nèi)多批次電鍍了共150余件，電鍍返修率從之前的20%左右降至5%以下。工件在裝機(jī)使用中的表面性能滿足設(shè)計(jì)要求，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

［ 編輯：周新莉 ］

Improvement of tooling and process for hard chromium electroplating on complex structured roller

LⅠ Fei

The tooling and process of hard chromium electroplating were improved for some defects of hard chromium coating on the surface of a guide roller with flange plate， such as uneven thickness， burrs and local skip plating. The structure and installation of the improved toolings， as well as the process flow and points needing attentions for hard chromium electroplating were introduced. The rework rate is decreased from ca.20% to below 5% after improvement and the quality of electroplated product is ensured.

guide roller； hard chromium electroplating； tooling； auxiliary anode； auxiliary cathode； process

TQ153.11

B

1004 - 227X （2016） 07 - 0366 - 03

2016-01-04

2016-02-26

李飛（1979—），男，河南濟(jì)源人，本科，機(jī)械工程師，主要從事電鍍、磷化、熱噴涂方面的工藝研究工作。

作者聯(lián)系方式：（E-mail） leef_zz@163.com。