盲孔接觸件電鍍工藝解析

蘇州華旃航天電器有限公司 江蘇 蘇州 215129

1 引言

盲孔接觸件即只有一個孔洞的機加工零件，作為特殊使用場景，比如氣密時，應(yīng)用較為廣泛，但該結(jié)構(gòu)卻給機加工過程的排屑，以及清洗、電鍍造成很大困擾，以致于應(yīng)用到連接器產(chǎn)品上造成信號通斷質(zhì)量，進(jìn)而對整機系統(tǒng)的穩(wěn)定使用埋下隱患。

2 鍍層標(biāo)準(zhǔn)解析

盲孔接觸件一般采用Cu/Ni/Au的電鍍結(jié)構(gòu)。在電鍍過程中，由于表面張力作用，導(dǎo)致盲孔內(nèi)溶液交換困難，同時又受溶液深度能力的制約。因此，QJ450B-2005標(biāo)準(zhǔn)對于盲孔零件孔內(nèi)電鍍層的質(zhì)量有相應(yīng)的規(guī)定。

2.1 表面張力 當(dāng)盲孔零件置入溶液中，由于溶液表面張力的作用，出現(xiàn)毛細(xì)管現(xiàn)象。溶液進(jìn)入到孔內(nèi)以后，孔內(nèi)部的壓力往往大于孔外部的壓力。對于微小的盲孔零件，由于虹吸作用，液體一旦進(jìn)入盲孔后，難以流通交換出來，機加工殘留銅屑(粉)、油污等無法清洗出來。在酸洗、活化過程中，孔內(nèi)氧化物難以去除，并且會有前道的溶液滯留于細(xì)孔內(nèi)，最終造成后道的溶液被污染。

2.2 溶液深鍍能力 電鍍?nèi)芤和ǔ幸欢ǖ纳铄兡芰?，一方面受制于孔?nèi)溶液交換的原因，另外一方面是由于孔內(nèi)電極電勢通常會較孔外低，由于達(dá)不到金屬沉積所需要的電極電勢，最終會導(dǎo)致導(dǎo)致孔內(nèi)無鍍層。

正如以上兩個特征存在，在QJ450B-2005《金屬鍍覆層厚度系列與選擇原則》中規(guī)定：

Ni鍍層：a)直徑(或?qū)挾?d≦5mm的盲孔(或槽、逢)其深度h大于等于直徑(或?qū)挾?1.5倍處，b) 直徑(或?qū)挾?d≦5mm的通孔(或槽、逢)其深度h大于等于直徑(或?qū)挾?2倍處，鍍鎳時允許無鍍層；Au鍍層：直徑(或?qū)挾?d≦3mm的通孔(或槽、逢)其深度h大于等于直徑(或?qū)挾?3倍處允許無鍍層[1]。

標(biāo)準(zhǔn)中沒有如Ni鍍層一樣的Au鍍層盲孔孔內(nèi)鍍層質(zhì)量的規(guī)定，但通過類比，作為接觸鍍層，無論工藝局限如何應(yīng)能夠保證盲孔孔內(nèi)工作部位有滿足接觸性能的鍍金層。

3 電鍍工藝管控要點評述

由于盲孔結(jié)構(gòu)對電鍍過程影響這一無法避免的特征，實際生產(chǎn)中務(wù)必對盲孔零件的機加工后續(xù)清洗，周轉(zhuǎn)防護(hù)，電鍍等環(huán)節(jié)進(jìn)行關(guān)鍵點、難點分析與管控，同時將各環(huán)節(jié)的要點固化至文件中，實際生產(chǎn)嚴(yán)格執(zhí)行。以下就此展開分析。

3.1 素材質(zhì)量要求 機加過程中使用的冷卻劑通常會殘留在孔內(nèi)，如果不立即去除，待冷卻劑干涸以后，一方面會造成孔內(nèi)局部銹蝕，另外一方面干涸的殘留物質(zhì)會于孔壁有較強的結(jié)合力，即使將盲孔剖開，常規(guī)方法也就無法再清洗干凈。因此，機加完畢后可以選擇立即清洗，同時確保各工步之間孔內(nèi)液體徹底去除，熱風(fēng)吹干，禁止高溫烘干，防止銅表面氧化嚴(yán)重?；蛘哂头馓幚恚慵３譂櫇駹顟B(tài)，防止干涸。

而對于需要機械研磨拋光的零件，研磨液必須充分徹底清洗干凈，否則干涸在盲孔內(nèi)，活性劑成分、蠟狀成分粘附在孔內(nèi)后，我們俗稱“油鍋巴”，極難再次溶解去除。

3.2 電鍍工藝分析 盲孔電鍍工藝流程主要包括脫脂、清洗、活化、鍍銅、活化、鍍鎳、預(yù)鍍金、鍍金、熱水煮、烘干等工序。

為避免溶液的表面張力導(dǎo)致的溶液交換性差的問題，脫脂工序，活化工序、所有電鍍工序可以考慮采用超聲波輔助，利用超聲波的空化效果，提高溶液的交換效率。以下為各工序的功能型介紹。

表1 盲孔接觸件電鍍主要工序評述

4 實際作業(yè)效果

根據(jù)對電鍍工藝難點與關(guān)鍵點的分析，作業(yè)員按照形成的盲孔電鍍工藝作業(yè)指導(dǎo)書嚴(yán)格執(zhí)行操作，做出的實物，孔內(nèi)質(zhì)量見圖1a。

實際生產(chǎn)中，作業(yè)員應(yīng)能結(jié)合個人經(jīng)驗與技藝，靈活運用作業(yè)指導(dǎo)書，關(guān)鍵工序采用網(wǎng)兜電鍍，最終多套工藝效果對比后。選定專人、專廠定點生產(chǎn)，采用該工藝電鍍后的黑孔率穩(wěn)定控制在1%以內(nèi)。

圖1 多種電鍍效果對比

5 總結(jié)

通過對盲孔接觸件電鍍工藝難點的分析，形成盲孔接觸件電鍍工藝指導(dǎo)書，作業(yè)員結(jié)合個人經(jīng)驗與技藝，實際操作時嚴(yán)格落實文件關(guān)鍵控制點。盲孔實物質(zhì)量能夠很好的滿足當(dāng)前盲孔接觸件黑孔率1%的水平。后續(xù)通過組裝環(huán)節(jié)的過程管控，可以滿足產(chǎn)品使用要求。