滚筒的选择

生产中合适滚筒的选择 引 言 滚镀时使用的滚筒越小，零件混合周期的影响就越小 ，且镀层质量也较好。但 滚筒越小产能就越低 ，这样则可能带来很多问题 ，比如 ，为 了满足产量 需增加滚筒数量，则设备投资大、占地多、需要的操作工人多、劳动生产效率低 等。所以，生产中总是希望使用的滚筒大一些。但如果不顾实际情况选择的滚筒 过大，可能会欲速则不达。因为滚筒增大虽然产能提高了，但混合周期却会加长， 这样未必能够提高生产效率，反而可能使镀层质量下降。 生产中应选择合适大小的滚筒，这样既能提高滚镀的生产效率 ，又能减小零件 混合周期的不利影响。下面以不同的镀种为线介绍生产中一般情况下滚筒大小的 选择方法。需要说明的是，滚筒的真实大小应该用滚筒尺寸来表达，本文仅简单 地以装载质量来表达滚筒的大小，装载质量为普通紧固件占滚筒容积 l／3 左右 时的质量。 1 滚镀锌的滚筒 生产中滚镀锌的滚筒往往较大，这主要是由于： 1)滚镀锌的电镀加工量较大，约占整个滚镀量的 60％ ～70％，而在乡镇企业则 可能达到 8O％甚至更多 ； 2)滚镀锌多采用性能较好的酸性镀锌，零件混合周期的影响相对较小，比如 由于镀层沉积速度快，零件出现在表层时受镀效率高，即使混合周期稍长 ，也 不至于有太大的影响。 一般情况下，滚镀锌的滚筒最大装载质量多为 50～60 kg。若再增大看似产能提 高了，但由于零件混合周期加长致使电镀时间延长，生产效率未必能够提高。但 在滚镀尺寸较大的零件尤其是体积大质量轻的零件时，使用更大的滚筒是允许 的，如滚镀玛钢件、双头毛栓等常常会使用装载质量 l00 甚至更大的滚筒。一 方面是由于这些零件的电镀加工量的确很大 ，滚筒产能低根本无法与之相适应； 另一方面不高的镀层质量要求、良好的电镀工艺性能和较大的零件尺寸等也使其 使用更大的滚筒成为可能。 但并非说滚镀锌不管什么情况都可以使用较大的滚筒，生产中应根据零件的电镀 加工量、镀层质量要求、镀种工艺特点及镀件特点等实际情况来确定合适大小的 滚筒，而不能盲目照搬，邯郸学步，否则可能会走弯路 ，给企业带来不必要的 损失。 2 滚镀镍、铜的滚筒 与滚镀锌相 比，滚镀镍的滚筒往往较小，这主要是由于： 1)滚镀镍的电镀加工量比滚镀锌小得多； 2)滚镀镍即使有使用大滚筒的要求，但与滚镀 锌相比，其镀液导电性能差、电流开不大、镀层沉积速度慢 ，所以若使用的滚 筒太大，会由于零件混合周期长而使 生产 效率 和镀 层质量 受 到不 同程度 的影响。 滚镀铜常常作为滚镀镍的底层或中间层，生产中其电镀加工量与滚镀镍基本相 当，施镀时间却一般比滚镀镍短 。所以，滚镀铜的滚筒一般不会比滚镀镍的大。 根据多年的经验 ，滚镀镍 、铜的滚筒装载质量一般不宜超过 30 kg，滚筒容 积 一 般不 宜超 过 40 L。但是，在体积大质量轻的零件滚镀镍、铜时，可根据零 件的电镀加工量、镀层质量要求等情况适当加大滚筒容积。因为体积大质量轻的 零件与普通零件相比，在相同堆积体积时零件总数量少，更容易从内层翻出暴露 在表层，则使用大滚筒时零件混合周期的影响就会减小。 3 滚镀锡的滚筒 与滚镀镍 、铜相比，滚镀锡的滚筒往往较小，这主要是由于 ： 1)滚镀锡 的镀层要求不厚(一般小于 3 m)，且滚镀锡多采用酸性镀锡工艺，其 镀层沉积速度较快 ，如 电流密度为 2 A／dm 时可达 1 In／mjn„。所以滚镀 锡时不需太长时间(1O min 左右)就能达到要求的镀层厚度。如果零件混合周期较 长，超过 10min 后就会出现镀层厚度合格与不合格共存的状况。若延长施镀时 间则会出现不合格的产品合格了，但合格的产品却过厚 了，所以滚镀锡时零件 的混合周期短一些 ，可使零件在较短时间内获得薄且厚度波动性小的镀层，而 选择的滚筒小一些，更容易满足滚镀锡零件混合周期短的要求。 2)滚镀锡的电镀加工量较小，装载质量不大的滚筒一般能够满足其产量要求，只 是有时需根据情况适当增加滚筒数量。根据多年的经验，滚镀锡的滚筒装载质量 一般为 5～1O kg。 4 滚镀金、银的滚简与滚镀锡相比，滚镀金、银的滚筒往往更小，这主要是 由 于 ： 1)滚镀金、银的电镀加工量往往更小； 2)滚镀金、银的镀层质量要求较高； 3)滚镀金 、银的溶液昂贵。 尤其滚镀薄金、薄银的滚筒更小。因为滚镀薄金 、银施 镀时 间极短 ，如滚镀 薄 金可能 只有 l～2min，若滚筒太大，零件混合周期长，难以在较短时间内充 分混合并得到厚度波动性小的较薄的镀层。根据多年的经验，滚镀金、银的滚筒 装载质量一般为 0．5～5 kg。 5 滚镀铬的滚筒 滚镀铬的滚筒虽然尺寸较大，如 4OO mm×400 mm，但装载质量并不大，一般 约 5 kg 左右。这是由于镀铬滚筒装载零件只有底部薄薄的一层，其目的是为了 尽量缩短零件的混合周期，以使每个零件都有更多的机会出现在表层。如果装得 太多，零件的混合周期就会变长，则零件在内层停留时间也会增加，镀层表面钝 化几率也就较大，从而使其翻到表层再镀时容易产生“挂灰”现象。当滚筒尺寸 为 400 mm× 400 mm 时，滚筒底部零件的质量约为 5 kg 左右。 6 化学滚镀的滚筒 化学滚镀的滚筒大小主要受零件加工量的影响。与其它镀种相比，化学滚镀的零 件加工量较小，所以一般使用的滚筒也较小，装载质量一般为 3～5 kg。但有时 即使零件加工量大，也不宜使用太大的滚筒。因为使用大滚筒时，虽然零件的长 混合周期对化学滚镀的镀层沉积不会产生太大的影响，但化学镀较高的溶液温度 却会对滚筒的强度和使用寿命产生不利影响。如果是小滚筒，对溶液高温的耐受 能力就会大得多，就象地震时小空间(如厨房、卫生间等)比大空间抗震性能好一 样。而使用小滚筒会使产能不足的问题，可通过适当增加滚筒数量来解决。另外， 尽管混合周期对化学滚镀影响较小，但零件混合周期短对化学滚镀的镀层沉积总 是有益的。因为虽然零件在内层也能沉积上镀层，但毕竟不如在表层充分。小滚 筒的零件混合周期短，零件翻到表层的机会多，也就比大滚筒更利于镀层的快速 沉积。 7 镀件特点对选择合适滚筒的影响 镀件的特点往往对选择合适大小的滚筒产生重要的影响。例如：钕铁硼零件的滚 镀尽管生产中加工量较大 ，且由于镀层质量要求高，施镀时间长，但也只能使 用小滚筒 ，其装载质量一般在 3～5 kg。这主要是由钕铁硼材质 的表面物理化 学特性所决定的 ： 1)钕铁硼材质脆性大，若使用大滚筒则零件间相互磨削程度大 ，零件表面受损 程度也大，质量难以保证 ； 2)钕铁硼表面极易氧化，若使用大滚筒由于零件混合周期长 ，使零件埋在内层 的时间长，则零件表面氧化程度大 ，镀层与基体结合力难以保证 。再如 ，滚 镀二极管、导针或类似的易缠绕零件，这些零件在滚筒内是抱成团的，不能象普 通零件一样可以随机出现在滚筒内某一部位，基本上是在表层的一直在表层 ， 在内层 的一直在 内层。在表层的零件能够正常受镀 ，而在内层 的零件 由于 无法 翻出其受镀主要依赖于镀液深镀能力的好坏，深镀能力好受镀就容易些。 此时 ，若使用的滚筒太大 ，滚筒内零件抱的团就大 ，则 内层零件 的受镀也 就 较 困难。而使用的滚筒小一些 ，情况就会好一些，所以滚镀易缠绕零件的滚筒 一般不宜太大，如滚镀二极管常使用装载质量不超过 1O kg 的滚筒。 再如 ，滚镀小尺寸零件总会选 用比滚镀普通零件小的滚筒 ，这是零件尺寸特 点影响滚筒大小的一个例子。因为在同一滚筒内装载相同体积的零件时，小尺寸 零件比普通零件数目多，则零件的堆积重叠现象严重，零件的混合周期长。如果 使用的滚筒小一些，混合周期就会短一些，从而利于小尺寸零件电镀时间的缩短 和镀层质量的提高。 综上所述，生产中选择合适大小的滚筒，应从零件的电镀加工量、镀层质量要求、 镀种工艺特点及镀件特点等多种实际情况出发，既要考虑提高滚镀的生产效率， 又要考虑零件混合周期的不利影响。否则，一味追求产量而盲目选用大滚筒，则 可能会适得其反。现将生产中一般情况下的合适滚筒大小列于表 1，新产品或新 项 目上马做设备选型时参考此表或能少走一些弯路。 表 l 生产中一般情况下合适的滚筒大小 镀种 滚镀装载质量/KG 普通零件 ≤50～60 滚镀锌 大尺寸零件 ≥50～60 滚镀镍、铜 ≤30 ● 滚镀锡 ≤10 滚镀金 、银 0．5～5 滚镀铬 ≤5 化学滚镀镍 3～5