滚镀时,滚筒浸没在镀液中多少为好?

首先说明一点,本文中提到的“滚筒”均指“卧式滚筒”。
滚镀时,滚筒浸没在镀液中多少为好,需符合两个原则:1、至少保证滚筒内的零件不露出液面,否则当零件翻到此部位时不能受镀,电镀效率会受到一定影响,并且对于表面易氧化或易受腐蚀的零件(如钕铁硼、锌合金压铸件等),既影响结合力又污染镀液;2、在不带来其他影响的前提下,滚筒浸没在镀液中的部分越多越好,因为滚筒浸没在镀液中的部分多,可增加滚筒内溶液的有效容量,利于溶液成分的稳定和电流效率的提高,并且液面以下滚筒开孔的数量也多,则电镀时可通过更多的电力线。
那么,滚筒浸没在镀液中的部分到底多少为好呢?
这需要根据不同的滚筒浸没方式来回答。如果是半浸式滚筒,它的结构比较简单(如图1所示),受其结构所限,滚筒浸没在镀液中的部分比较少,约30%~40%,且无法进一步提高。这种方式滚筒内的溶液量较少,通电后金属离子消耗很快,电流效率较低,因此在目前的电镀生产中已几乎不再使用。
图1 半浸式滚镀示意图
1-液面;2-镀槽;3-滚筒;4-主动轴
另一种是我们目前生产中在用的全浸式滚筒。全浸式滚筒只是相对于半浸式滚筒来讲的,而并非“把滚筒全部浸没在镀液中”。考虑到滚镀时滚筒内要不断地进行溶液更新,及将产生的气体排出筒外,全浸式滚筒浸没在镀液中的深度约为滚筒直径的70%~80%,剩余部分则露在液面外。如图2所示,全浸式滚筒浸没在镀液中比较合适的深度与滚筒的内切圆直径存在如下关系(详细推导过程略):
h≈d/1.3
图2 比较合适的镀液浸没滚筒的位置
从上式中可知,滚筒浸没在镀液中比较合适的深度约为滚筒直径的1/1.3即77%左右。例如,当滚筒直径为200mm时,滚筒浸没在镀液中比较合适的深度h=200÷1.3≈154mm。这样的话,在使用滚筒前可先在滚筒侧轮外部内切圆直径间154mm处划一道横线(如图3所示),生产时可尽量使液面保持在此线位置上。
图3 镀液浸没滚筒位置的标记
以上给出了比较合理的滚筒浸没在镀液中深度的方案,以此用于生产,滚筒内的溶液更新较明显,排气作用较强,可使滚镀的“生命活动”始终保持在最佳状态。但此方案也并非一成不变,实际生产中往往根据具体情况进行适当变化。
例如,当使用电流效率高的镀液(如酸性镀锌)和开孔率高的滚筒时,因为阴极反应产生的氢气相对较少且容易排出,此时可使滚筒浸没在镀液中的部分适当多一些,如可达90%甚至更多。滚筒浸没在镀液中的部分多,对提高溶液稳定性和电流效率是有利的。但有人在酸性滚镀锌时,为了减少滚筒搅拌产生的泡沫数量,索性把滚筒全部浸没在镀液中。这样做也未尝不可,但从滚镀的正常运行角度讲似乎不太可取。如果嫌泡沫多,可选用无泡或低泡添加剂,并且采取溶液降温措施,溶液温度低泡沫自然少。
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