電鍍常見中空間因素的影響及消除的方法-仁昌分享
電鍍過程有關(guān)的各種空間要素，包括鍍槽形狀、陽極形狀、掛具形狀、陰極形狀、制件在鍍槽中的分布、陰陽極間的距離等，所有這些因素對電極過程都有一定影響，如果處理不當(dāng)，有些因素還會給電鍍的質(zhì)量造成嚴重的危害。今天就了解一下都有什么影響以及如何消除。
①槽體體積和形狀的影響。
電解槽槽體的形狀和空間結(jié)構(gòu)直接影響陽極和陰極的配置。對于既定的電解槽，由于尺寸已經(jīng)確定，這時只能因地制宜地配置陽極和陰極，盡量避免鍍槽幾何因素的不利影響。
如果鍍槽不符合下邊所介紹的尺寸配置，則在電鍍過程中會出現(xiàn)高電流區(qū)燒焦，低電流區(qū)鍍層達不到厚度要求，甚至鍍不上的情況。
但是最好的方法是根據(jù)所要加工的產(chǎn)品的大小和形狀來設(shè)計電解槽，這樣才可以將鍍槽的幾何因素的影響減到最小。
為了使問題簡明化，這里的討論都是以手動單槽操作為例。多槽和自動線所要遵循的原則是一樣的，可以以此類推。
首先要確定的是電解槽采用單排陰極還是雙排陰極，這將確定鍍槽的寬度。對于單排陰極，是將產(chǎn)品掛在鍍槽中間的陰極杠上，兩邊配置陽極。如果是雙排陰極，則要在槽中布置三排陽極，這就要求槽體有足夠的寬度。
一個基本的原則是要保證兩極間的距離在250mm以上，對于槽寬來說，還要加上陽極和陰極本身的厚度和陽極朝槽壁要留有的50～100mm的空間，這樣算下來，一個單排陰極鍍槽的寬度至少在800mm左右。
再說長度，長度要依據(jù)陰極掛具的寬度和一槽內(nèi)打算掛幾掛來確定。無論是掛多少，在鍍槽兩邊陰極的外端點要距槽端板100～150mm，兩掛之間的距離應(yīng)該保持在100mm。如果一個單一掛具的寬度是500mm，每槽掛兩掛，這時鍍槽的長度就是1400mm。
最后是鍍槽的深度。鍍槽的深度應(yīng)該是掛具浸入電解液內(nèi)的長度加上距槽底150mm以上，和掛具上部的制件距電解液面100mm以下。這時，如果掛具的長度是600mm，則鍍槽的深度要至少保持在1000mm。這就是一個可以一次掛兩掛500mm×600mm的框式掛具、制品的厚度約150mm的常規(guī)鍍槽。電解液的容量約1000L。很多中小規(guī)模電鍍廠的單槽都是這種規(guī)格。
電解槽除了常用1000L的之外，還有2000L、2500L、3000L等幾種規(guī)格。有些行業(yè)和鍍種要用到更大的電解槽，如10000L，甚至于100000L。
②電極幾何形狀的影響。
這里所說的是陰極和陽極的幾何形狀的影響，而不涉及陽極的純度和物理狀態(tài)。
首先必須保證陽極的表面積是陰極的l.5～2倍。這是因為在電鍍過程中，陽極的溶解電流密度與陰極的電鍍電流密度是不同的，陽極的電流密度基本上是陰極電流密度的1/2左右，也就是當(dāng)電流通過電解槽時，陽極的表面積只有比陰極大一倍，才能保證陽極處在正常的溶解狀態(tài)。
如果陽極的面積與陰極一樣大小，則陽極會因為電流密度過高而處于鈍化狀態(tài)。這時陽極就會不溶解而只會產(chǎn)生大量氧的析出，或是雖然仍然可以溶解，但是金屬離子是以高價態(tài)的離子進入鍍液而對電鍍過程帶來危害。除了有些電鍍工藝要求陽極以高價態(tài)溶解，通常都要保持陽極的活化狀態(tài)，使其能正常溶解。
為了使陽極有相對穩(wěn)定的表面積，最好要采用陽極籃，這樣，在可溶性陽極籃由于溶解而表面積減少時，不溶性的陽極籃的表面積可以緩沖陽極減少對電鍍過程的影響。
如果是采用板式陽極，則要經(jīng)常檢查和補充，不要等陽極面積損失較大以后才補，否則會使陽極因電流密度升高而鈍化，分散能力會下降。電解液穩(wěn)定性也會因金屬離子的失調(diào)而下降。
陽極的懸掛要注意，應(yīng)由中間向槽兩端均勻分開，并且保持中間密度高兩邊少的原則。也就是中間掛的要多一些，兩端掛的要少一點，這有利于電流的分布均勻。另外，陽極的下端要比掛具的下端短100～150mm，這樣可以防止掛在下端的產(chǎn)品因電流過大而燒焦。
電鍍過程中的陰極，包括制品和掛具。由于掛具是承載制品的重要工具，并且本身也要通過電流和會在所有導(dǎo)電部位獲得鍍層，因此掛具的幾何形狀對電鍍的分布和質(zhì)量、生產(chǎn)效率等都會有所影響。
為了保持良好的導(dǎo)通狀態(tài)，掛具上必須有與產(chǎn)品連接的可靠的掛鉤。并盡量采用張力掛鉤，而避免重力掛鉤。
所謂張力掛鉤，是指產(chǎn)品與掛具的連接鉤是采用有彈性的材料制作，并至少有兩個連接點，以張開和收縮形式與產(chǎn)品適合裝掛的部位連接。而重力掛鉤則是將產(chǎn)品掛在剛性的單一掛鉤上，靠產(chǎn)品的重量來保持與陰極的連接。
掛具上的產(chǎn)品之間最好保持50mm距離，掛具的下端距槽底還要有150mm的距離。陽極與陰極的距離，要保持在200～250mm。
③產(chǎn)品形狀的影響。
需要進行電鍍加工的產(chǎn)品，大多數(shù)的形狀不可能是簡單的平板，而即使是平板型，表面的一次電流分布也只是接近理想狀態(tài)，實際上由于“邊緣效應(yīng)”，四周的電流還是比中間要大一些，更不要說那些有深孔、凹槽或起伏較大的異形產(chǎn)品。這些外形過于復(fù)雜的產(chǎn)品，在進行電鍍加工時，突起的部位會因電流過大而燒焦，而低凹部位則又因電流小而鍍得很薄或根本鍍不上。對于這種有復(fù)雜形狀的產(chǎn)品，就是用分散能力再好的鍍液，也不可能鍍出合格的產(chǎn)品，這時就要采取一些防止幾何因素影響的措施：
A.輔助陽極。
對于凹槽或深孔的制品，如果對這些部位的鍍層厚度有比較嚴格的要求，而用常規(guī)電鍍法又無法達到質(zhì)量要求時，就要采用輔助陽極的方法。
輔助陽極是在掛具上對應(yīng)產(chǎn)品的凹槽、深孔部位，專門設(shè)置一個與陰極絕緣而另有導(dǎo)線與陽極相連接的小型不溶性陽極。用來彌補這些部位因距陽極太遠而電阻過大導(dǎo)致的電流偏低，通過輔助陽極的這種趨近作用，使這些部位的鍍層能夠達到需要的厚度。
這種陽極一般是安置在產(chǎn)品掛具上，與掛具保持絕緣，有專門的導(dǎo)線與陽極相連，但是也有采用獨立輔助陽極的方式。這時的輔助陽極也有采用可溶性陽極的。這樣可以保證這些平時難以鍍上鍍層或鍍得的鍍層的厚度達不到要求時，獲得合格的鍍層。
B.仿形陽極。
對于形狀特殊的產(chǎn)品，為了能獲得均勻的電鍍層，需要制作仿形陽極。所謂仿形陽極，就是讓陽極的形狀與制品的外形形成陰模狀態(tài)的造型。這樣可以保證陽極各點與制品的外形距離基本是一致的，從而在電鍍過程中獲得均勻的鍍層，這是保證一次電流分布處在相對均勻狀態(tài)的較好辦法，但是不適合被電鍍制件形狀經(jīng)常變動的場合。
仿形陽極的作用與輔助陽極是一樣的，但它是更直接地通過讓陽極的起伏與陰極基本對應(yīng)的方法，使陰極表面的一次電流分布趨向均勻。適合于比較定型而又批量較大的產(chǎn)品的加工。這種仿形陽極不需要單獨設(shè)置，而是在電解槽中代替常規(guī)的平板陽極，操作上比輔助陽極方便。
C.屏蔽陰極。
有些制品沒有明顯的凹槽部位，但有較大的突起或尖端，這時為了防止突起或尖端在電鍍過程中燒焦，要在這些突起或尖端部位設(shè)置屏障物來屏蔽過大的電流。這種用來屏蔽陰極過大電流的屏障物，就是屏蔽陰極。這種屏蔽陰極又分為兩種，一種是參加電極反應(yīng)的受電式屏蔽，這種方式是讓高電流區(qū)的電流分流，減少高電區(qū)不正常沉積;另一種是電中性的屏蔽，采用塑料類材料制成，增加高電流區(qū)的電阻，使突起部位的電流強度有所下降。
以上就是電鍍過程有關(guān)的各種空間要素的影響以及消除辦法。
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