刷镀机原理示意图
2.3 刷镀设备
根据刷镀的特点,所用的直流电源应具有以下特点:
(1)直流输出外特性应是平直的。随着负载电流的增大,电源电压下降很小;
(2)输出电压一般为 OV~30V,能无级调节;
(3)附有输出极性转换装置;
(4)附有短路和过载保护装置,当负载电流超过额定值 l0%或短路时,能迅速切断主线路;
(5)附有安培小时计或镀层厚度计;
(6)体积小、重量轻、工作可靠、计量精度高。当无专用电源时,也可用一般硅整流器代用。
2.3.2 刷镀工艺
刷镀工艺可分为基体表面的准备及刷镀金属镀层两部分。按具体情况一般有2~6道工序,包括清洁、修整、电净(除油)、活化、镀过渡层、镀工作镀层。①、清洁
零件首先用汽油、丙酮等有机溶剂清洗。若有厚的锈蚀层、锈斑,则需用钢丝刷、砂布等清除干净。
②、修整
零件在刷镀前首先用锉刀、砂轮等工具将刷镀部位的毛刺、飞边、氧化皮、疲劳层、污物等清除干净。对划伤、凹坑等应将其根部和表面拓宽并形成圆弧,使根部与阳极接触,便于刷镀。零件有键槽,油孔等要用石墨或橡胶等合适材料填平。
③、电净
电净时一般将零件接负极(正向)。钢零件的电净使用电压10~20V;时间为30~60s;铜零件使用电压8~12V;时间为15~30s;轻金属零件用5~8V,时间为5~10s。对超高强度钢的电净,必须用反向电流。
④、活化
活化是根据零件的不同材料,选用相应的活化液和工艺,通过电化学和机械摩擦的作用,去除基体金属表面的氧化物和其它不利于镀层结合的杂质,保证镀层与基体的结合力。活化必须是在彻底电净和清洗的基础上进行。不同材料的活化工艺,列于表3-2-8。
⑤、刷镀预镀层
预镀层也叫过渡层、打底层或结合层、隔离层。一般情况下可不刷镀预镀层。为了提高镀层与基体的结合力;防止镀层和基体之间扩散;防止镀液对基体腐蚀;防止镀液与基体金属置换,往往需要刷镀预镀层。
2.3.3 辅助工具
(1)转胎。转胎是用以夹持零件,使之作匀速旋转运动,保证阴阳极的相对运动速度, 保证镀层均匀。转胎转速最好在 0r/min~1000r/min 内,无级调节,也可用车床代替。
(2)循环泵。用于连续供给镀液,使受镀表面始终完全被镀液覆盖,确保镀层质量。’
(3)填充塞。为填塞零件表面的键槽、油孔等,保证零件表面平齐。填充塞的材料要根 据镀液性能及工艺条件慎重选择。
(4)磨石、刮刀、砂轮。用于修整零件表面各种机械损伤及缺陷,保证镀层质量。
(5)其他。绝缘带、塑料盘、塑料桶、塑料杯、胶管、砂布等等。
3 国内外研究现状与水平
3.1 单一电刷镀层的发展现状
3.1.1 电刷镀层的组织与性能
电刷镀层的制备方便,工艺灵活简单。镀层组织致密,硬度较高。镍镀层的组织随镀笔与工件接触面积变化而呈柱状、柱状和带状混合、完全带状特征变化,显微硬度可达570Hv。而镍磷镀层的硬度更高,可达840Hv,热处理后由于 Ni3P的析出而使镀层发生二次强化,显微硬度可达到1220Hv。将具有优良耐磨性和耐蚀性的镍磷电刷镀层用于进口汽缸上,其使用性能优于原缸体。沉积了Ni、Cr和Ni—Co电刷镀层的SAE1045钢,其耐磨性也优于基体钢。由于在磨损过程中保持混合润滑机制,沉积Cr刷镀层的SAE1045钢呈现很高的耐磨性[1]。