刷镀技术指在金属表面,通过电镀的方式,将电镀溶液附着在金属表面,来进行金属表面的强化,防止金属腐蚀及表面缺陷的补救。技术最早起始于19世纪的英国,我国的技术也在20世纪60年代左右,研究成熟的电镀技术,在工业生产上逐步发展。现在,传统刷镀技术不能满足日常生活的需求,不过,工业过程中,现在已发展到新的高度。对技术和自动化的结合,自动刷镀的概念,及其带来的效果,已经非常广泛且有效地服务工业的生产。对铁道方面,同样受到刷镀技术的应用。在刷镀技术的应用下,导轨的表面的刷镀工序是经常保养轨道,强化钢轨表面,有一定的形状的精度和表面粗糙,并且保护金属表面,增强防锈防腐的能力。79800

刷镀技术在我国发展存在的最大的两个问题,之一是基本上手工操作,工人的劳动强度大,工作缓慢,同时不可控性高,很难顾及效率和质量,工作环境的通风条件差,废液随地排放,污染了周围的生态环境。其二是刷镀设备的利用率不高,不少企业购置后长期闲置不用,一方面是由于有些厂尚未将刷镀列为常规工艺,只是临时急修待用;另一方面,从事刷镀的具体操作人员对刷镀技术掌握得不够熟练,镀层质量得不到保证,试用几次效果不好就搁下了。[13]

于是提出了自动刷镀机的概念,刷镀机结合自动化生产,快捷方便高效,大大节省了人力财力。

传统刷镀机(电源)镀笔是电刷镀的重要工具,主要由阳极、绝缘手柄和散热装置组成,下图是其结构图。根据需要电刷镀的零件大小与尺度的不同,可以选用不同类型的镀笔。

镀笔结构图①阳极材料。刷镀阳极材料要求具有良好的导电性,能持续通过高的电流密度,不污染镀液,易于加工等。通常使用高纯石墨、铂-铱合金及不锈钢等不溶性阳极。

②阳极形状。根据被镀零件的表面形状,阳极可以加工成不同形状,如圆柱、圆棒、月牙、长方、半圆、细棒和扁条等,其表面积通常为被镀面的三分之一

电刷镀溶液可以看出,传统的刷镀工序在其材料消耗与设施准备上都十分复杂和笨重。论文网

刷镀铁轨形状示意图

自动刷镀机是在传统刷镀工序的基础上做出的改良,将传统刷镀机与自动化行走小车相结合,在铁轨上由电机驱动行走并进行刷镀铁轨的工作,从而达到替代人工操作,优化刷镀工序的目的。

文献综述

2。1 基于虚拟仪器的纳米颗粒复合电刷镀工艺过程自动化研究

为满足镀层在轨面上连续平整,镀层与钢轨轨面结合强度高,实现自动化作业,解决传统刷镀工艺因劳动强度大、效率低以及镀层质量不稳定而难以满足再制造的需要等问题,可以将虚拟仪器技术引入电刷镀工艺过程,以实现工艺参数检测的自动化、镀笔和工件之间相对运动速度和相对运动轨迹控制的自动化、镀液供给及切换的自动化以及工艺参数调整的自动化。

自动化电刷镀工艺过程首先需要检测刷镀电压、刷镀电流、电流密度、镀层沉积速度、镀层厚度、阳极(镀笔)与工件之间的接触压力、相对运动速度和相对运动轨迹等工艺参数的变化。

为实现刷镀电压的实时检测和控制,开发了虚拟仪器。在该仪器中,刷镀电压由霍尔电压传感器检测,经过信号调理、A/D转换后进入计算机进行处理,从而测得刷镀电压。该仪器利用D/A转换和可控硅实现了刷镀电压大小的自动调整,从而可以满足电净、活化、打底、工作层镀覆等工序对刷镀电压的不同要求;在工作层镀覆阶段,该仪器能根据镀液温度、镀层沉积速度以及电流密度变化调整刷镀电压;该仪器还利用DAQ的数字输出端口以及接触器实现了输出电压极性的自动切换。

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