翟敏

摘 ? 要：由于鍍鉻層的硬度高，因而耐磨性好，而且可以在高溫下工作，可以廣泛地用于需要耐磨的零件和工具、量具，以及修復(fù)零件的尺寸。本文針對(duì)圓柱形零件電鍍鉻層厚度不均問(wèn)題，通過(guò)鍍前尺寸協(xié)調(diào)、電鍍夾具、陽(yáng)極與鍍件布局的影響等對(duì)圓柱形零件鍍鉻分析，指出鍍層厚度不均的原因，并提出改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：鍍鉻 ?鍍層均勻 ?優(yōu)化

中圖分類號(hào)：V25 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）05（a）-0077-02

1 ?引言

金屬鉻具有很高的硬度，一般得到的鍍鉻層其硬度也相當(dāng)高。在一定成分的鍍液中，控制一定的操作條件，還可以得到硬度極高的硬鉻鍍層，其硬度值超過(guò)最硬的淬火鋼，僅次于金剛石。由于鍍鉻層的硬度高，因而耐磨性好，而且可以在高溫下工作，可以廣泛地用于需要耐磨的零件和工具、量具，以及修復(fù)零件的尺寸。

在不同的行業(yè)和不同的特殊部位，根據(jù)鍍層性能的使用要求，鍍層厚度不同，鍍鉻層主要作為耐磨擦應(yīng)用，厚度多為數(shù)幾十微米，較其它電鍍層厚，由于鍍鉻分散性較差，越容易造成電流分布不均勻，不可避免的造成零件均勻性差的問(wèn)題。為促進(jìn)鍍鉻的運(yùn)用和鍍鉻的發(fā)展，有必要對(duì)影響鍍鉻均勻性的因素進(jìn)行研討。

2 ?影響鍍鉻均勻性的因素

2.1 鍍前尺寸協(xié)調(diào)

設(shè)計(jì)制件圖樣規(guī)定的尺寸公差包括機(jī)械加工公差與電鍍鎘鉻層公差，故需由機(jī)械加工與電鍍鉻同時(shí)協(xié)調(diào)完成。鍍鉻層用于耐磨性能時(shí)，通常鍍層厚度分為20-40μm[圓柱類公差帶為（40-20）×2=40μm]、40-60μm（軸類公差帶為40μm）、≥50μm等，針對(duì)圓柱類零件一般選取加大鍍后機(jī)械磨削至最終尺寸。

加大尺寸電鍍后磨削是已知成品尺寸及鍍層厚度范圍，需計(jì)算鍍前尺寸以進(jìn)行機(jī)械加工，機(jī)械加工后電鍍至超出規(guī)定的厚度，再由機(jī)械加工至成品尺寸，計(jì)算原則應(yīng)使鍍后磨削至成品尺寸時(shí)，鍍層厚度應(yīng)符合規(guī)定的鍍層厚度要求。圓柱形零件加大尺寸電鍍后磨削公差計(jì)算公式為：鍍前尺寸公差上限=成品公差下限-2 倍鍍層厚度下限;鍍前尺寸公差下限=成品公差上限-2 倍鍍層厚度上限。

2.2 工件裝夾方式

鍍鉻溶液的分散能力和覆蓋能力很差，采用的電流密度很大，而其電流效率又很低，要在形狀復(fù)雜的工件上獲得均勻的鉻層質(zhì)量就要采取輔助陽(yáng)極和遮蔽陰極，并選擇理想的掛具式樣，應(yīng)用較高水平的裝掛技術(shù)。掛具式樣要考慮工件的形態(tài)，結(jié)構(gòu)上盡可能簡(jiǎn)單，方便拆卸，有利于制作、使用和維護(hù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，零件在鍍前保護(hù)時(shí)，由于每個(gè)人加工保護(hù)出來(lái)零件銅絲綁扎松緊不一、制作保護(hù)陰極圈大小圈數(shù)不相同，造成最終零件個(gè)體與個(gè)體之間，同一零件上下鍍層不均現(xiàn)象。

為消除上述影響鍍鉻層均勻性因素，設(shè)計(jì)制作此類零件通用電鍍夾具（見圖1示）。固化了零件導(dǎo)電、陰極保護(hù)圈大小、陰極保護(hù)圈材質(zhì)、零件的裝槽量、零件在槽中均勻分布和零件在槽中深淺相同等。

通過(guò)裝夾方式的改變，采用該類夾具裝夾、保護(hù)陰極及上下屏蔽絕緣，很大程度上保證了零件間的距離以及零件與陽(yáng)極之間的距離，使電力線均勻分布，有效的解決了圓柱形零件電鍍過(guò)程中鍍層不均勻、上端鍍層過(guò)厚、零件偏心的問(wèn)題。

2.3 陽(yáng)極與鍍件布局的影響

2.3.1 陽(yáng)極位置

一般鍍鉻層厚度的均勻性取決于陽(yáng)極與鍍件的相互關(guān)系，在實(shí)際操作中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）面積差異比較大的鍍件不能同槽電鍍，否則電流分布嚴(yán)重不均;

（2）鍍件放置的不同部位與陽(yáng)極的間距應(yīng)盡量相等，這樣可以使溶液的電阻相似，電流分布均勻;

（3）將圓柱鍍件定位在以4根陽(yáng)極組成的、各自的“箱式”的中間，讓電流在鍍件表面能均勻分布，避免產(chǎn)生橢圓度，一般圓柱零件和陽(yáng)極距離200～300mm。

通過(guò)上述陽(yáng)極布置原則，合理地布置陽(yáng)極可降低尖端的電流，加大中部的電流，使整個(gè)圓柱零件的電流分布趨向于均勻。

2.3.2 陽(yáng)極大小

由于鍍鉻電流較大，在電解過(guò)程中槽內(nèi)因自由空間中電流分布很強(qiáng)，對(duì)尖角及凸出威脅很大。要獲得良好的鍍鉻層，就必須全面考慮不同零件的形狀、大小、長(zhǎng)短而選用不同的夾具和鍍鉻陽(yáng)極，一般選用的鉛陽(yáng)極應(yīng)該比鍍件短一些，保證陽(yáng)極對(duì)著圓柱零件的中間部位，避免陽(yáng)極超長(zhǎng)部位的電流分布到鍍件兩端電流太大產(chǎn)生尖端效應(yīng)，若陽(yáng)極太長(zhǎng)，可將超過(guò)鍍件部位的陽(yáng)極面用塑料帶包封絕緣或在鍍件的上下部位增加象形保護(hù)陰極。

2.3.3 陽(yáng)極導(dǎo)電不均勻的影響

目前電鍍鉻在生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛的鉛銻合金作陽(yáng)極。鍍鉻中，鉛陽(yáng)極上覆蓋一層二氧化鉛的黃色膜，在鉻酸溶液中二氧化鉛就會(huì)轉(zhuǎn)化為鉻酸鉛，這種膜致密，導(dǎo)電性差，導(dǎo)致槽電壓升高，耗電量增大，要設(shè)法清除。為保持鉛陽(yáng)極無(wú)殼狀沉積層，確保良好的導(dǎo)電性，目前現(xiàn)場(chǎng)采用的是手工去除（即用鋼刷刷除）表面鉻酸鉛鈍化層，恢復(fù)其導(dǎo)電性能。手工去除不能保證每塊100%去除鈍化層，造成陽(yáng)極導(dǎo)電率不一、鍍層均勻差異大。這樣化學(xué)去除方法被提上日程。通過(guò)新增配置化學(xué)去除鉻酸鉛槽液，消除因陽(yáng)極導(dǎo)電性不一致影響鍍層均勻性弊端。

采用化學(xué)法去除鉛陽(yáng)極板上沉積的鉻酸鉛有效的改善了陽(yáng)極板導(dǎo)電性不均勻的弊病，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了鍍前準(zhǔn)備時(shí)間，保障了同槽電鍍零件鍍層均勻性。

3 ?結(jié)語(yǔ)

本文以圓柱形零件鍍鉻為研究對(duì)象，從鍍前尺寸協(xié)調(diào)、陽(yáng)極對(duì)鍍鉻均勻性的影響、鍍液中三價(jià)鉻的影響等方面做了較為深入的研究和探討，進(jìn)一步掌握了影響圓柱形零件鍍鉻均勻性的因素，完善了均勻性鍍鉻工藝方法，具體研究結(jié)論如下所示：

（1）加大尺寸電鍍后磨削公差計(jì)算公式為：鍍前尺寸公差上限=成品公差下限-2倍鍍層厚度下限;鍍前尺寸公差下限=成品公差上限-2倍鍍層厚度上限。

（2）采用夾具裝夾后，消除人為誤差，很大程度上保證了零件間的距離以及零件與陽(yáng)極之間的距離，有效的解決了零件偏心的問(wèn)題。

（3）合適的陽(yáng)極位置以及陽(yáng)極大小，避免電流分布呈不均勻狀態(tài)，避免產(chǎn)生橢圓度。

（4）采用化學(xué)方法去除陽(yáng)極鉻酸鉛，消除因陽(yáng)極導(dǎo)電性不一致影響鍍層均勻性弊端。

參考文獻(xiàn)

[1] 王連洪.特長(zhǎng)活塞桿鍍鉻層不均勻問(wèn)題分析及改進(jìn)措施[J].煤礦機(jī)械，2004（10）：78.

[2] 普學(xué)仁.提高鍍鉻層性能的方法[J].重慶工業(yè)高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2003（2）：41-43.

[3] 鄭瑞庭.電鍍件裝掛技術(shù)問(wèn)答[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[4] 馬坤，郭瑞興，張曉冬.芯棒鍍鉻裝置的設(shè)計(jì)[J].冶金設(shè)備，2010，6（3）：64-66，68.

[5] 張春華，何昭民，關(guān)錳，等.基材表面粗糙度對(duì)鍍鉻層膜基結(jié)合性能的影響[J].沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2016（5）：274-279.

[6] 王超，周長(zhǎng)虹.全硫酸鹽常溫三價(jià)鉻鍍鉻工藝[J].電鍍與涂飾，2015，34（7）：396-400.