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普通滾筒用于釹鐵硼零件滾鍍未嘗不可,但可能問題多多,比如,鍍層結(jié)合力差、零件“磕邊”或“磕角”、鍍層合格率低、生產(chǎn)效率低等。那么,釹鐵硼零件滾鍍要求什么樣的滾筒呢?這需要根據(jù)釹鐵硼產(chǎn)品的特殊性,設(shè)計、制作與其要求相適應(yīng)的專用滾筒。
1、釹鐵硼表面化學(xué)性質(zhì)對滾筒的要求
釹鐵硼材質(zhì)含約三分之一化學(xué)活性的釹,產(chǎn)品表面極易氧化,因此要求預(yù)鍍或直接鍍時,零件在滾筒內(nèi)應(yīng)盡可能快地上鍍,以抑制其基體氧化造成的鍍層結(jié)合力不良。零件在滾筒內(nèi)要盡可能快地上鍍,從滾筒角度講受兩個因素的影響:①混合周期,②封閉結(jié)構(gòu)。
(1) 混合周期的影響
滾鍍受混合周期的影響,零件只有在外層時才能受鍍,在內(nèi)層時幾乎不能受鍍。因此,釹鐵硼零件要盡可能快地上鍍,就要盡可能快地翻出到外層。而只有混合周期短零件翻出到外層的機會才多,則受鍍機會才多,上鍍速度也才會快。因此,釹鐵硼滾鍍要求滾筒的混合周期一定要短,否則可能因基體氧化造成鍍層結(jié)合力不良,這在滾鍍高品質(zhì)要求的釹鐵硼零件時尤其重要。
而要混合周期短,滾筒一般應(yīng)尺寸小一點、細(xì)一點、長一點、橫截面邊數(shù)少一點。因此,適合釹鐵硼滾鍍的其實是一種小尺寸、細(xì)長形滾筒,并且多為六角形滾筒。一般,釹鐵硼滾筒直徑多在Φ100~Φ180mm,長度多在280~400mm,載重量多在3~5公斤/筒或稍多,這與普通五金滾筒載重量動輒上百公斤大相徑庭。
曾經(jīng)有一款要求較高的釹鐵硼鍍鋅產(chǎn)品,剛鍍完合格,一個月后鍍層結(jié)合力出現(xiàn)問題。采取強化鍍前處理、嚴(yán)格工序間操作、改良鍍液等多種措施無效,后選用直徑小一點的滾筒問題得到解決。這種情況可以解釋為,直徑小的滾筒零件混合周期短,產(chǎn)品表面氧化程度小,因此鍍層結(jié)合力好。
(2)封閉結(jié)構(gòu)的影響
普通滾筒的結(jié)構(gòu)是封閉的,一般只在滾筒壁板上布置許多小孔,因此與掛鍍相比零件與陽極之間多了一道障礙物——滾筒壁板,使物料傳送受到的阻力增大。阻力增大后,導(dǎo)電離子在緊貼滾筒內(nèi)壁的表層零件(即表內(nèi)零件)孔眼處大量聚集,使從孔眼處進(jìn)入滾筒的電流增大,當(dāng)巨大的電流施加在零件上緊挨孔眼部位的狹小表面時,極易造成該部位鍍層燒焦產(chǎn)生“滾筒眼子印”。受此限制,滾鍍給定的電流不易加大 ,鍍速不易加快。
鍍速慢對普通滾鍍件尚無實質(zhì)影響,但對釹鐵硼零件(在預(yù)鍍或直接鍍時)可能因不能快速抑制其基體氧化而造成鍍層結(jié)合力不良。因此,釹鐵硼滾鍍要求滾筒的透水性一定要好(以減輕滾筒封閉結(jié)構(gòu)的影響),以使用大電流,提高電流密度上限,從而加快鍍速,提高鍍層結(jié)合力。
根據(jù)開孔方式的先后變革,滾筒的發(fā)展經(jīng)歷了三代:圓孔滾筒→方孔滾筒→網(wǎng)孔滾筒。傳統(tǒng)的圓孔滾筒的缺點是透水性差,方孔滾筒相對于圓孔滾筒,滾筒開孔率提高,滾筒透水性得到較大程度的改善。網(wǎng)孔滾筒是對圓孔滾筒改進(jìn)最的一種滾筒,其開孔率,網(wǎng)壁極薄,因此透水性,近幾年風(fēng)靡于釹鐵硼電鍍行業(yè)。
2、釹鐵硼表面物理性質(zhì)對滾筒的要求
釹鐵硼材質(zhì)脆性大、怕磕碰,要求滾鍍過程中零件的翻滾不宜太強烈,否則容易造成零件邊角所謂的“磕邊”或“磕角”等現(xiàn)象,從而產(chǎn)生次品。而直徑小一點的滾筒,在角速度(滾筒轉(zhuǎn)速)相同的情況下線速度小,則零件翻滾時的劇烈程度小,受到的“磕碰”也就小。因此,釹鐵硼滾鍍要求滾筒的直徑不宜太大,這進(jìn)一步說明細(xì)長形滾筒對釹鐵硼零件滾鍍是適宜的。
3、釹鐵硼零件形貌特點對滾筒的要求
釹鐵硼產(chǎn)品片狀、細(xì)小等零件較多,因此首先要求滾筒內(nèi)部應(yīng)有防“貼片”措施,比如滾筒的內(nèi)壁、側(cè)輪等部位設(shè)置許多微小凸起、溝槽等,可有效防止片狀零件與滾筒內(nèi)部各部位的“貼壁”,以減少零件表面燒焦產(chǎn)生“滾筒眼子印”、發(fā)花等現(xiàn)象,提高產(chǎn)品合格率。其次,滾筒內(nèi)部制作、焊接等務(wù)須精細(xì)、精密,以防止釹鐵硼細(xì)小零件出現(xiàn)“夾”、“卡”等現(xiàn)象,產(chǎn)生次品??傊粋€制作精細(xì)的滾筒比普通滾筒用于釹鐵硼片狀、細(xì)小等零件滾鍍,產(chǎn)品合格率可提高至少10%,甚至更多。
4、生產(chǎn)效率對滾筒的要求
與普通滾鍍相比,釹鐵硼滾鍍生產(chǎn)效率較低,因為:(1)受鍍層質(zhì)量要求的限制,釹鐵硼滾鍍一般使用小尺寸滾筒,如3~5公斤/筒或稍多;(2)釹鐵硼鍍層的防護性要求較高,所以鍍層往往很厚,需要施鍍的時間很長;(3)釹鐵硼滾鍍的加工量很大,如每天數(shù)噸很平常。這樣的話,釹鐵硼滾鍍往往需要數(shù)量龐大的小滾筒,才能滿足其“質(zhì)量”和“產(chǎn)量”的雙重要求,如動輒上百只或數(shù)百只小滾筒,這與普通滾鍍的一二十只滾筒即可日滾鍍數(shù)十噸的情況形成較大的差異。這一點與“小尺寸”形成了釹鐵硼滾筒“小而多”的一大特點。
為提高釹鐵硼滾鍍生產(chǎn)線的產(chǎn)能,提高效率,并減少占地,近幾年“雙聯(lián)滾筒”在釹鐵硼電鍍行業(yè)得到了較為廣泛的應(yīng)用,并取得了較好的效果。
5、釹鐵硼滾鍍的特點對滾筒可靠性的要求
釹鐵硼滾鍍與普通電子產(chǎn)品滾鍍的一個不同是,釹鐵硼滾鍍往往施鍍時間很長,生產(chǎn)量很大,因此對滾筒的可靠性提出了更高的要求。比如,早期的網(wǎng)孔滾筒用于普通電子產(chǎn)品滾鍍,使用效果好,使用壽命也可以接受。但用于釹鐵硼滾鍍,因其織網(wǎng)耐磨性差,滾筒三兩個月即可能因織網(wǎng)破損而報廢,無法滿足釹鐵硼滾鍍高強度的使用要求,因此在釹鐵硼電鍍行業(yè)僅流行一時即夭折。目前的網(wǎng)孔滾筒織網(wǎng)耐磨性大大提高,用于釹鐵硼滾鍍使用壽命可提高十?dāng)?shù)倍,滿足了其對產(chǎn)品高“質(zhì)”高“量”和滾筒高可靠性的雙重要求
6、工藝特點對滾筒的影響
(1)多層鍍層的影響
釹鐵硼鍍鎳往往采用多層鍍層,一般為“底鎳-加厚銅-面鎳”,即所謂的“鎳-銅-鎳”組合鍍層。這樣的話,就要求滾筒制作精細(xì)、無虛焊,否則滾筒易“藏污納垢”且不易清洗,造成各槽液交叉污染,長期積累槽液出現(xiàn)故障。
(2)鍍液酸堿性對滾筒的影響
釹鐵硼電鍍常用的鍍種一般為酸性鍍鋅、硫酸鹽鍍鎳、無氰堿銅等,其鍍液均為弱酸性或弱堿性,普通網(wǎng)孔滾筒的織網(wǎng)能夠滿足其要求。但近幾年堿性鍍鋅的應(yīng)用越來越多,因為酸性鍍鋅層的耐蝕性、鈍化膜質(zhì)量、粘膠性能等無法滿足高品質(zhì)釹鐵硼鍍鋅的要求。顯然,堿性鍍鋅層的這幾項指標(biāo)要得多。但堿性鍍鋅溶液呈強堿性,普通網(wǎng)孔滾筒的織網(wǎng)不能承受其重,其使用壽命往往只有幾天最多幾十天。所以,用于堿性鍍鋅的網(wǎng)孔滾筒必須耐強堿,這是釹鐵硼電鍍的新特點對網(wǎng)孔滾筒提出的一個新要求。
總之,釹鐵硼零件滾鍍所使用的滾筒,是一個“小而多”、細(xì)長形、耐磨、耐酸堿、耐高溫、制作精細(xì)的滾筒,并且多為六角形。邯鄲市大舜電鍍設(shè)備有限公司專業(yè)生產(chǎn)各種釹鐵硼滾筒,已有三十多年的釹鐵硼滾筒設(shè)計、制作歷史,與釹鐵硼電鍍共成長至今。目前公司生產(chǎn)各種釹鐵硼滾筒能力可達(dá)萬只以上,可滿足釹鐵硼滾鍍生產(chǎn)線廠家配套及釹鐵硼電鍍廠滾筒更新或增加等的要求。