V提高小孔深孔接觸件電鍍中孔內(nèi)鍍層質(zhì)量的方法

1、提高小孔、深孔接觸件電鍍中孔內(nèi)鍍層質(zhì)量的方法沈涪（華豐企業(yè)集團公司，四川綿陽621000）摘要：分析了基體質(zhì)量、電鍍工序、電鍍設(shè)備、鍍后處理方式等對小孔、深孔接觸件孔內(nèi)電鍍質(zhì)量的影響，并從消除基體質(zhì)量缺陷、完善電鍍工藝、更新電鍍設(shè)備、選擇鍍后處理方法、改變鍍覆方式等方面提出了一些解決方法。介紹了3種常見的產(chǎn)品設(shè)計缺陷，并給出了相應的解決方案。關(guān)鍵詞：接觸件電鍍；小孔；深孔；孔內(nèi)鍍層質(zhì)量；產(chǎn)品設(shè)計缺陷；解決方法中圖分類號：TG178;TQ153文獻標識碼：B文章編號：1004227X（2007）030024051前言在接插件電鍍過程中，由于受到電流密度分布不均以及其它因素的影響，接插件中的一些針

2、、孔類接觸件的孔內(nèi)鍍層質(zhì)量總是達不到理想的狀況，常見的質(zhì)量問題是孔內(nèi)鍍層較薄、結(jié)合力差和易變色等，尤其是當鍍件的孔徑較小和孔深度較深時，要想使孔內(nèi)鍍進鍍層都很困難。因此，各類小孔和深孔接觸件的孔內(nèi)鍍層質(zhì)量一直是接插件電鍍生產(chǎn)廠關(guān)注的重點。隨著電子電器向小型化發(fā)展，接插件體積也趨于小型化，不少接觸件的孔徑已降至1mm以下，最小的接觸件孔徑已達0.4mm，其孔深度也大多在孔徑的23倍（見圖1）。對于這類小型接觸件的電鍍，其接觸件的孔內(nèi)鍍層質(zhì)量問題較過去更加突出。加上現(xiàn)在受市場競爭的影響，用戶對鍍層的質(zhì)量要求也越來越高。如何提高小孔和深孔接觸件孔內(nèi)鍍層質(zhì)量是接插件生產(chǎn)廠需要共同面對和急待解決的問題。

3、圖I小型尊觸件翱鋼事實的對此I-iurc1C'uniparisonbfccaminiconnectorndpcnpoiut2影響孔內(nèi)鍍層質(zhì)量的因素一般說來，影響接觸件孔內(nèi)電鍍質(zhì)量的主要因素除了受電鍍工藝局限影響外，還與鍍件基體質(zhì)量存在缺陷、鍍液維護工作不到位、鍍前處理和鍍后處理工藝不完善以及所用電鍍設(shè)備的能力不足等因素有關(guān)。2.1基體質(zhì)量缺陷2.1.1孔底留有鉆屑在接觸件的基體機加工鉆孔工序時，部分鍍件的孔底會留下一些鉆屑，如：使用的鉆頭磨損變鈍后孔底往往會留下一節(jié)未切斷的鉆屑；在加工小型接觸件和深孔接觸件時，由于工件的孔徑較小或較深，機加工序打孔時鉆屑不能及時排除到孔外。這些殘留的鉆

4、屑如未在鍍前及時清除，將直接影響鍍件的孔內(nèi)鍍層質(zhì)量。2.1.2孔內(nèi)油污干涸在接觸件的基體機加工過程中，工件的車制成型、鉆孔、銃弧和劈槽工序都會與機油或冷卻液接觸，若接觸件在機加工序完畢后存放時間較長，孔內(nèi)油污就會干涸。如果鍍件再經(jīng)過線切割或高溫回火處理，還會在孔內(nèi)留下難以去除的氧化皮，這樣就會給鍍前處理帶來麻煩，最終影響鍍件的孔內(nèi)鍍層質(zhì)量。2.1.3產(chǎn)品設(shè)計缺陷在產(chǎn)品設(shè)計時由于個別設(shè)計人員對電鍍工藝缺乏了解，在設(shè)計時未充分考慮到電鍍方式和電鍍工藝局限對鍍層質(zhì)量帶來的影響，在電鍍時部分鍍件會出現(xiàn)以下3種現(xiàn)象1。(1) 對插：當接觸件的插孔開口縫隙寬于孔壁時，在電鍍過程中由于鍍件不斷翻動，部分插孔

5、會互相插在一起，如圖2所示。(2) K2鑲件在電耀時出現(xiàn)互相府掘現(xiàn)總higuif2Interlacingofpiecestobeplated首尾相接：接觸件前部的外徑尺寸略小于焊線孔的孔徑尺寸，在電鍍過程中部分鍍件就會形成首尾相接結(jié)合在一起，如圖3所示。Figure3Head-tailconnectingofpiecestobfplated孔底未設(shè)計工藝通孔：當接觸件孔徑較小和孔深度較深時，如果在孔底未設(shè)計工藝通孔，在電鍍時由于空氣堵塞鍍液流進孔內(nèi)相當困難；即使部分鍍件孔內(nèi)有鍍液流進，由于毛細現(xiàn)象作用又很難流出孔外進行交換。以上3種現(xiàn)象都會對接觸體的孔內(nèi)鍍層質(zhì)量造成影響。2電鍍工序質(zhì)量影響2.

6、2.1電鍍管理工作不完善在各類小孔和深孔接觸件的電鍍時，鍍件的鍍前清洗、活化以及工序間的清洗工序是比較容易出現(xiàn)問題的地方。如果未強化對這些工序的質(zhì)量管理或?qū)ζ渲心骋粋€工序未引起操作者重視，出現(xiàn)孔內(nèi)鍍不上鍍層或鍍上鍍層但結(jié)合力不好等故障的幾率較高。2.2.2電鍍方式選擇不恰當當鍍件的鍍前處理工作結(jié)束后，應比較各種電鍍方式的優(yōu)點，慎重選擇鍍件的電鍍方式。小孔和深孔接觸件在電鍍時由于受電力線分布不均和鍍液濃差極化的影響較大，對電鍍方式的選擇尤其重要。如果是電鍍方式選擇不當，孔內(nèi)鍍層質(zhì)量很難保證，同時，因基體設(shè)計問題導致的鍍件對插和首尾相接現(xiàn)象會更加嚴重。2.2.3鍍液的維護工作不到位22.2.3.1

7、鍍液參數(shù)超出工藝范圍鍍液的工藝參數(shù)不在工藝范圍時將直接影響鍍液的性能。其中鍍液的濃度、溫度和pH是影響鍍液分散能力的重要參數(shù)，生產(chǎn)中出現(xiàn)鍍層質(zhì)量問題也大多是這幾項參數(shù)偏離了工藝的規(guī)定范圍。實踐中可以發(fā)現(xiàn)：在電鍍鐐時，鍍液溫度、鐐濃度或pH過低會導致鍍件孔內(nèi)鍍層太薄甚至鍍不上鍍層。2.3.2鍍液被雜質(zhì)污染當鍍液被雜質(zhì)污染時，鍍層質(zhì)量問題最先表現(xiàn)在鍍件的低電流密度部位。所以，只要鍍液一旦被雜質(zhì)污染，接觸件的孔內(nèi)鍍層質(zhì)量就會出現(xiàn)問題。通常，溶液中雜質(zhì)的來源一方面是由于加入的化工材料不純引起，另一方面是由于掉落在鍍槽中的鍍件未及時撈出溶解在鍍液中造成。對于小孔和深孔接觸件，還有一個需要注意的因素就是：

8、如果電鍍時不重視工序間的清洗，很容易發(fā)生溶液之間交叉污染。.2.3電鍍設(shè)備不能滿足要求.2.3.1無超聲波清洗設(shè)備在小孔和深孔接觸件的電鍍過程中，超聲波清洗設(shè)備是必須配置的關(guān)鍵設(shè)備。特別是鍍前和鍍后的清洗工序中，超聲波設(shè)備的作用尤為明顯。如果沒有這項設(shè)備，孔內(nèi)出現(xiàn)質(zhì)量問題的幾率較大。.2.3.2設(shè)備老化使用常規(guī)電鍍設(shè)備時，由于陽極缺損或電鍍電源老化，將會嚴重影響鍍液的深鍍能力，小孔和深孔接觸件電鍍時往往會出現(xiàn)孔內(nèi)鍍不上鍍層的現(xiàn)象。2.4鍍后處理方式不妥2.4.1清洗不凈由于小孔和深孔接觸件在鍍后孔內(nèi)容易殘留溶液，所以鍍后的清洗工作尤為重要。常見的質(zhì)量問題中孔內(nèi)鍍層變色問題多與鍍后孔內(nèi)清洗不干凈

9、有關(guān)。2.4.2烘干不徹底對于小孔和深孔接觸件的鍍后烘干處理，如采用一般的烘床烘干或離心甩干機甩干，對于烘烤的溫度和時間較難掌握。如果烘烤溫度過高、時間過長，對于鍍金鍍銀零件會導致鍍層亮度下降或使孔內(nèi)直接變色；但若烘烤溫度過低、時間過短，孔內(nèi)就會殘留部分水分，最終也會導致孔內(nèi)鍍層較快變色。2.4.3包裝方式不當常見的包裝方面的問題有：鍍件未完全冷卻就包裝（包裝袋內(nèi)產(chǎn)生水汽凝結(jié)）；包裝材料不合要求（不防潮、易破損或釋放有害氣體）；包裝袋內(nèi)未放置干燥劑以及包裝后長時間敞口放置。這些因素都將會引起小型接觸件孔內(nèi)鍍層較快變色。5現(xiàn)有電鍍工藝能力不足對于一些孔深度太深而用戶對孔內(nèi)要求較高的小孔和深孔接觸

10、件，采用現(xiàn)有的常規(guī)電鍍技術(shù)暫時還無法滿足用戶要求。3解決方法1消除基體質(zhì)量缺陷3.1.1提高機加工質(zhì)量對于小孔和深孔接觸件，機加工完畢后除了要求孔內(nèi)不能殘留鉆屑外，還應安排一道振光和除毛刺的工序。3.1.2機加工序完畢后及時除油清洗小孔和深孔接觸件機加工序完畢后應立即進行超聲波除油清洗，清洗后烘干等待電鍍。對于來不及進行超聲波除油又不能及時安排電鍍的鍍件，要浸泡在機油或煤油中以避免油污在孔內(nèi)干涸影響電鍍前處理效果。對于孔內(nèi)油污已經(jīng)干涸的鍍件，要用溶劑汽油或丙酮、三氯乙烯等溶劑以較長時間浸泡使其孔內(nèi)油污溶解，不要采用酸洗或化學拋光的方法來處理。3.1.3減少產(chǎn)品設(shè)計缺陷的影響對于出現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計缺陷

11、的接觸件品種，首先應及時與產(chǎn)品設(shè)計人員溝通，爭取盡早修改基體相關(guān)尺寸和設(shè)計工藝通孔。對于來不及修改尺寸的接觸件，在電鍍時可采用與其它相似鍍件混鍍的方式來減少產(chǎn)品設(shè)計缺陷所帶來的影響。如：采用增加或減小焊線孔內(nèi)徑尺寸的方法避免鍍件電鍍時出現(xiàn)首尾相接現(xiàn)象，如圖4所示；采用斜向劈槽或鍍前收口的方法避免鍍件電鍍時出現(xiàn)互相對插現(xiàn)象，如圖5所示；采用孔底設(shè)計橫向工藝孔的方法變盲孔為通孔使鍍液在孔內(nèi)暢通，如圖6所示。R4件富鏘方法Figure4Meihndforavoidinheddnilconneclinofpiecestoheplated圖5件互相對的方林Figure?SMe|h<»df

12、orawidbiginterlacingofpkccxt(khepblcd««»«孔內(nèi)m的方法Figitre6MctfoultomakeplatingbathflowingfluentKinhn|«3.2完善電鍍工藝3.2.1在鍍前和鍍后處理工序設(shè)立質(zhì)量控制點電鍍操作者通常把電鍍過程關(guān)心的重點放在幾個主要的電鍍工序，忽視了對鍍前、鍍后工序的管理。為了減少小孔和深孔接觸件孔內(nèi)鍍層質(zhì)量發(fā)生問題，應強調(diào)操作者注重對基體鍍前、鍍后質(zhì)量的檢查，特別是鍍前處理工序，操作者要對鍍件每一道工序后的基體質(zhì)量狀況完全了解，對鍍前處理的溶液濃度和使用時間嚴格管理，在

13、規(guī)定的期限內(nèi)及時更換。除此以外，現(xiàn)場工作人員還應在鍍前處理工序和鍍后處理工序設(shè)立質(zhì)量控制點，對其中的主要參數(shù)例如除油溶液溫度、除油時間、活化液使用周期以及鍍后烘干的溫度、時間等作專項控制。3.2.2選擇最佳的電鍍方式對于電接插件中的針孔類接觸件，目前可選擇的電鍍方式主要有滾鍍、振鍍和掛鍍等。在小孔和深孔接觸件電鍍時一定要通過比較選擇最適合這類鍍件的電鍍方式進行電鍍。在選擇電鍍方式時要遵循先滿足電鍍質(zhì)量再兼顧生產(chǎn)效率的原則。一般說來，小孔和深孔接觸件電鍍時，選擇振動電鍍方式比較適合，但是要特別注意對于前面提到的有設(shè)計缺陷的接觸件，因為振動電鍍方式出現(xiàn)相關(guān)質(zhì)量故障的比率要大于滾鍍和掛鍍。另外，在采

14、用同樣的電鍍方式時，如果所使用的設(shè)備（鍍槽、滾筒、振篩、電源）不同,或者采用的工藝不同，鍍層效果會大不一樣。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗可知：（1）選擇振動電鍍方式時，最好選擇振幅和振動頻率能分開調(diào)節(jié)的振動裝置；同時要選擇鍍件翻動混合效果較好的振篩，相比之下，帶有鍍件分流板的振篩（見圖7）比平底的振篩鍍件的翻動效果要好一些。在使用同一個鍍槽時，盡可能選擇直徑小一點的振篩（裝載量較低），以滿足充足的陽極面積和較大的鍍槽容積（對鍍液的深鍍能力和分散能力有利），若能夠同時配置換向脈沖電鍍電源效果較佳。圖7««#分諫板舌片】的振第Figure7Vibratingwre曾n曲ithdiVrihitt

15、ionhuardfbrpiecesIobeplated（2）選擇滾鍍方式時，要選擇陰極導電方式較好和鍍液交換能力較強（便于消除鍍液的濃差極化）的滾筒。常見的滾筒中有5種陰極導電方式：中軸導電、中軸上增加金屬支桿導電、兩端留導電辮、端面金屬板導電（見圖8）及滾筒內(nèi)棱邊嵌入導電釘（見圖9）。ffijf蔡用單面網(wǎng)楔尊k同圈建n作的領(lǐng)丑淹筒Iigur<?8MinttyjM?rolleruingendfacehecathodeibrc(induelingandnykinutasrollervalln9乘用譚內(nèi)«SHKA#fiW于朋概導電的茉筒l-'igurc9Rollerusin

16、inn<?rtdgebetidednathcatlHid?forconducting圖1口申輸需第丁IN叭口靜薄管Figuir10Rollerwitha*bcllmoutlW'*installedaLaxis常見的滾筒中有4種鍍液交換方式：滾筒壁上打孔、滾筒壁上安裝濾網(wǎng)、滾筒圓形支架上繃有尼龍網(wǎng)作筒壁以及在前2種類型滾筒的中軸上鉆孔直接將新鮮鍍液注入滾筒(見圖10)。相比之下，導電方式和溶液交換方式中最后1種方式使用效果較好。同樣，滾鍍時也需要保證充足的陽極面積和較大的鍍槽容積。(3) 如果只有掛鍍裝置，在電鍍小孔和深孔接觸件時，最好能配置可以隨鍍件掛籃一起移動的壁掛式超聲波發(fā)生

17、裝置，同時，在電鍍過程中每間隔一段較短的時間要將掛籃提出鍍槽翻動鍍件。3.2.3加強鍍液的維護和管理生產(chǎn)中，鍍液應經(jīng)常分析，各種主要成分特別是主鹽和導電鹽的含量要及時補充調(diào)整，貴金屬電鍍要保證鍍液在最佳工藝范圍運行。由于小孔、深孔接觸件在電鍍過程中容易攜帶各種溶液，所以，要采用比較有效的清洗方法進行各工序間的清洗以防止各種溶液的交叉污染。同時，要堅持按使用周期更換鍍槽過濾裝置的過濾芯或過濾布（紙），必要時，要使用活性炭處理鍍液中的有機雜質(zhì)，對于鐐槽的鍍液，除了定期采用活性炭處理鍍液外，還要抽出時間進行通電處理。生產(chǎn)任務(wù)緊迫時，更應重視對鍍液的處理。3及時更新電鍍設(shè)備為了保證小孔、深孔接觸件的電

18、鍍質(zhì)量，電鍍生產(chǎn)廠要盡早更新舊有的傳統(tǒng)電鍍設(shè)備。如果受經(jīng)濟能力所限一時承受不了購置太多的新設(shè)備，也要制定出分步配置的計劃。首先，應盡快配置超聲波清洗設(shè)備，用來保證鍍前、鍍后和工序間的清洗質(zhì)量；其次，應配置具有連續(xù)過濾裝置和自動控溫（最好還有自動添加裝置）的電鍍槽，以保證鍍液清潔和主要工作參數(shù)始終維持在最佳工藝范圍；再次，將直流電鍍電源更換為換向脈沖電鍍電源，以減少孔內(nèi)外的鍍層厚度差；最后，在現(xiàn)有電鍍生產(chǎn)線上合理地配置新型的滾筒或振鍍機配備（見圖11）。8911生產(chǎn)雌1JE登攜蔑機Jigurt11C'ollocatinvibrTitianplatingmachimeontheplatin

19、gline3.4采用實際有效的鍍后處理方法在鍍后處理方法中要根據(jù)小孔、深孔件的結(jié)構(gòu)特征，采用實際有效的鍍后處理方法。（1）振動電鍍裝置采用浸洗加淋洗的方式，先浸洗再反復淋洗；滾鍍和掛鍍裝置采用逆流漂洗加超聲波清洗的方式，清洗槽若無超聲波裝置至少應配置有空氣攪拌。不管采用哪一種方式，都是先用自來水清洗，再用純水清洗，最后采用熱純水清洗。在有條件的情況下，對于電鍍貴金屬的接觸件，鍍后的純水清洗盡可能采用純度較高的純水。（2）由于該類接觸件的孔較小、較深，鍍后烘干宜采用先在離心烘干機中（預先用白色干凈滌綸布包裹好鍍件）甩干，再采用60C振動烘干的方法。對于無振動烘干裝置的電鍍廠，可在甩干后將鍍件放在

20、烘箱中采用130C（有可焊性要求的鍍件采用110C）恒溫烘30min,以確保鍍件孔內(nèi)干燥。鍍件鍍后一經(jīng)檢驗合格應立即包裝(確認完全冷卻)，特別是鍍銀件應盡量減少鍍件暴露在電鍍生產(chǎn)環(huán)境中的時間。鍍金鍍銀接觸件的包裝要采用厚度不低于0.12mm厚度的帶自封口的塑料袋(不含氯)封裝；鍍鐐和鍍錫接觸件可采用同樣厚度、同種材料的塑料袋包裝后用熱合機熱壓封口。包裝時需要注意的是，如果該批鍍件下工序不是急待裝配，應在包裝袋內(nèi)放入適量干燥劑。3.5改變鍍覆方式對于一些孔深度太深而用戶對孔內(nèi)鍍層質(zhì)量要求較高的小孔和深孔接觸件，在采用電鍍無法解決問題時可以考慮采用化學鍍方式解決。4結(jié)論小孔、深孔接觸件孔內(nèi)電鍍質(zhì)量

21、的主要影響因素是電鍍時孔內(nèi)電流密度較低和鍍液在鍍件孔內(nèi)交換困難，除此以外，還有鍍件的基體質(zhì)量缺陷、鍍液維護較差、鍍前處理和鍍后處理工藝不完善以及所用電鍍設(shè)備的能力不足等。為解決小孔、深孔接觸件的孔內(nèi)電鍍質(zhì)量問題，應從以下方面著手：(1) 加強鍍前基體質(zhì)量控制，把有質(zhì)量缺陷的鍍件擋在電鍍工序之前。(2) 注重鍍件在電鍍每一道工序間的清洗質(zhì)量，在滾鍍和掛鍍時采用超聲波清洗是較好的方法。選擇最佳的電鍍方式。相比之下，采用振動電鍍設(shè)備配置換向脈沖電鍍電源進行電鍍比較適宜。(3) 搞好電鍍設(shè)備和各類溶液的維護，保證設(shè)備和溶液在最佳狀態(tài)下工作。(4) 重視鍍后處理對鍍層質(zhì)量的影響，主要包括鍍件表面清洗干凈、徹底烘干、選擇正確的包裝方法等。參考文獻：1 沈涪.接插件鍍金層常見質(zhì)量問題分析J.涂料涂裝與電鍍，2005(3):35-37.沈涪.接插件鍍金、鍍銀層變色原因及防變色措施J.電鍍與涂飾,2005,24(10):17-20.編輯：吳杰出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此誠危急